非常规油气资源正在成为中国油气勘探的重点对象之一，其中泥页岩油气藏是目前国内外勘探开发的“热点”。但由于泥页岩具有孔径小、渗透率低、比表面积大、孔隙结构复杂等特点，常规油气勘探开发技术难以用于页岩油气的开采，且目前页岩油气勘探开发技术较为薄弱，因此加强对泥页岩孔径分布、孔隙结构的研究，对于页岩油气的勘探开发有着十分重要的意义。

目前研究泥页岩孔隙结构、孔径分布的方法主要有3大类:(1)以微区分析为主的图像分析技术——FESEM、FIB-HIM等；(2)以压汞法和气体等温吸附为主的流体注入技术；(3)以核磁共振、中子小角散射计算机断层成像技术为代表的非流体注入技术。图像分析技术能够直观、方便、快捷地获取孔隙形态等方面的特征，但该方法研究范围小，主要观察的是微米级区域，因此代表性较差，且数据处理流程复杂，工作量大；非流体注入技术由于其原位、无损分析及粒子高穿透力的特点，使研究多种地质条件下的孔隙特性成为可能，但该技术无法得到泥页岩的孔喉特征；因此本文使用压汞法研究泥页岩的孔径分布——流体注入法(压汞法)，在表征微孔隙的孔径分布、比表面积等方面具有独到优势，且能得到样品的孔喉特征；压汞法是目前研究泥页岩大孔孔径分布、孔喉结构常用的实验方法，且具有实验操作简单、时间短、成本低、能够较准确表征孔径分布等优点，因此压汞法一直被广泛应用于多孔材料孔径分布、孔喉特征等方面的研究。

近年来，学者研究发现，压汞法实验数据处理过程中Washburn方程所涉及的两个关键参数——界面张力γ和润湿角θ，并非前人认为的定值，而是随孔半径r变化的参数，这使得前人利用压汞法所得孔径分布有较大误差。本文以松辽盆地青山口组页岩样品为例，对比研究了界面张力γ和润湿角θ参数校正前后的孔径分布，为更加精确地表征页岩孔径分布奠定了基础。

1实验样品及处理

实验样品取自松辽盆地青口组的黑色泥页岩岩心，样品取自不同井位、不同深度、有机质含量不同的泥页岩，按照标准GB/T21650.1进行高压压汞实验。实验仪器使用的是美国康塔公司(Quantachrome)GT60型全自动孔隙分析仪，该压汞仪测试时的注汞压力范围为0.5～60 000 psi，可测孔径范围大约是0.08～950μm。

在实验进行前，首先对样品进行脱油处理，然后取处理后的3 g样品，大小3～4 mm的颗粒，在110℃条件下烘干，然后将处理好的样品装入膨胀计内，该过程必须在氮气手套箱中进行，然后将该样品放入测控仪内进行抽真空脱气处理，最后注入液态汞并连续规律加压至60 000 psi。

同时对该样品进行热解、TOC测试等实验以获取该样品的基础地球化学资料(表1)。

2高压压汞模型中参数的校正及实验数据分析与处理

2.1高压压汞法的原理

压汞法的原理基于汞对一般固体不浸润，界面张力抵抗其进入孔中，欲使汞进入孔中，则需要施加外界压力，外压越大，汞能进的孔径越小，进汞量越多。测试不同外压下的进汞量，用Washburn方程得到压力P与孔半径r的关系，即可得到对应的孔体积和孔径分布。

表1泥页岩样品基础地球化学数据

2.2 Washburn方程简介及存在的问题

Washburn方程是压汞法分析样品孔径分布的基本方程，是由Washburn 1921年提出的液体芯吸的动力描述方程，用于研究岩石孔径分布时，它假设岩石中的孔是规则的圆柱形，从而建立压力与孔半径的关系式(公式1)。

式中:Pc为毛管压力，Pa；γHg为汞表面张力，N/m；θHg为汞润湿角，rad；r为孔半径，m。

现在通用的Washburn方程将表面张力γ和润湿角θ视为定值，但由于纳米尺度效应使得界面张力γ和润湿角θ随着孔半径r的变化而发生变化，因此要对原Washburn方程中润湿角与界面张力这两个参数进行校正(公式(2)—(4))。

式中:Pc为毛管压力，Pa；γHg为汞表面张力，N/m；θHg为汞润湿角，rad；r为孔半径，m；γ∞为孔半径无穷大时汞的表面张力，γ∞=480 mN/m；θHg∞为孔半径无穷大时汞的润湿角(θHg∞=140°)；Sb为吸附热，Sb=Eo/Tb=93.99 J/(mol·k)，Eo为蒸发焓，Tb为沸点；R为理想气体常数，R=8.314 J/(mol·k)；h为有效分子或原子直径，h=0.302 nm；rc为液滴曲率半径，rc=-r/cosθ，nm；常数C1、C2、C3分别为18.345、1.719、2.711 7。