——以我國典型海相、陸相、過渡相儲(chǔ)層為例
谷淵濤1，李曉霞1，萬泉2，楊曙光2
1.河南工程學(xué)院機(jī)構(gòu)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 451191
2.中國科學(xué)院機(jī)構(gòu)地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽 550081
1. 目的
目前關(guān)于泥頁巖中有機(jī)質(zhì)孔隙特征的大量研究已深入闡明了泥頁巖中有機(jī)質(zhì)孔隙的形成演化機(jī)理，并揭示了各因素在孔隙演化過程中的影響機(jī)制。然而，關(guān)于不同沉積相泥頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育特征的影響因素仍無定論。在梳理前人關(guān)于有機(jī)質(zhì)孔隙研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，以我國不同沉積相泥頁巖儲(chǔ)層（鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組（T3y）陸相泥頁巖、四川盆地東南緣龍馬溪組（S1l）和牛蹄塘組（?1n）海相泥頁巖、南華北盆地山西組（P1s）過渡相泥頁巖）為研究對(duì)象，系統(tǒng)表征了有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育特征，分析了各組儲(chǔ)層影響有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育的主要因素。相關(guān)結(jié)論有助于深刻理解頁巖油氣資源賦存富集機(jī)理，促進(jìn)頁巖油氣資源的勘探開發(fā)。
2. 方法
通過有機(jī)地球化學(xué)方法分析泥頁巖中有機(jī)質(zhì)含量、熱成熟度，并綜述了各組樣品的有機(jī)質(zhì)類型及顯微組分；利用X射線衍射確定樣品的礦物組成，為有機(jī)—無機(jī)相互作用提供參考；通過低壓N2吸附獲得樣品的孔隙參數(shù)特征，評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)在各組樣品中對(duì)孔隙的貢獻(xiàn)；利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）對(duì)有機(jī)質(zhì)孔隙進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)特征分析，探討有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育特征的影響因素。
3. 結(jié)果與結(jié)論
（1）延長(zhǎng)組泥頁巖基本不發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔隙，但發(fā)育有較多的礦物粒間孔及微裂隙；龍馬溪組泥頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙極為發(fā)育，多為大孔和介孔，且形態(tài)多樣；牛蹄塘組泥頁巖中多數(shù)有機(jī)質(zhì)不發(fā)育納米孔隙，部分有機(jī)質(zhì)發(fā)育介孔，這種有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育的非均質(zhì)性可能與孔隙的排烴作用是否完全有關(guān)。山西組泥頁巖部分有機(jī)質(zhì)不發(fā)育孔隙，部分有機(jī)質(zhì)有明顯結(jié)構(gòu)塌陷，可能發(fā)生了孔隙的轉(zhuǎn)化。
（2）隨著熱成熟度的增加，孔隙參數(shù)特征與TOC的相關(guān)性有明顯變化：比表面積與TOC先呈負(fù)相關(guān)，后呈明顯地正相關(guān)，最后趨于無明顯相關(guān)性；平均孔徑與TOC表現(xiàn)出正好相反的相關(guān)性變化規(guī)律；而孔體積總體上與TOC的相關(guān)性較弱，可能是因?yàn)榭左w積是由與礦物相關(guān)的大孔所主導(dǎo)。這種相關(guān)性變化體現(xiàn)了不同演化階段有機(jī)質(zhì)對(duì)于孔隙的貢獻(xiàn)有明顯差異。造成這種差異的因素除熱成熟度外，還有其他因素，如有機(jī)質(zhì)類型及顯微組分、有機(jī)—無機(jī)相互作用及保存條件等。
（3）四組泥頁巖儲(chǔ)層分別處于有機(jī)質(zhì)孔隙演化的四個(gè)階段：形成階段、高峰階段、收縮階段、轉(zhuǎn)化和消失階段，各階段孔隙發(fā)育特征的主導(dǎo)因素不同。延長(zhǎng)組陸相泥頁巖處于有機(jī)質(zhì)孔隙形成階段，有機(jī)質(zhì)類型及顯微組分主導(dǎo)著有機(jī)質(zhì)孔隙的發(fā)育；龍馬溪組海相泥頁巖處于有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育高峰階段，有機(jī)—無機(jī)相互作用制約著有機(jī)質(zhì)孔隙的形貌和結(jié)構(gòu)特征；牛蹄塘組海相泥頁巖處于有機(jī)質(zhì)孔隙收縮階段，顆粒有機(jī)質(zhì)周圍微裂隙和有機(jī)質(zhì)—黏土復(fù)合體的發(fā)育情況決定著孔隙的發(fā)育特征；山西組海陸過渡相泥頁巖處于有機(jī)質(zhì)孔隙的轉(zhuǎn)化和消失階段，有機(jī)質(zhì)孔隙是否發(fā)育以及形態(tài)特征受制于保存條件和有機(jī)質(zhì)類型及結(jié)構(gòu)。
論文相關(guān)信息
第一作者：谷淵濤，河南工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院講師，非常規(guī)油氣儲(chǔ)層，E-mail: [email protected]
基金資助：國家自然科學(xué)基金（41802143）；礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（SKLODG-201904）
DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2020.134
引用格式：谷淵濤,李曉霞,萬泉,楊曙光.泥頁巖有機(jī)質(zhì)孔隙差異特征及影響因素分析：以我國典型海相、陸相、過渡相儲(chǔ)層為例[J].沉積學(xué)報(bào),2021,39(4):794-810.
