168 / 2023-07-14 15:55:01

湖相富有机质泥页岩成岩作用研究：成岩演化路径及对储层性质的影响

非常规油气作为我国石油工业长期发展倚重的重要资源，驱动了针对细粒沉积的基础研究，经过十余年科技攻关，在沉积环境对有机质富集的控制、矿物组成非均质性和岩相组合复杂性对含油气性的影响等方面的研究中取得了众多进展，但针对富有机质页岩矿物（有机质）类型、来源及组合等因素对成岩路径及储层质量演化的影响还不甚明确。而物质来源、沉积演化、成岩作用等方面是决定页岩储层有效孔隙度、孔喉分布、渗透率和润湿性等参数的决定性因素。因此，本研究以松辽盆地古龙凹陷青一段（K₂qn¹）泥页岩研究对象，选取了不同成熟度（Ro：0.55%~1.58%）、不同矿物组成的岩心样品，开展大量扫描电镜观察实验，联合原位分析技术（大视域扫描电镜拼接扫描、电镜+阴极发光、荧光薄片等）以揭示K₂qn¹泥页岩矿物颗粒组成特征，明确碎屑矿物颗粒和自生矿物颗粒的形成、演化过程及其对成岩路径和储层特征（孔隙类型、孔隙度）的影响，旨在增强对湖相富有机质泥页岩成岩演化过程的认识，为非常规储层有利层段预测提供沉积学依据。

结果显示：在整个油窗范围，均可观察到以层状藻为主的有机质热演化产物（如：沥青）附着在（以黏土为主的）无机矿物表面；在0.9~1.6%Ro范围内，均有（微纳米级别）微晶自生石英赋存于黏土矿物晶间孔和粒间孔中；在溶蚀孔和有机质孔中偶见自形石英发育，随着成熟度升高自形石英发育增多；自生黏土矿物（如绿泥石）在整个成熟度范围内都可见，但主要发育于成熟度大于1.1%Ro的粒间孔和有机质孔中。此外，固体沥青常与自生矿物相伴生，以油膜的形式附着于自生矿物表面，这表明矿物沉淀可能与有机质热演化过程中发生的流体组成变化有关（如，水溶性有机酸的形成等）。

根据SEM，与有机质互层的黏土矿物晶间孔（缝）是青一段的主要贮存空间。在达到生油高峰以前，这些孔隙在早期被油前沥青封堵，随着热演化程度升高（油后沥青、焦沥质阶段），由于大规模的排烃行为而得以暴露。这一现象有利证明了有机质生、排烃在高黏土富有机质泥页岩地层孔隙发育、演化中至关重要的作用，它既控制了有机质（沥青）生成，又影响了无机矿物（如：自生石英沉淀）的转化过程。