济阳坳陷沙三下页岩油富集机理

　　[摘要]随着经济全球化的不断深入，人们对能源特别的石油资源的消耗量也在不断的增大，近些年来，石油急剧减产，新能源的开发迫在眉睫，国内外掀起了非常规油气勘探开发的热潮，美国加利福尼亚州中新世Antelope页岩，西西伯利亚Bazhenov页岩和英国侏罗纪Kimmeridge页岩均有页岩油产出，我国大陆盆地包括济阳拗陷，东营坳陷，辽河坳陷，泌阳坳陷也在不同程度的开采出了页岩油流，其中济阳坳陷沙三下亚段的勘探潜力极大，笔者通过对该地区烃源岩生，储油气能力的分析，分析出不同的因素对页岩油气含油性有着不同的控制作用，对今后页岩油气藏的预测，起到极大的促进作用。

　　[关键词]非常规，预测，开采，济阳坳陷

　　1.区域概况

　　济阳拗陷位于山东省境内发育于中新生代的断陷—拗陷盆地，济阳断陷湖盆经过长时间的剥蚀抬升等地质环境的改变，使得湖盆不断下降，环境温和潮湿，且大陆上的碎屑物质不断向湖内涌入，使得湖内产生大量有机物，发育半深湖-深湖沉积环境，通过钻井和录井资料显示，这一套地层的有机质丰度高，有机质成熟度大于0.5%，有机质类型以Ⅰ型，Ⅱ1型为主，具备形成页岩油气藏的基础。

　　2.页岩油烃源评价指标

　　2.1生烃潜力

　　有机质是生成页岩油的基础。大量研究表明，在TOC的含量较低时，烃源岩所生成的油主要储集于有机质纳米孔隙，粘土矿物孔隙和少部分由于异常高压而产生的层间微裂缝之中，并且以不可动油的形式存在，在初次生烃的中晚期，TOC的含量不断增加，大量充填在泥页岩基质孔隙中的游离态烃被运移，排出。并且不断开采。其中氯仿沥青“A”为可溶于氯仿的有机质的含量，可以用于预测泥页岩的生烃潜力，游离态烃含量“S2”能直接反映页岩的含油率，济阳坳陷中罗69井的地化数据显示氯仿沥青”A”和游离烃“S2”都与TOC含量有较好地正相关性，分别为0.8967和0.642，TOC含量的高低能决定页岩含油量的多少，有机质的含量越高，页岩的生烃潜力越大，页岩的含油量越高。

　　2.2显微组分预测含油性

　　通常有机岩石学将显微组分划分为腐泥组、壳质组、镜质组、惰质组、以及次生有机质组等类别。每个组中还包含若干个具体的显微组分，每种组分均有其具体物理化学特征及光学形态。在烃源岩的有机质类型的判别中起着重要的作用，国内外学者将显微组分划分为TI≥80为I型，80≥TI≥40为Ⅱ1型，40≥TI≥0为Ⅱ2型，TI≤40的为Ⅲ型，同时泥页岩有机质类型能很好地控制其含油性，有机质类型越好含油性越好，济阳坳陷罗69井沙三下亚段的有机质类型大部分处于I型，以及极少的Ⅱ1型，生烃潜力巨大。

　　2.3镜质体反射率Ro

　　有机质成熟度是衡量有机物生烃的重要指标，而镜质体反射率是评价干酪成熟度最为广泛的指标之一，笔者收集了济阳坳陷沙三下亚段罗69井的若干个RO数据点，按投点来研究RO分布特点，从图中可以看出，沾化凹陷RO值偏低，大多数的RO值都小于1.0%，因为有利于生油的母质类型越好的有机质其反射率要低于母质类型差的，而沾化凹陷有机质类型富含类脂组分，其有机质可溶部分含量较高，故有机质门限对镜质体反射率的要求相对偏低，从数据上来看，沾化凹陷的RO值基本达到了生烃要求，笔者作出了深度与RO拟合关系式为y=909.185x+2300.102，不难看出，当RO达到1.0%时，所处的深度为3150m,有巨大的生烃潜力，勘探前景乐观。

　　3.页岩油物性评价指标

　　3.1孔隙度

　　因为页岩油的生储基本都在原岩的孔隙度中进行，为了研究页岩的微观孔隙形态，国外学者采用FEIQuanta200F场发射环境扫描显微镜对页岩孔隙的微观形态和结构进行具体而仔细的观察，Reed等将金属表面处理工艺的氩离子抛光技术应用到页岩样品中，并且结合高分辨率扫描电镜观察页岩基质中的孔隙和裂缝，将页岩储层的孔隙划分为3种类型，黏土矿物粒间孔，岩石骨架矿物孔，有机质纳米孔隙，本文主要研究有机质中发育的有机质纳米孔隙，是在地质环境不断变化以及有机质成藏和热演化过程中，在有机质中发育最为广泛的孔隙种类之一，有机质容易形成相互连通的孔隙网络，且有机质本身有亲油性，有机质的成熟度越高，孔隙度越大，根据济阳坳陷沙三下亚段罗69井拟合曲线可以看出孔隙度和含油性，具有正相关性，既孔隙度越大，含油性越高，但由于孔隙度过大会影响页岩油的储集效果，所以孔隙度值会出现不断下降的趋势。

　　3.2裂缝

　　大部分的烃源岩在初次生烃之后二次生烃之前，由于油气的不断堆积出现异常高压，而在异常高压的过程之中，裂缝的产生便不可避免，裂缝的存在既有可以为油气成藏提供储集空间，又能为油气的运移提供通道，对裂缝的认识上国内外学者众说纷纭，天然的裂缝发育时由于地质条件和环境的影响使得裂缝多数偏大，这样并不利于油气的富集成藏易于大量流失，因此微裂缝便成为了页岩中微观尺度上油气渗流的主要通道，扫描电镜观察到在济阳坳陷沙三下亚段地层中页岩中微裂缝的发育位置多种多样，大量发育构造缝，超压微裂缝，黏土矿物转化缝，层间微裂缝，页岩内部大量发育微裂缝，这样既有利于游离烃的大量储存，又有可以显著的提高储层的渗透性.

　　3.3矿物含量

　　济阳坳陷沙三下亚段中页岩油储层岩性以灰褐色油斑油页岩，灰褐色油页岩，深灰色灰质油页岩，深灰色灰质泥岩，深灰色泥岩为主，脆性矿物含量是影响页岩微裂缝的发育程度，含油性，压裂方式的重要因素。由于黏土矿物的孔隙比较集中，复杂，分离度差，黏土矿物粒度小，可塑性强，硬度较低，水膨胀易于运移，使得岩石孔隙的渗透性降低。单一的黏土矿物孔隙很难具备好的油气运移能力，页岩中高岭石，蒙脱石，水云母等粘土矿物，粘土矿物含量越低，石英，长石，方解石含量越高，岩石的脆性越强，在外力的作用下越易形成天然裂缝和诱导裂缝。

　　3.4岩石密度

　　在页岩油的勘探开发中孔隙度，由于生烃页岩中的逐渐增大的异常高压，造成的超压层间缝都为页岩油生烃后，提供优质的储集空间，为了更进一步的对页岩油的存储模式加以研究，笔者引入了岩石的密度和含油饱和度之间的关系，不同的岩石密度不同，对油气的储集空间和运移模式都不同,根据罗69数据分析得出，在2.5g/～2.6g/的岩石含油饱和度最高，在采集的岩石样本灰褐色油斑油页岩，灰褐色油页岩，深灰色灰质油页岩，深灰色灰质泥岩，深灰色泥岩中，深灰色油页岩，深灰色灰质油页岩具有更好的生烃潜力和储烃条件。

　　总结：

　　(1)近些年来由于石油产量巨减，开采新能源便成为首要解决的问题，在近几年来以美国为首的页岩油气革命对世界能源体系产生了深远的影响。2014美国页岩气产量接近三千多亿立方米，占天然气原产量的44%左右。中国大陆盆地包括山东胜利油田济阳坳陷，泌阳坳陷页岩油和四川涪陵焦石坝页岩气的开采，对我国发展新能源的研究有着突破性进展。

　　(2)济阳坳陷沙三下亚段主要以以灰褐色油斑油页岩，灰褐色油页岩，深灰色灰质油页岩，深灰色灰质泥岩，深灰色泥岩为主，有机质丰度高，有机质类型以Ⅰ型，Ⅱ1型为主，有机质成熟度分布范围宽，其中TOC含量>2.0%，有机质成熟度Ro>0.5%，厚度>50 m的有利烃源岩区面积共5 524，具备大规模形成页岩油的物质基础。

　　(3)在页岩油赋存方式及影响因素包括：有机质丰度，有机质类型及成熟度，孔隙度，矿物含量及岩石密度，分析了不同因素对含油饱和度影响程度的不同

　　参考文献

　　[1] Sonnenberg S A ,Pramudito A.Petroleum geology of the giant Elm Coulee field,Williston Basin[J].AAPG Bulletin,2009,93(9):127-153.

　　[2] 张金川，林腊梅，李玉真，等，2012.页岩油分类与评价[J].地学前缘，19(5) :322-331.

　　[3] 向立宏，2008.济阳坳陷泥岩裂缝主控因素定量分析[J].油气地质与采收率，15(5):31-33,37.

　　[4] 姜在兴，张文昭，梁超，王永诗等，2014.页岩油储层基本特征及评价要素[J].石油学报，35(1):185-186

　　推荐阅读：石油石化绿色低碳化工类期刊投稿

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 济阳坳陷沙三下页岩油富集机理

文章地址： http://www.qikanvip.com/gongyesheji/51568.html