Comparaison des modèles fractals simples et multifractals basés sur l'adsorption de N₂ — Cas du schiste du groupe Longmaxi dans le bassin du Sichuan

CUI CHUANZHI ,  

ZHANG ZIYUN ,  

WU ZHONGWEI ,  

摘要

La théorie des fractales est une méthode importante pour décrire quantitativement l'hétérogénéité de la structure des pores des réservoirs de schiste. Prenant comme exemple le réservoir de schiste du groupe Longmaxi dans le bassin du Sichuan, cette étude compare systématiquement les caractéristiques fractales simples et multifractales de sept échantillons de schiste de cette formation, basées sur des expériences d'adsorption de N₂, en mettant l'accent sur l'avantage des multifractales pour caractériser la structure complexe des pores. Les résultats indiquent : ① La structure des pores du groupe Longmaxi est complexe, dominée par des fentes étroites, et comprend également des pores coniques, des pores en plaques parallèles coniques et des pores en forme de flacon. Le volume des pores provient principalement des pores d'environ 35 nm de diamètre, tandis que la surface spécifique est principalement fournie par les pores d'environ 3 nm ; ② En utilisant trois modèles fractals simples — Frenkel-Halsey-Hill (FHH), Neimark et Wang-Li —, des différences dans la dimension fractale ont été observées (D_FHH : 2,6100 ~ 2,8149, D_Neimark : 2,8751 ~ 2,9846, D_Wang-Li : 2,6061 ~ 2,7787), avec une meilleure qualité d'ajustement pour le modèle Wang-Li (R² > 0,999). Cependant, tous les modèles sont limités par des hypothèses théoriques et des plages d'échelle, rendant difficile la représentation complète de la structure complexe des pores à différentes échelles ; ③ Tous les échantillons présentent des caractéristiques multifractales significatives, avec une hétérogénéité plus forte dans les zones à faible probabilité (ordre du moment q ≤ -1) et une homogénéité relative dans les zones à forte probabilité (q ≥ 1). Les paramètres multifractals (D_-q / D_q, D_-q - D_q, α_min - α_max, α_min / α_max) sont négativement corrélés à la surface spécifique et positivement corrélés au diamètre moyen des pores, indiquant que cette méthode est efficace pour décrire l'hétérogénéité des pores à différentes échelles. Cette étude, basée sur le groupe Longmaxi, révèle par une comparaison systématique des méthodes fractales simples et multifractales les avantages des multifractales pour quantifier le réseau complexe des pores du schiste, offrant une nouvelle perspective analytique et une référence théorique pour la caractérisation fractale basée sur l'adsorption de N₂.

关键词

fractale;adsorption de N₂;structure poreuse;groupe Longmaxi;schiste

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