179 / 2023-07-14 18:45:20

松辽盆地古龙凹陷青一段纹层型页岩孔隙特征、含油性及控制因素

孔隙特征；湖相页岩油；影响因素；青山口组；古龙凹陷；松辽盆地

页岩油泛指以吸附或游离状态赋存于烃源岩或与烃源岩频繁互层、紧密相邻的致密碳酸盐岩、致密粉细砂岩等储集岩石类型中，没有经过长距离运移的“源内”石油聚集（黎茂稳等，2019；印森林等，2022；邹才能等，2012）。我国页岩油资源潜力巨大，是重要的油气战略接替资源，但由于我国页岩油勘探开发起步较晚，技术经验相对不足；且我国陆相页岩相较于北美海相页岩地质条件更加复杂等原因，导致中国陆相页岩油达到规模效益开发依然面临诸多挑战和困难。

位于中国东北部的松辽盆地古龙凹陷青山口组页岩油勘探取得重要突破，资源量高达54.5×10⁸t，且多口井已经取得超过13吨/天的工业油流（孙龙德等，2023），可见其油气资源之丰富。

然而，由于古龙页岩地质特征的复杂性和非均质性，仍存在孔缝成因机理与分布规律不明确、页岩油产状和相态不清楚等难点问题（孙龙德等，2021），增加了勘探成本，制约了古龙页岩油实现效益开发。因此，本文在岩相划分的基础上，主要通过X射线衍射、抽提前后氮气吸附、场发射扫描电镜、总有机碳、抽提前后岩石热解等方法明确了古龙纹层型页岩孔隙特征、分布及其影响因素和含油性以及页岩油孔径赋存下限。主要认识如下：

（1）古龙凹陷青一段纹层型页岩孔隙类型可分为粒间孔、粒内孔、有机质孔和微裂缝。发育多种尺度类型的孔隙，包括微孔(1～2nm)、介孔(2～50nm)和宏孔(50～200nm)。孔隙形状以狭缝状孔隙、平行板状孔隙和墨水瓶状孔隙为主。孔径主要分布范围在5～6nm和10～20nm这个范围内，在10～20nm孔径内孔体积贡献占比最大，达到18%。抽提前后孔径分布变化不大，区别在于抽提前后孔体积增大或减小的孔径界限不同。

(2)石英含量与微孔以及宏孔孔体积均具有负相关性；与介孔孔体积呈现先正相关后负相关的趋势；长石含量与微孔和介孔均表现出较好的正相关性，与宏孔正相关性较弱甚至出现负相关。碳酸盐矿物由于组成较复杂，所以与各尺度孔体积相关性较弱。伊利石和绿泥石对于不同尺度的孔体积都倾向于增加孔体积的趋势，而伊蒙混层起到的作用更倾向于减少孔体积。

(3) 有机质含量对于孔体积的影响整体呈现正相关的趋势，但是有机质含量的增加未必一定会增加孔体积，因为产生的沥青也可以起到充填并减少孔隙的作用（He et al.,2022）。成熟度对于高有机质岩相，无论是微孔、介孔或是宏孔均呈现正相关关系，但是对于中有机质岩相的微孔和介孔则呈现负相关关系，而对于宏孔则是正相关。

(4)古龙页岩油主要以游离态和吸附态赋存于孔-缝网络当中，TOC和R_o是游离油和吸附油的主要控制因素，而矿物成分对于页岩油控制作用有限，更多的是通过影响和改变孔隙结构来对页岩油产生不同作用。随着孔隙体积的增大，游离油含量增加，吸附油含量也增加，但是吸附油所占比例降低。比表面积与吸附油含量之间的相关性较差。

(5) 采用（Wang et al.,2015)统计学原理推断页岩油赋存的可能孔隙直径的方法，得出常温常压状态下，游离油赋存的孔径下限为4nm左右，可动油赋存的孔径下限为10nm左右。