页岩的孔隙结构复杂，尤其是纳米级孔隙的特性和页岩油分布，对页岩油的积聚和流动产生重要影响。传统的勘探和分析方法在纳米孔隙结构的表征及其连通性方面存在局限性，无法充分揭示页岩油的分布特征和孔隙演化机制。以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组和吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩样品为研究对象，通过溶剂萃取法结合（超）小角X射线散射[(U)SAXS]等多种先进技术，对页岩的孔隙结构及页岩油分布进行了深入研究。
研究发现，溶剂萃取显著增加了页岩样品的总孔隙体积和比表面积，但纳米孔隙的可及性仍有限，尤其是在2~50 nm的介孔范围内。尽管其总体孔隙体积相对较小，但介孔对页岩油的储集能力与大孔（50~300 nm）相当，其在页岩油存储中不可忽视的作用。进一步分析表明，与石英和长石颗粒相关的粒间孔隙对页岩油的流动性起关键作用。此外，还揭示了溶剂萃取过程中可萃取有机质的移除及其对孔隙演化的复杂影响，如部分小孔的填充现象和裂缝的生成。
（a1-a2）溶蚀抽提前后有机质无显著变化；（b1-b2）溶剂抽提后，无机矿物和有机质接触面出现大孔（黄色箭头），无机孔隙中赋存的油被完全去除（红色箭头）；（c1-c2）有机质内部的可溶有有机质被去除，产生了纳米至微米级的有机质孔；（d1-d2）溶剂抽提后，产生纳米级有机质孔；（e1-e2）有机质膨胀导致部分有机质孔减小（绿色箭头）；（f1-f2）溶剂抽提后，粒间孔中的残余页岩油被去除。
图1 溶剂萃取前后页岩孔隙的变化
图2 溶剂萃取前后纳米级孔隙（2~300 nm）不同孔径区间的孔隙体积
基于研究成果，影响优质页岩储层孔隙结构和页岩油分布的主要控制因素包括有机质的成熟度、孔隙连通性和介孔贡献等。这一研究不仅深化了对湖相页岩油赋存及流动性机制的认识，还为今后类似湖相页岩储层的勘探开发提供了科学依据和技术指导，具有重要的理论和应用价值。
图3 孔隙结构参数与页岩组分和有机质参数的相关矩阵
研究成果发表在地学领域国际重要期刊Marine and Petroleum Geology。论文第一作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院博士研究生张存剑，通讯作者为胡钦红教授，中国石油大学（华东）地球科学与技术学院为第一署名单位。合作者包括中国石油大学（华东）地球科学与技术学院王齐鸣、杨升宇教授以及上海同步辐射光源李秀宏研究员。该研究获得国家自然科学基金重大项目及上海同步辐射光源等资助和支持。
论文信息：Cunjian Zhang, Qinhong Hu, Qiming Wang, Shengyu Yang, Xiuhong Li, Zhi Yang, Shuang Yu, Jianping Yan, Changan Du, 2025. Effects of solvent extraction on pore structure properties and oil distribution in shales of alkaline lacustrine basins. Marine and Petroleum Geology, 171, 107207. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.107207
