松遼盆地北部青一段泥頁巖儲層特征

班玉東

（大慶鉆探工程公司地質錄井一公司資料采集一大隊，黑龍江大慶163411）

1 概述

大慶油田發現至今已逾60 年，原油產量多年居全國各油田之首，經過多年的高強度的勘探與開發，目前油田已進入開發后期，地層采出液中含水率不斷上升，原油產量下降，持續高產穩產壓力增大。由于油田老區塊主力油層勘探開發程度較高，難以有新的突破，亟待尋找新的接替資源。近年來，我國加大了對頁巖油等非常規油氣資源的開發力度，非常規油氣資源成為研究的熱點，對于頁巖油儲層，具有“自生自儲、源儲匹配”的特征，隨著大規模體積壓裂技術及頁巖油原位開發技術的進步，頁巖油資源有效動用成為可能，開發效益不斷提高。多年的勘探實踐表明，大慶油田含有豐富的頁巖油資源，頁巖油儲層主要分布在青山口組和嫩江組地層中[1-2]，資源量巨大、具有較好的勘探開發潛力，加強對青山口組油頁巖儲層特征研究對于尋找有力區帶、提升開發效果具有重要意義。

2 青山口組地層特征

松遼盆地青山口組地層由下往上分為青一段、青二段、青三段，其中青一段地層中含有大量油頁巖及介形蟲層，有機質含量豐富，是區域地層劃分對比的標志層之一，也反映了青一段地層經歷過大規模的湖侵[3]。青山口組一段巖性主要為泥頁巖與薄層砂巖互層。通過大量巖性樣品觀察，儲集巖主要為粉砂質泥巖、含粉砂質泥巖、含灰質泥巖及少量粉砂巖。粉砂質泥巖礦物成分以石英、長石、云母、碳酸鹽巖、伊利石、蒙脫石為主，其中，砂質成分主要為石英、長石、云母，泥質成分主要為伊利石，粉砂質成分介于25%～50%之間；含粉砂泥巖中粉砂質成分介于10%～25%之間，巖石結構較為致密，砂質成分以長石、石英、云母為主，還有少量碳酸鹽巖晶屑，泥質成分主要為伊利石，還有少量炭質碎屑，充填在晶體縫隙中。此外，還能見到少量黃鐵礦，黃鐵礦零星分布在巖石中；含灰質泥巖中灰質成分介于10%～25%之間，灰質成分以方解石為主，方解石呈粉晶狀，灰質成分呈亮條紋狀分布。泥質成分以伊利石、蒙脫石為主，泥質條帶呈暗色，與灰質條帶交叉定向排列。可見少量鐵礦石斑塊及生物碎屑化石；粉砂巖礦物成分以石英、長石、云母為主，可見少量炭質碎屑、斑狀黃鐵礦、硅質條帶等，巖石中發育微裂縫。

青一段地層中泥頁巖與砂巖互層，泥頁巖厚度大，含有豐富的有機質，反映沉積環境為半深湖—深湖環境。青山口組形成早期盆地整體下降，沉積環境以深湖相—半深湖相，沉積大量有機質，后期湖盆面積縮小，水退為主，沉積物以暗色泥巖與薄層粉砂巖夾層為主。

3 物性特征

青山口組一段地層發育大量泥頁巖，泥頁巖中夾薄層粉砂巖，通過對已鉆頁巖油井巖石孔隙度及滲透率測試分析，分不同巖石類型進行了測試。分析結果表明，泥頁巖總孔隙度介于4.12%～11.86%之間，平均值為7.86%，多分布在6%～10%之間。泥頁巖有效孔隙度介于0.28%～9.65%之間，平均值為4.68%，集中分布在3%～7%之間；粉砂巖夾層孔隙度分布于1.38%～11.27%之間，平均值為4.83%；青一段地層泥頁巖滲透率介于（0.01～0.16）×10-3μm2之間，平均值為0.014×10-3μm2，主要分布在（0.01～0.03）×10-3μm2之間。通過對青山口組地層巖石樣品孔隙度和滲透率分析，結果表明，青山口組泥頁巖地層屬于特低孔、特低滲儲層，儲層物性較差。

4 儲集空間類型

為了研究青一段泥頁巖地層儲集空間類型，對已鉆油井巖芯樣品進行了鑄體薄片分析及氬離子拋光場發射掃描電鏡分析，研究結果表明，頁巖油儲層儲集空間類型有孔隙和裂縫，孔隙主要為粒間孔、晶間孔、粒內孔等，裂縫主要為橫向縱向裂縫、不規則裂縫等。

4.1 孔隙類型

（1）粒間孔。粒間孔是在礦物顆粒支撐后形成的孔隙，原生粒間孔多被物質充填，現存粒間孔多是孔隙充填物被破壞后形成的次生粒間孔。原生粒間孔在形成后，在壓實作用和膠結作用下大多被破壞，剩余原生孔隙多發育在石英、長石等脆性礦物顆粒間，孔隙直徑小于5μm。原生孔隙充填物被溶蝕后形成次生孔隙，次生孔隙形態不規則，次生孔隙連通性較好，在儲層巖石中廣泛發育，孔隙直徑較原生孔隙大，多分布范圍為2～10μm。

（2）粒內孔。粒內孔多發育在礦物顆粒內，礦物顆粒形成后，在埋藏過程中，受到酸性流體影響，顆粒內部分物質被腐蝕，形成了粒內孔隙，粒內孔隙直徑通常較小，不超過600nm。粒內溶孔形成后，在膠結作用下部分被充填。粒內孔隙多為次生孔隙，泥頁巖地層形成后，由于地層中含有大量有機質，有機質在埋藏條件下成熟生烴，能夠生成二氧化碳和硫化氫等腐蝕性氣體，使得流體腐蝕性變強，泥頁巖中方解石和白云石等礦物在酸性條件下易發生分解，產生溶蝕，形成了次生的粒內溶蝕孔隙。

（3）晶間孔。晶間孔主要發育在晶體顆粒之間，晶體顆粒形成后，顆粒間礦物在選擇性溶蝕作用下，形成不規則孔隙。晶間孔形態以點狀或現狀為主，孔隙之間通常小于1μm，孔隙之間相對較小，連通性差。

（4）晶內孔。晶內孔發育在晶體顆粒內部，多為原生孔隙，孔隙直徑較小，多分布在0.1～0.8μm 之間，孔隙連通性差。

4.2 裂縫

通過巖芯觀察、薄片及掃描電鏡分析，研究區儲層中裂縫發育宏觀裂縫和微觀裂縫。

（1）宏觀裂縫。宏觀裂縫發育橫向裂縫、縱向裂縫及不規則裂縫。橫向裂縫多在層間發育，多數順著層理面或層理發育，尤其以泥巖為主，泥巖易碎，在取芯或巖芯出筒的過程，容易出現人工裂縫；通過巖芯觀察，縱向裂縫多為張性裂縫，裂縫數量相對較少，裂縫尺寸較大，在脆性巖石中相對發育，縱向裂縫多與層里面垂直；不規則裂縫形狀不規則、張性裂縫，形成的裂縫部分被后期方解石等礦物充填。

（2）微觀裂縫。微觀裂縫主要通過掃描電鏡分析，青山口一段頁巖油儲層中大量發育微觀裂縫，裂縫類型主要有縱向裂縫、橫向裂縫、不規則裂縫等，裂縫直徑多介于1.5～5.5μm之間，微裂縫錯綜復雜，形成網狀的交叉裂縫，通常在大裂縫周邊伴生大量微裂縫，這種裂縫是主要的儲集空間。

5 結論

（1）松遼盆地青山口組青一段地層巖性主要為泥頁巖與薄層砂巖互層。儲集巖主要為粉砂質泥巖、含粉砂質泥巖、含灰質泥巖及少量粉砂巖。地層中含有大量油頁巖及介形蟲層，有機質含量豐富，反映沉積環境為半深湖—深湖環境。

（2）青山口組青一段泥頁巖有效孔隙度介于0.28%至9.65%之間，平均值為4.68%，集中分布在3%～7%之間；粉砂巖夾層孔隙度分布于1.38%～11.27%之間，平均值為4.83%；青一段地層泥頁巖滲透率介于（0.01～0.16）×10-3μm2之間，平均值為0.014×10-3μm2，主要分布在（0.01～0.03）×10-3μm2之間。通過對青山口組地層巖石樣品孔隙度和滲透率分析，結果表明，青山口組泥頁巖地層屬于特低孔、特低滲儲層，儲層物性較差。

（3）青一段泥頁巖地層儲集空間類型有孔隙和裂縫，孔隙主要為粒間孔、晶間孔、粒內孔等，裂縫發育宏觀裂縫和微觀裂縫，宏觀裂縫以橫向縱向裂縫、不規則裂縫為主，微觀裂縫大量發育，形成網狀裂縫，是主要的儲集空間。