混积页岩脉体-围岩有机地化差异及油气充注时序研究
编号:161
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更新:2025-11-12 21:07:20
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口头报告
摘要
页岩油微运移和差异富集机制是当前非常规油气地质研究的前沿科学问题,对深化陆相页岩油成藏理论和指导勘探实践具有重要意义。混积页岩作为一种特殊的页岩类型,其矿物组成中长英质矿物、碳酸盐矿物和黏土矿物含量约33%,表现出显著的岩性非均质性。这种非均质性控制了页岩油的微运移路径和差异聚集模式,直接影响页岩油的富集程度和可动性。深入研究脉体-围岩系统的有机地球化学特征差异,不仅有助于识别油气运移路径,更能揭示不同类型裂缝对油气充注的控制作用,为页岩油甜点预测提供理论依据。
本研究以苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段(E1f2)混积页岩为研究对象。该套页岩形成于陆相断陷湖盆半咸水-咸水环境,碳酸盐矿物发育,有机质丰度中等(TOC平均1.35%),但油气显示活跃,具有良好的页岩油勘探潜力。研究采用系统的对比分析方法,对E1f2混积页岩中三种类型裂缝(顺层缝、滑移缝和剪切缝)的方解石脉体、围岩及原位页岩粉末进行了精细采样。综合运用有机地球化学分析、总扫描荧光光谱(TSF)、X射线衍射(XRD)和流体包裹体分析技术,系统表征了不同赋存状态烃类的组成特征,重点分析了生物标志物参数的差异性,包括Pr/Ph、伽马蜡烷指数(G/C30H)、C24四环萜烷/C26三环萜烷(C24Tet/C26TT)、甾烷/藿烷(S/H)等关键参数。
研究发现,脉体与围岩在生物标志物组成上存在显著差异。在阜二段III亚段的脉体-围岩系统中,脉体和围岩的三环萜烷均以C23TT为主峰,C19TT、C20TT和C21TT相对丰度依次增加,但原位页岩粉末则呈现C21TT主峰特征。更为重要的是,伽马蜡烷含量表现出明显的分异:脉体和围岩中伽马蜡烷含量相对较低(G/C30H为0.34-0.41),而原位页岩粉末中异常富集(G/C30H超过1.0)。这种差异指示了烃类来源的复杂性。具体而言,在页岩油富集的V亚段底部的脉体-围岩系统中,生物标志物参数差异更为显著。脉体、围岩和原位页岩粉末的C23TT/C30H值分别为0.27-0.54、0.22-0.36和0.14-0.54,反映了不同程度的油气混合。特别值得注意的是,C24Tet/C26TT比值在原位页岩粉末中异常高(达3.97),远超脉体和围岩(0.70-1.04),揭示了显著的外源烃贡献。
流体包裹体系统分析揭示了E1f2混积页岩经历了多期油气充注。顺层缝中发育两类原生油包裹体:蓝白色荧光油包裹体(λmax: 480-505nm,等效镜质体反射率Ro为0.97%-1.26%)和绿色荧光油包裹体(λmax: 505-540nm,Ro为0.85%-0.97%)。结合包裹体均一温度和埋藏史分析,确定了两期主要充注事件:第一期发生在43-40Ma,第二期发生在37-34Ma。值得注意的是,不同产状裂缝中油包裹体特征存在系统性差异。低角度顺层缝中两类油包裹体均发育良好,且包裹体丰度最高;而高角度剪切缝和滑移缝中主要发育蓝白色荧光油包裹体,包裹体丰度相对较低。这种分布特征指示低角度水平缝是油气优先充注的通道,高角度缝则为次要的晚期充注路径。
综合分析表明,E1f2混积页岩发育原位与非原位复合聚集模式。暗色富有机质纹层作为烃源层,生成的油气部分原位聚集,部分通过微运移进入相邻的碳酸盐岩纹层和砂质纹层中聚集。油源对比分析显示,探井(HY1)中的原油主要来自产层下伏10-30米的烃源岩,证实了非原位聚集的重要性。这一认识对页岩油勘探具有重要指导意义。在富有机质页岩层段,应重点寻找低角度缝发育的区域作为原位聚集型页岩油甜点,避免高角度缝发育区可能造成的油气散失;而在有机质丰度中等或较低的混积页岩中,应寻找低角度缝和高角度缝均有发育的区域,这种裂缝组合有利于外源烃的充注和富集,形成原位-非原位复合聚集。而在以高角度缝为主的地区,由于缺乏有效的横向运移通道和储集空间,油气富集程度可能有限,不宜作为当前页岩油勘探的有利区。
总体而言,本研究通过精细解剖苏北盆地混积页岩脉体-围岩系统,揭示了页岩油微运移和差异富集的复杂性。低角度水平缝作为优势运移通道和储集空间,控制了油气的优先充注和富集。这一认识不仅深化了对混积页岩油成藏机制的理解,更为不同地质条件下的页岩油甜点预测提供了新的思路。未来应加强对裂缝发育规律与油气富集关系的定量研究,建立基于裂缝类型和产状的页岩油富集预测模型。
关键词
裂缝,微运移,生物标志化合物,非原位聚集,混积页岩,苏北盆地
稿件作者
何涛华
长江大学资源与环境学院;长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
赵娅
长江大学
曾强浩
长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
文志刚
长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
王惠君
中国石化汉江油田分公司勘探开发研究院
滕娟
长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
何家仪
长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
薛凯文
长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验
姚雨辰
长江大学
周远臻
长江大学
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