泌阳凹陷核三段泥页岩储层含油性评价.pdf

收稿日期：；修订日期：。作者简介：严锡（），男，助理研究员，现从事石油地质研究工作。：。文章编号：（）泌阳凹陷核三段泥页岩储层含油性评价严锡（中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南南阳 ）摘要：利用岩石学、激光共聚焦显微系统、有机地球化学等多种技术方法系统分析了泌阳凹陷核桃园组核三段泥页岩层系的含油性，探讨了油气赋存方式、运移通道和含油性特征。结果表明，无机矿物中发育的粒间孔、晶间孔及微裂缝可能是页岩油气赋存的主要储集空间；烃类经历了生排烃作用后，在微裂缝中顺层赋存，部分烃类顺硅质条带赋存，硅质条带可能是烃类的运移通道之一；核三段泥页岩层系中层状 纹层状泥页岩的含油性较好。关键词：泌阳凹陷；核三段；页岩油；含油性中图分类号：文献标识码：（，）：，：；泌阳凹陷是南襄盆地中的一个富含油气的中新生代次级凹陷，面积约 ，基底最大埋深达 以上，由东南至西北逐渐抬升，整个凹陷在平面上呈端部北指的扇形展布，剖面上构成南深北浅的箕状凹陷。核桃园组三段三砂组（）沉积期为泌阳凹陷的最大湖泛期，泥页岩最为发育。在核三段共识别出 个半深湖 深湖相沉积发育期，半深湖 深湖相沉积背景下，水体相对稳定，发育的泥页岩连续沉积厚度大、平面分布范围广，是页岩油勘探相对有利层系 。但 泥页岩层系岩性复杂，非均质性强，对泥页岩储层物性、含油性等基础地质认识尚存在不足。本文综合利用岩石学和地球化学相关技术方法对该区的泥页岩储层含油性进行评价，为泌阳凹陷页岩油勘探开发提供新的思路 。样品和实验方法本次研究中选取的样品主要分布在泌阳凹陷 页岩层系，采集样品包括 井、井、井等页岩油重点井，并对其进行了系统的岩石学和地球化学分析。其中元素地球化学分析仪器为日本电子 电子探针及能谱仪，页岩储层综合分析利用 法，页岩孔隙度和渗透率由压力脉冲衰减孔渗仪测定，密度由全自动密度仪测定，饱和度由气相色谱仪测定，岩石矿物学及储层含油性 年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷第 期分析使用德国莱卡 偏光显微镜以及蔡司 型激光共聚焦显微镜来进行精细描述。页岩油储层岩石学特征泌阳凹陷 页岩层由黏土矿物、碎屑矿物（石英 长石）及碳酸盐矿物组成（方解石 白云石），三者成分相对均匀，多集中在 ，三者均无绝对优势，脆性矿物含量（石英、长石、方解石和白云石含量总和）平均高达 （图 ）。构造上，以纹层状或页理状为主，块状构造在岩心统计中仅占 ；粒度整体以粉砂级以下为主（图 ）。氩离子抛光 扫描电镜分析结果表明，泌阳凹陷 中段页岩主要发育粒间孔、晶间孔和溶蚀孔以及构造缝、层理缝和微裂缝，其中层间页理缝和晶间孔、溶蚀孔较发育，可能是页岩油较为有利的储集空间 。页岩层理缝发育，平行层理的断面上孔隙发育较差，垂直层面孔隙发育（图 ），荧光薄片显示泥质纹层荧光显示较丰富，含油性好；下段页岩层岩性以长英质泥页岩为主，主要发育粒间孔、溶图 页岩层矿物组成蚀孔、微裂缝，晶间孔，有机质孔发育较少。根据页岩物性分析 法测得研究区 井页岩孔隙度为 ，平均为 ；压降基质渗透率为 ，平均为 ，为特低孔、超低渗型储层 （表 ）。图 页岩层 井激光共聚焦显微导航与电子探针能谱元素分布特征图 泌阳凹陷 典型泥页岩样品的孔隙类型石 油 地 质 与 工 程 年第 期表 泌阳凹陷 井 法测页岩储集物性深度 整体密度（）原样粉碎颗粒密度（）含水饱和度 含油饱和度 含气饱和度 总孔隙率 充气孔隙率 干燥体积密度（）表观干燥颗粒密度（）压降渗透率（）平均值 页岩油储层的含油性特征通过对泌阳凹陷深洼区 页岩层采集的 井样品进行储层含油性的显微荧光分析（图 ），发现块状泥岩和粉砂质泥岩中的烃类主要在矿物基质中分散赋存 ，层状泥页岩中的烃类主要赋存于顺层发育的微裂缝及碳酸盐岩条带中；采用蔡司 激光共聚焦显微镜对样品进行三维扫描，可将原油组分进行可视化表征，激光共聚焦显微技术是利用激光作为激发光源，在平面上方共聚焦通过对样品逐点或逐线扫描，采集其每帧二维图像。在纵向上轴方向以一定的间距扫描出不同轴位置的平面图像，利用软件进行三维重建，得到目标的二维或三维立体模型，由于岩石孔隙中烃类不同组分的光谱特征不同，故可以通过激光共聚焦扫描激发荧光的方法来观察烃类不同有机质组分的位置和形态（图 ）。其中使用 波长的激光作为激发光源，选择 波长的激光作为接收波长，用红色表示，对样品中轻质流体组分进行分析（图 ）；选择 的波长作为接收波长，用蓝色表示，对样品中的重质流体组分进行分析（图 ）。结果表明，条带和基质中的流体轻、重组分分布不均匀（图 ），流体在泥质条带中生成后，沿硅质条带运移，因此推断硅质条带可能是有机质的运移通道之一。图 泌阳凹陷 泥页岩层典型样品的显微含油特征有机质丰度（）反映了泥页岩中有机质富集程度，是油气形成的物质基础 。以 取心 的 井为例，其取心段覆盖了 中段和 下段，烃源岩有机质丰度大于 ，有机质类型以和型为主，岩石中游离烃含量为 ，平均为 ，烃源岩品质较好；镜质体反射率（）由 升高至 ，热演化程度与埋深呈正相关；热解峰值温度（）基本恒定在 左右，但在 开始出现 低值现象，对照该井地球化学分析数据来看，低值点多数是 含量相对较高的泥页岩或粉砂质泥岩，在该深度段中显示出较好的含油性特征；（）由 升高至 ；氢指数（）由顶部 的 降为 的 ，说明目的层系生烃潜力大；自上至下降低了 ，说明有机碳大严锡泌阳凹陷核三段泥页岩储层含油性评价致转 化 生 烃 ；而 稳 定 在 ，说明有约 烃类赋存在泥页岩层的储集空间，相差的 烃类则可能赋存在临近的非源岩层系。统计 段不同类型的样品发现，钙质页岩的 平均为 ，砂岩的平均值为 ，层状 纹层状泥页岩的 平均为 ，块状泥岩的 约为 。砂岩类样品的含油饱和度指数（）均在 以上，钙质页岩样品的 平均为 ，层状 纹层状泥页岩的 平均为 ，块 状 泥 岩 的 平 均 为 。综合对 中下段典型样品的储层特征和含油性分析认为泌阳凹陷 中下段泥页岩层系中不同岩性均具有一定的储集性能，除砂岩 粉砂岩夹层外，层状 纹层状泥页岩类的含油性特征较好（图 ）。图 井单井热解地球化学剖面 结论）泌阳凹陷 页岩层泥页岩类样品孔、渗性能相对较差。岩层中发育的粒间孔、晶间孔及微裂缝可能是页岩油气赋存的主要储集空间。）综合荧光薄片、激光共聚焦显微镜分析认为，烃类经历了生排烃作用后，部分烃类顺微裂缝赋存，硅质条带中烃类赋存较为明显，表明硅质条带可能是有机质的运移通道之一。）泌阳凹陷 泥页岩层系中的层状 纹层状泥页岩的含油饱和度指数普遍分布在 之间，平均为 ，表明该层段中的层状 纹层状泥页岩具有较好的含油性特征。（下转第 页）石 油 地 质 与 工 程 年第 期 吴思仪，司马立强，袁龙，等 高邮凹陷阜一段低渗透储层特征及成因分析 岩性油气藏，（）：吉园园，高一龙，郑锟 镇泾地区东北部长 低渗透碎屑岩储层成岩演化及致密化成因 非常规油气，（）：王成 大庆长垣以东地区深层致密气储层成岩胶结作用及其对物性影响 大庆石油地质与开发，（）：文静，赵靖舟，李军，等 白云凹陷中深层古近系砂岩储层特征及溶蚀作用对优质储层的控制作用 特种油气藏，（）：刘芬，朱筱敏，潘荣，等 低渗透储层形成及库车坳陷实例分析 岩性油气藏，（）：周晓龙 辽河西部凹陷牛心坨地区沙四段储层特征及主控因素 特种油气藏，（）：李忠新，王玮 征沙村地区三工河组低渗透砂岩储层孔隙结构研究 科学技术与工程，（）：张江华 准中 区块侏罗系三工河组低渗透储层储集特征 复杂油气藏，（）：张冬玲，鲍志东，王建伟，等 准噶尔盆地中部下侏罗统三工河组二段沉积相及储层特征 古地理学报，（）：李圣，王国芝，李娜，等 准中 区三工河组二段低孔、渗储层特征及主控因素 世界地质，（）：，（）：碎屑岩成岩阶段划分 北京：石油工业出版社，谢武仁，杨威，赵杏媛，等 川中地区须家河组绿泥石对储集层物性的影响 石油勘探与开发，（）：（编辑杜建波檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶）（上接第 页）参考文献 金之钧，张发强 油气运移研究现状及主要进展 石油与天然气地质，（）：张仁贵，刘迪仁，彭成，等 中国陆相页岩油勘探开发现状及展望 现代化工，（）：金之钧，王冠平，刘光祥，等 中国陆相页岩油研究进展与关键科学问题 石油学报，（）：熊亮，庞河清，赵勇，等 威荣深层页岩气储层微观孔隙结构表征及分类评价 油气藏评价与开发，（）：陈朝兵，赵振宇，付玲，等 鄂尔多斯盆地华庆地区延长组 段深水致密砂岩填隙物特征及对储层发育的影响 石油与天然气地质，（）：杨光，田伟志，吕江，等 威远构造 区块龙马溪组龙 亚段页岩气储集层岩石学特征 特种油气藏，（）：贾艳雨 泌阳凹陷页岩油储层孔隙发育特征与测井定量评价 能源与环保，（）：罗威，倪玲梅 致密砂岩有效储层形成演化的主控因素 断块油气田，（）：刘全有，李鹏，金之钧，等 湖相泥页岩层系富有机质形成与烃类富集 中国科学（地球科学），（）：柯思 泌阳凹陷页岩油赋存状态及可动性探讨 石油地质与工程，（）：孙先达 储层微观剩余油分析技术开发与应用研究 长春：吉林大学，王文明，衣晓东，殷代印 应用激光共聚焦研究特低渗透储层微观剩余油分布 石油地质与工程，（）：黄文欢，陈全腾，丁慧霞 渤海湾盆地博兴洼陷沙四上亚段泥页岩储层含油性与可动性评价 世界地质，（）：（编辑蒲洪果）石 油 地 质 与 工 程 年第 期