0 引言
1 地质背景
2 样品与实验方法
2.1 样品
图2 研究区代表性页岩样品的岩心和薄片手标本照片(a)、(b)2 266.9 m,中TOC硅质页岩(S—M)岩心及其薄片手标本照片,见明暗相间的纹层发育;(c)、(d)2 248.8 m,中TOC混合质页岩(M—M)岩心及其薄片手标本照片,见矿物混合沉积的纹层分布;(e)、(f)2 318.14 m,高TOC混合质页岩(C—M)岩心及其薄片手标本照片,见亮色纹层和暗色纹层分布 Fig.2 Photos of core and thin slice hand specimens of representative shale samples in the study area |
2.2 实验方法
3 岩相类型及分布特征
3.1 岩相划分原则及方案
表1 研究区页岩岩相类型和主要参数分析结果Table 1 Analysis results of shale lithofacies types and main parameters in the study area |
岩相 | 岩相符号 | 长英质矿物含量/% | 碳酸盐矿物含量/% | 黏土矿物含量/% | TOC/% | S 1/(mg/g) | (S 1+S 2)/(mg/g) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
低TOC混合质页岩 | M—L | ||||||
中TOC硅质页岩 | S—M | ||||||
中TOC混合质页岩 | M—M | ||||||
中TOC黏土质页岩 | C—M | ||||||
高TOC硅质页岩 | S—H | ||||||
高TOC混合质页岩 | M—H | ||||||
高TOC黏土质页岩 | C—H |
|
3.2 岩相分布特征
图4 松辽盆地青山口组页岩镜下纹层分布特征(a)、(b)2 275.43 m,分别为M—L岩相页岩的单偏光和正交偏光,介壳质、黏土质和长英质纹层平行分布;(c)、(d)2 266.9 m,分别为S—M岩相页岩的单偏光和正交偏光,分布的长英质纹层中见次棱角状—次圆形石英和长石颗粒;(e)、(f)2 248.8 m,分别为M—M岩相页岩的单偏光和正交偏光,碎屑和生物介壳混合沉积,混合质纹层中见有机质充填,TOC值为1.78%;(g)、(h)2 323.75 m,分别为C—M岩相页岩的单偏光和正交偏光,见细长条状有机质分布在黏土质纹层中,TOC值为1.53%;(i)、(j)2 253.95 m,分别为S—H岩相页岩的单偏光和正交偏光,长英质纹层中见沥青和亮晶方解石突起,TOC值为2.10%;(k)、(l)2 318.14 m,分别为M—H岩相页岩的单偏光和正交偏光,发育介壳质—黏土质纹层组合的二元结构;(m)、(n)2 318.14 m,分别为M—H岩相页岩的单偏光和正交偏光,介壳质纹层见透镜状亮晶方解石构造和固体沥青充填,TOC值为2.32%;(o)、(p)2 359.83 m,分别为C—H岩相页岩的单偏光和正交偏光,见方解石脉体呈纤维状生长垂直于黏土质纹层方向,伴随沥青沉积,TOC值为2.53% Fig.4 Distribution characteristics of shale lamination in Qingshankou Formation, Songliao Basin |
图5 不同岩相页岩大视域薄片扫描及X射线荧光扫描照片(a)—(c)2 275.43 m,分别为M—L岩相页岩样品的大视域薄片扫描,Ca元素,Si元素分布强度图,Ca和Si元素质量百分数分别为12%和51%;(d)—(f)2 248.8 m,分别为M—M岩相页岩样品的大视域薄片扫描,Ca元素,Fe元素分布强度图,Ca和Fe元素质量百分数分别为17%和5%;(g)—(i)2 253.95 m,分别为S—H岩相页岩样品的大视域薄片扫描,Fe元素,Si元素分布强度图,Fe和Si元素质量百分数分别为8%和57% Fig.5 Large-field slice scanning and X-ray fluorescence scanning photographs of shale with different lithofacies |
4 不同岩相储集空间特征
4.1 孔隙类型
图6 松辽盆地青山口组纹层型页岩油储层孔隙类型分布特征(a)2 323.75 m,C—M岩相发育大量的黏土矿物晶间孔和矿物粒间孔,也有部分粒内孔;(b)2 359.83 m,C—H岩相见粒间孔和微裂缝分布;(c)2 359.83 m,C—H岩相分布有机孔和微裂缝,TOC值为2.53%;(d)2 275.43 m,M—L岩相发育草莓状黄铁矿晶间孔,粒间孔和微裂缝;(e)2 275.43 m,M—L岩相见草莓状黄铁矿集合体分布;(f)2 248.8 m, M—M岩相中黄铁矿常与有机质伴生,见有机质与矿物间有微裂缝分布,TOC值为1.78%;(g)2 248.8 m,M—M岩相中有机质内部发育微孔,与周围矿物形成微裂缝,TOC值为1.78%;(h)2 318.14 m,M—H岩相中生物壳体紧密接触,储层孔隙欠发育;(i)2 318.14 m,M—H岩相见少量生物壳体受溶蚀作用产生微孔,但连通性差;(j)2 266.9 m,S—M岩相以粒内孔、粒间孔和微裂缝为主;(k)2 266.9 m,S—M岩相分布粒内孔,粒间孔和微裂缝,粒内孔分布较为分散且孔径较小;(l)2 253.95 m,S—H岩相分布有矿物粒内孔和粒间孔,粒间孔孔径较大, 但被碎屑和有机质充填,TOC值为2.10%。 注:OP:有机孔;PIP:晶间孔;IP:粒间孔;MF:微裂缝; INP:粒内孔 Fig.6 Pore type distribution characteristics of laminated shale oil reservoir in Qingshankou Formation, Songliao Basin |
4.2 孔隙结构特征
5 纹层型页岩油储集空间控制因素
5.1 优势岩相特征
5.2 页岩孔隙发育的控制因素
5.2.1 孔隙结构与纹层类型的关系
5.2.2 孔隙结构与有机质的关系
图9 松辽盆地青山口组页岩孔隙结构参数与TOC值的关系(a)页岩TOC含量与总孔体积关系;(b)页岩TOC含量与比表面积关系;(c)剔除M—H岩相页岩后TOC含量与总孔体积关系;(d) 剔除M—H岩相页岩后TOC含量与比表面积关系;(e) 剔除M—H岩相页岩后TOC含量与介孔体积关系;(f) 剔除M—H岩相页岩后TOC含量与宏孔体积关系 Fig.9 Relationship between pore structure parameters and TOC values of shale in Qingshankou Formation, Songliao Basin |
5.2.3 孔隙结构与矿物成分的关系
图10 松辽盆地青山口组页岩孔隙结构参数与矿物成分的关系(a)页岩黏土矿物含量与总孔体积关系;(b) 页岩黏土矿物含量与比表面积关系;(c) 页岩黏土矿物含量与介孔体积关系;(d) 页岩黏土矿物含量与宏孔体积关系;(e)页岩长石含量与总孔体积关系;(f) 页岩长石含量与比表面积关系;(g) 页岩长石含量与介孔体积;(h) 页岩长石含量与宏孔体积关系 Fig.10 Relationship between pore structure parameters and mineral composition of shale in Qingshankou Formation, Songliao Basin |