松辽盆地青山口组泥页岩油气储集特征

松辽盆地青山口组泥页岩油气储集特征

田延妮，黄文奥

（中海油田服务股份有限公司，天津，300459，中国）

摘要：为查明松辽盆地青山口组泥页岩油气储集特征，通过对泥页岩矿物组成、脆性特征、储集空间类型及孔隙结构进行综合评价。结果表明：青山口组泥页岩脆性矿物含量高，溶孔及微裂缝大量发育，孔隙度介于1.87%~9.32之间，平均孔隙度为4.98%，渗透率较低，微裂缝发育能有效改善泥页岩渗透率。

关键词：松辽盆地；青山口组；泥页岩；储集特征

作者简介：田延妮（1995-），女，工程师，硕士研究生，现从事地质油藏方向相关工作。E-mail:hwa1201@163.com;

陆相泥页岩通常形成于河流及湖泊环境，由于分布面积及有效厚度较小，一直处于前期探索阶段。而海相页岩以其有机质丰度高、分布面积广、厚度大的特点成为现阶段泥页岩勘探开发的主战场。不同于成熟的海相泥页岩，一种介于常规有机及页岩气之间的非常规矿产资源以其较大的勘探潜力成为下阶段非常规油气资源勘探的重点[1]。本文对青山口组泥页储集空间发育特征进行分析，以期为下阶段青山口组油气勘探提供一定的支撑。

1 区域地质概况

松辽盆地位于我国东北地域，地理位置上横跨东北三省，区域形态上表现为南部北东向展布，向北过渡为北北东向展布的长条形盆地[2]。盆地早期先后经历张裂、裂陷及持续继承性沉降，后期在太平洋板块俯冲作用的影响下，盆地进入萎缩阶段，整体发生褶皱性隆起，形成现今中央隆起、东部、东南及西南向隆起区、西部斜坡区以及北部倾没区等六个不同的构造区[3]。青山口组各区域存在不同的接触关系，中央隆起区与下伏泉头呈整合接触，其他区域为不整合接触关系。地区岩性各不相同，中央隆起区及东部地区主要为灰黑色-黑色泥岩，北部及西部地区为粉砂岩及砂岩，夹少量薄层的泥岩。

2 富有机质页岩储集特征

页岩油气赋存于矿物颗粒表面及孔隙空间的游离态、吸附态，因此矿物组成、孔隙空间类型及孔渗性特征均为影响泥页岩油气储集性能的要素[4]。

2.1 矿物组成及脆性特征

泥页岩矿物组成及脆性特征不仅影响储集空间的组成，同时高脆性泥页岩在水力压裂开发过程中更容易形成复杂的裂缝系统，有利于泥页岩油气的生产。通过对青山口组泥页岩进行全岩“X”衍射实验结果显示，松辽盆地青山口组泥页岩脆性矿物含量相对较高，区域差别大，盆地周缘湖相泥页岩中由于陆相物质的供应，石英、长石的含量较高。松辽盆地青山口一段泥页岩矿物组成主要包括石英、长石、粘土矿物、方解石、白云石及黄铁矿等，其中石英、长石及粘土矿物矿物含量占绝对优势，其中石英含量在25.8%~37.2%之间，平均含量为29.4%，长石含量介于12.9%~18.3%之间，平均含量为15.6%，粘土含量介于37.8%~51.3%之间，平均含量为44.5%。在两大沉积中心的样品黄铁矿含量较高，最高达到5.4%，显示了水体较强的还原性。

由于松辽盆地青山口组埋藏相对较浅，因此在对泥页岩进行脆性计算过程中，将石英、长石、黄铁矿及方解石等作为脆性矿物进行脆性评价。通过对盆地不同地区泥页岩样品全岩矿物分析结果统计，利用岩石矿物学方法计算公式如下：

BRIT ={ (w石英＋ｗ长石＋ｗ方解石＋ｗ黄铁矿)/( ｗ石英＋长石＋黄铁矿＋ｗ碳酸盐＋ｗ黏土)}×100%

式中：BRIT为页岩矿物脆性指数;w石英、w长石、w黄铁矿为各脆性矿物质量分数;w碳酸盐为碳酸盐矿物质量分数;w黏土为黏土矿物质量分数。

通过对研究区不同样品脆性指数计算结果，松辽盆地青山口组泥页岩脆性指数分布于44.2%~55.4%之间，平均为48.6%。不同地区脆性矿物含量具有一定差异，在古龙坳陷及三肇凹陷地区脆性矿物含量在47%以上，最高达55.4%，脆性指数在50%以上的样品占样品总数的60%以上，表明地层形成后受构造运动的影响更容易产生大量裂缝，有助于油气的储集及运移，同时在后期压裂改造过程中更容易产生复杂裂缝，有助于油气的生产。

2.2 页岩储集空间类型

泥页岩孔隙是油气主要的赋存空间。扫描电镜结果显示，与多数成熟页岩一致，青山口组泥页岩中发育各种不同类型的裂缝，原生及次生孔隙较为发育，由于埋藏相对较浅，上覆地层压力未完全压实矿物碎屑颗粒间的孔隙，且矿物颗粒之间的相互支撑形成一定量的粒间孔隙。青山口组粘土矿物含量较高，矿物颗粒之间形成粘土矿物间孔，由于有机质含量高，热演化程度适中，发育大量的有机质孔隙。在热演化过程中形成的有机酸对成岩矿物选择性溶蚀形成大量的溶蚀孔隙，在后期成岩改造及溶蚀的共同作用下，青山口组发育不同类型的裂缝，包括溶蚀改造形成的溶蚀缝、粘土矿物所充填的充填缝以及由于粘土矿物相互堆积形成的矿物片间缝。

2.3 泥页岩孔隙结构表征

孔渗性特征是表征泥页岩油气储集空间及天然渗流能力大小的重要指标。通过气测法测试结果显示泥页岩孔隙度分布范围较广，孔隙度分布范围为1.87%~9.32%，平均为4.98%，超过70%的样品孔隙度在3%以上，渗透率介于0.46mD~19.73mD之间，平均渗透率为4.51mD。实验过程中，多数样品渗透率在0.46mD~3.57mD之间，对渗透率较大的样品进一步观测结果表明，渗透率较大的样品微裂缝发育。经过对泥页岩样品孔体积及比表面积测试，样品总孔体积介于0.02cm

3/g~0.14cm3/g 之间，平均为0.073cm3/g，孔径范围为14nm~32nm，泥页岩比表面积介于2.787 m2/g ~2.904m2/g 之间，平均为2.843m2/g，表明青山口组泥页岩孔隙结构类型主要为孔腔大孔颈细小及平行狭缝，是以溶蚀孔隙及微裂缝发育为主的储集空间类型。不同有机质含量页岩样品微孔、中孔及宏孔三者占比差异明显，其中高有机质泥页岩样品微孔占比介于14%~27%之间，中孔占比介于44%~78%之间，大孔占比8%~51%之间。中有机质泥页岩样品中孔占比在55%以上，最高达82%，低有机质含量样品中微孔及中孔占比少于20%，主要发育宏孔。

3 结论

青山口组泥页岩脆性矿物含量高，脆性强，发育大量溶蚀孔及微裂缝。孔隙空间构成以中孔及宏孔为主，低有机质泥页岩以发育宏孔为主，储层气体孔隙度分布于1.87%~9.32之间，平均孔隙度为4.98%。渗透率较低，为典型的低孔超低渗油气藏，微裂缝的存在有效改善泥页岩渗透率。

参考文献

[1]胡 英. 松辽盆地北部青山口组、嫩江组油页岩特征分析[J]. 西部探矿工程, 2019, 31(07): 87-90.

[2]冯子辉, 霍秋立, 王 雪, 等. 青山口组一段烃源岩有机地球化学特征及古沉积环境[J]. 大庆石油地质与开发, 2015, 34(04): 1-7.

[3]陈彬滔, 潘树新, 方乐华, 等. 松辽盆地齐家—古龙凹陷青山口组泥页岩层段储层特征[J]. 天然气地球科学, 2016, 27(02): 298-308.

[4]白 静, 徐兴友, 陈 珊. 陆相页岩油富集可采主控因素分析——以松辽盆地古龙凹陷青山口组为例[J]. 地质论评, 2017, 63(S1): 117-118.