沧东凹陷孔二段页岩油形成条件与富集模式

【作者】 宋斯宇； 陈世悦； 鄢继华； 蒲秀刚；

【机构】 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院； 中国石油大港油田勘探开发研究院；

【摘要】 渤海湾盆地沧东凹陷在孔二段沉积时期是典型的陆相坳陷型湖盆凹陷,富有机质页岩分布范围广、地层厚度大,前期部署的多口直井和水平井均获得工业油流。但是目前来看,岩相划分不够明确,有机质赋存状态研究不够深入,尚未提出有效的页岩油富集模式,页岩油形成条件尚不明确,有效的富集模式尚未提出,制约了下一步精细勘探与开发。本文以沧东凹陷孔二段富有机质页岩为研究对象,采用宏观与微观相结合的研究思路,分析优势岩相及优势岩相组合特征、评价页岩生烃能力及储集性能、分析有机质的赋存状态、探究页岩油的形成条件,总结页岩油富集模式,为研究区页岩油的精细勘探开发提供科学依据。岩心观察描述、薄片鉴定、全岩X射线衍射、超大面积扫描电镜成像、电子探针等资料的分析结果显示,孔二段页岩具有以下特征。(1)岩石学特征:矿物主要成分为长英质矿物、碳酸盐矿物(30%～40%),黏土矿物含量较少(不超过10%)。发育大量纹层结构和少量块状结构。岩性主要以长英质页岩和混合页岩为主,含有少量的灰云质页岩。孔二段页岩层系依据矿物组成、岩石类型、沉积构造可划分出六种岩相类型:纹层状长英质页岩相、块状长英质页岩相、纹层状灰云质页岩相、块状灰云质页岩相、纹层状混合质页岩相、块状混合质页岩相。(2)烃源岩特征:有机质丰度较大基本呈正偏态分布(主要分布在3%～6%),超越效应(超过有机质自身吸附量才具备流动的特征)明显,干酪根以Ⅰ型和Ⅱ1型为主,热演化程度适中(Ro值为0.6%～1.0%,埋深为3400～4350m),干酪根大量转换为页岩油并且滞留可动烃增加,整个孔二段属于好-很好源岩。(3)储集性能:发育纳米级孔隙,储集空间类型主要为有机质孔、纳米级晶间孔、溶蚀孔及微裂缝。孔径分布存在较强非均质性,集中在20-140nm之间,以介孔为主,有少量宏孔。(4)富集过程:富有机质纹层中生成的原油发生极短距离的运移,在临近的孔隙中聚集,从而在纹层之间形成"生-运-聚"过程。(5)赋存状态:在纹层状长英质页岩相中有机质多以长条带状顺层发育,可见少量弯曲,部分以不规则形态分布在石英颗粒之间且充填粒间孔;黄白色油质沥青多顺层发育,少量呈丝状充填微裂缝,层理缝,荧光性强。在纹层状混合质页岩相中有机质多以短条带状分布、团块状分布为主;油质沥青顺层发育,烃类富集连续呈层,荧光性较强;块状长英质页岩相中也有的荧光显示较弱,油质沥青以点状分布。综上所述,本文纹层状长英质页岩相富集页岩油能力最强,纹层状混合质页相次之。当S1*/TOC(即可动油指数,简称OSI)值大于100mg/g时超越效应明显,"高超越效应+纹层状长英质页岩相"的富集模式最佳、"超越效应+纹层状混合质页岩相"富集模式次之。此认识指导了沧东凹陷孔二段页岩油甜点的综合评价,为实现下一步工业化突破打下坚实基础。更多还原