济阳坳陷沙河街组页岩油赋存机理分析

济阳坳陷沙河街组页岩油赋存机理分析

史飞

（中石化经纬有限公司胜利地质录井公司，山东 东营，257064）

摘要：页岩油气资源在美国的商业化开发为我国解决能源安全困境提供了全新的解决思路。本文对济阳坳陷沙河街组泥页岩的储集空间分析入手，明确了该地区泥页岩的孔隙微观特征。在此基础上分析了研究区页岩油的赋存状态，并对页岩油吸附的控制因素进行了探讨。

关键词：页岩油；赋存机理；沙河街组；济阳坳陷

0 引言

随着我国社会经济的深度发展，对于油气等化石资源的需求量逐年增高。面的严峻的能源安全局面，急需对油气资源进行深度开发，以应对我国对能源需求的旺盛局面。上世纪，美国对于页岩油气资源的成功商业化开采被认为是现代石油工业的巨大技术进步，这也让我们看到了解决能源安全危机的曙光。相关研究表明，我国页岩油气资源量巨大，目前查明的页岩油可采资源量超过了50亿吨，页岩油气资源的丰度仅次于美国以及俄罗斯，被石油工业相关学者一致认为是我国新世纪石油工业的重大期待，有望解决我国的能源困境。页岩油指的是赋存于细粒泥页岩层中微纳米级别孔隙、吼道中的油气资源。作为一种非均质程度较高的复杂多孔介质，泥页岩微观孔隙既含有生烃母质、又同时提供储集空间，是干酪根和多种无机矿物的综合体，对其赋存油气的机理进行深入研究，有助于为页岩油的商业化开采提供科学指导依据。

1工区概况

济阳坳陷作为渤海湾盆地的主要生烃坳陷之一，构造位置上位于渤海湾盆地东南、郯庐断裂以西，西北邻埕宁隆起，南接鲁西隆起，总面积约25510 km2，内部包含四个次级凹陷（东营、惠民、沾化和车镇）和一系列次级凸起（孤岛、滨县、无棣、陈家庄、义和庄等），具有典型的隆凹相间的特征。是发育在华北地台上的中、新生代复合盆地。济阳坳陷平面上呈向西南收敛、东北发散的形态，由于其受到多组断裂体系作用，坳陷内部呈隆洼相间的构造格局。断裂的发育主要表现为NW、NE、NEE三个优势方向，总体特征为：①西北边界断层平面上为按左阶步雁行排列的NE向断裂系；②NEE向、EW向断层切割NW向、SN向断层，凹陷内部支离破碎，呈网格化；③边界断层以铲式为主，内部的二级断层多以坡坪式、铲式为主，而三、四级断层则以铲式、板式断层为主。济阳坳陷自下而上依次发育古生界、中生界和新生界。古生界岩性以寒武—奥陶系的碳酸盐岩为主，中生界岩性主要为陆源的碎屑岩。而新生界的古近系被划分为孔店组、沙河街组和东营组，该坳陷页岩油气资源主要发育在沙河街组四段纯上亚段和沙河街组三段下亚段。

2研究区泥页岩储集空间特征

泥页岩发育微纳米级别的孔隙，其孔隙微观结构直接影响页岩油的赋存状态，并对对页岩油的流动性具有较强的制约作用。研究区泥页岩矿物类型以粘土矿物和碳酸盐矿物为主，含石英和黄铁矿，长石含量相对较少。粘土矿物以伊利石和伊蒙混层为主，碳酸盐矿物包括方解石（主要）和白云石。

通过对岩心样品的扫描电镜分析显示，研究区内泥页岩普遍发育粒内孔隙，包括矿物层间孔、溶蚀孔隙以及晶间孔隙。其中，粘土矿物层间孔为研究区泥页岩最为主要的粒内孔类型，因成分不同，其孔隙形态和孔径大小略有差异。研究区成熟阶段的有机质生烃及丰富的碳酸盐矿物为溶蚀孔的形成提供了基础条件。其中，溶蚀孔以方解石溶蚀孔最为常见，此外部分样品仍见少量的长石溶蚀孔。溶蚀孔多发育在易溶矿物内部，形状以圆形和椭球形居多，并在泥质灰岩、含泥灰岩、灰岩及白云岩薄夹层中最为常见。此外，对于目的层段深湖半深湖缺氧的还原环境下沉积的泥页岩多发育有黄铁矿，镜下显示较多的草莓状、球状的黄铁矿晶间孔。

3 页岩油赋存机理分析

3.1 页岩油赋存状态

对于常规储层孔隙内原油的观测，常规方法主要采用普通薄片下的荧光特征来反映残留油的分布。因分辨率限制，该方法已无法满足泥页岩微纳米孔隙内页岩油的赋存状态的观察。通过对研究区泥页岩进行的扫描电镜分析来看，页岩油在泥页岩中的赋存形态主要有以下几种：一是胶质态，油分子与泥页岩中的有机质形成胶体结构。二是吸附态，油分子被包裹在有机质颗粒中。三是浸润态，指油分子直接填充在泥页岩的孔隙中，吸附在孔隙表面上。以上赋存形态的比例和分布受到多种因素的影响，但综合来看，研究区页岩油的赋存形态主要是以吸附态为主。

3.2页岩油吸附的控制因素

页岩油是一种通过水平钻井和水平压裂技术开采的非常规油藏。在页岩油开采过程中，吸附是一个重要的控制因素，影响着页岩油的产量和采收率。研究区页岩油吸附的控制因素主要包括以下几方面：

一是岩石孔隙结构。页岩是一种致密岩石，其孔隙结构对吸附起着重要作用。孔隙结构包括孔隙体积、孔隙连通性和孔隙尺寸分布等。较大的孔隙和连通性良好的孔隙可以提供更多的吸附表面积，有利于页岩油的吸附。二是岩石矿物组成。页岩中的矿物组成也会影响吸附过程。一些矿物，如粘土矿物和有机质，具有较高的吸附能力，可以增加页岩油的吸附量。而一些非吸附性矿物，如石英，对吸附作用影响较小。三是岩石孔隙润湿性。润湿性是指岩石孔隙内油和水之间的亲疏程度。对于页岩油来说，通常是油相对水的润湿性较好。较好的润湿性可以促进油在孔隙中的吸附，提高吸附量。四是地层温度和压力。地层的温度和压力也会对页岩油的吸附产生影响。一般来说，较高的温度和较低的压力有利于页岩油的解吸和释放。五是流体的性质：页岩油的物化性质也会影响吸附过程。例如，较高的油密度、粘度和表面张力等，会增加油在岩石孔隙中的吸附量。

参考文献

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