玛湖凹陷风城组页岩油资源丰富,但该区页岩油储层类型多样。不同类型页岩油在储集空间、赋存状态和源储配置等方面的差异不清,制约了对风城组页岩油富集机理与成藏模式的深入认识。因此,本研究利用多种实验手段(激光扫描共聚焦显微镜、原子力显微镜和激光拉曼等)对风城组不同类型页岩油的赋存状态进行系统的对比研究。取得的主要成果认识如下:
(1)依据TOC、孔隙度、OSI和S1等参数将风城组页岩油储层划分为夹层型与纹层型,划分出两类页岩油储层的参数范围,反映了其不同的成藏机理。两类页岩油储层均以无机粒间孔和溶蚀孔为主,夹层型页岩油储层储集能力远优于纹层型页岩油储层。夹层型页岩油储层发育较多的宏孔(占总孔容的87.9%),而纹层状页岩油储层发育宏孔(占总孔隙体积的50.8%)和中孔(占总孔容的48.9%)。
(2)创新性利用激光拉曼+原子力显微镜(LR+AFM)方法,对两类页岩油的优势富集区域进行联合表征;根据页岩孔隙形貌、结构特征将其划分为楔形孔、椭圆孔、狭缝孔、不定形孔等,其中狭缝孔更为发育;纹层型页岩油样品中纹层发育的页岩孔隙结构更发育,样品高度突变快,表面粗糙度大,非均质性更强;通过对比矿物-孔隙相位偏移特征,明确页岩油赋存空间,其中夹层型页岩油储层中的椭圆孔更有利于页岩油富集,而楔形孔及狭缝孔不利于页岩油赋存。
(3)通过多温阶热解和激光扫描共聚焦显微镜实验发现,夹层型页岩油储层中游离态油含量高于吸附态油含量,而纹层型页岩油储层中游离态油和吸附态油含量相近,说明夹层型储层中页岩油的可动性更强。此外,夹层型页岩油储层赋存特征主要受孔隙结构影响,而纹层型页岩油储层赋存状态还受TOC含量和沉积构造等影响。
(4)夹层型页岩油储层的源储配置关系为:上、下页岩层为烃源岩,夹层砂岩层为储层,属于源储分离型;而纹层型页岩油储层的源储配置关系为亮色纹层为储层,暗色纹层为烃源岩,属于源储一体型。据此,分别建立了夹层型和纹层型页岩油储层的页岩油成藏模式。夹层型页岩油储层为研究区重点勘探对象,研究成果对风城组页岩油勘探开发具有一定的现实指导意义。