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歧北次凹沙三段湖相页岩油富集主控因素研究

湖相页岩的储集特性、含油性及油气赋存富集机理是目前页岩油地质研究的核心和难点问题。歧口凹陷是我国东部渤海湾盆地黄骅坳陷大港探区第一大富油气凹陷，也是页岩油气前景勘探领域之一。近年来大量勘探实践表明，歧口凹陷沙三段湖泛期细粒沉积岩层系广泛发育，富有机质页岩厚度大，烃源岩品质好，获得了高产、稳产工业油流，证实了该地区页岩油具有较大勘探潜力，是大港油田增储上产的重要层系。同时，在邻区沧东凹陷孔二段湖相页岩油工业化开发的推动下，落实其勘探前景势在必行。本文以歧口凹陷歧北次凹F39X1井沙三上亚段的三个纵向甜点段（C2、C3、C6）长达40.1 m的系统取心资料及化验联测分析为基础，运用岩石学、矿物学、有机地球化学、致密储层和含油性评价技术和研究方法，对沙三上亚段页岩储层的地质特征和含油性等进行综合研究，在准确评价烃源岩品质、优势组构、储集特性、含油性等特征的基础上开展页岩油富集主控因素分析，建立歧北次凹沙三上亚段页岩油富集模式，取得的主要研究成果和认识如下：

采用“有机质-矿物-沉积构造”岩相分类方案，将沙三上亚段页岩划分为五大类共十六种岩相。五类基础岩相分别为纹层状页岩、层状页岩、块状页岩、钙质页岩和粉砂岩。依据发育规模和纵向上的厚度占比，沙三上亚段页岩以发育高有机质长英质纹层状页岩相、高有机质混合质纹层状页岩相、高有机质混合质层状页岩相、高有机质混合质块状页岩相、低有机质混合质块状页岩为主；综合页岩油饱和度指数（OSI）、TOC、脆性矿物含量、粘土矿物含量这四项评价参数，划分出沙三上亚段页岩优势岩相级别，确定了高有机质长英质纹层状页岩相和高有机质混合质层状页岩相两种Ⅰ类优势岩相和高有机质混合质纹层状页岩相、高有机质长英质层状页岩相两种Ⅱ类优势岩相。

页岩的孔-缝结构特征决定页岩的储油和渗流能力。歧北次凹沙三上亚段页岩储集空间类型以矿物粒间孔、矿物粒内溶蚀孔、沉积层理缝为主，而有机质孔发育较差，孔径整体呈现多峰分布、主峰区宽的特征。储层空间结构连通性受基质孔隙+裂缝和裂缝+裂缝两种基本单元控制，纹层状和层状页岩发育基质孔隙-裂缝-粘土/有机质片状结构“三元”结构或基质孔隙-裂缝“二元”结构，不同基质孔隙、裂缝及孔-缝组合相互叠合、共生分布。沙三上亚段页岩属于低孔、低渗储层，孔隙度均值为3.3 %，渗透率均值为0.4869 mD。

歧北次凹沙三上亚段页岩油形成与富集经历了三个重要演化阶段：①热演化助力、有机质供烃；②纳米级孔隙储集、微米级裂缝连通、孔-缝网渗流；③优势组构富油。明确了歧北次凹沙三上亚段页岩油富集三大主控因素，优质烃源岩是基础，孔-缝网连通体系是关键，优势岩相的组构配置关系是核心。建立了Ⅰ类优势岩相源-储一体型页岩油富集模式。在微观尺度下，依据液态烃所依附的载体，形成了孔隙型可动烃、孔隙型束缚烃和裂缝型可动烃三种页岩油的微观赋存形式。