陸相細粒巖儲層質量的控制因素
——以四川盆地下侏羅統為例
王金藝，金振奎，王昕堯，任奕霖，程浩，焦盼盼
中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249
由於陸相細粒巖儲層與海相細粒巖儲層在物質組成、沈積環境方面差別較大，儲層質量影響因素也不盡相同。本文以四川盆地下侏羅統為例，利用X射線衍射、氦氣法測孔滲、元素地球化學、有機地化分析、掃描電鏡等多種實驗測試手段，解釋陸相細粒巖組成成分、儲層物性特征和空間類型，探討陸相細粒巖儲層質量的主控因素。
X-射線衍射分析結果表明，四川盆地下侏羅統細粒巖主要組成礦物為石英、黏土礦物、碳酸鹽礦物，以及少量的長石和黃鐵礦。其中，脆性礦物（石英、長石和碳酸鹽礦物）含量大於50%，黏土礦物與石英在各層段的含量都較高，碳酸鹽礦物則在大安寨段含量最高。
陸相細粒巖層段主要由5種巖石類型組成，包括頁巖、介殼泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖和介殼灰巖。大安寨段和東嶽廟段富有機質頁巖和介殼泥巖物性、含氣性較好，可作為良好的陸相細粒巖儲層。掃描電鏡觀察可知，下侏羅統細粒巖儲集空間可劃分為3大類：分別為無機孔、有機孔和微裂縫。其中，無機孔可細分為粒間孔和粒內孔，粒間孔包括顆粒間孔和粒緣孔，粒內孔分為黏土礦物片間孔、溶蝕孔和少量的莓狀黃鐵礦內孔。統計發現，富有機質介殼泥巖、頁巖的儲集空間以黏土礦物片間孔、微裂縫和少量有機孔組成。
陸相細粒巖與海相細粒巖形成於不同的沈積環境，經歷了獨特的成巖作用，其儲層特征差異較大。相較於海相細粒巖，陸相細粒巖巖性變化快，所含礦物類型較多，含量變化大，有機質含量低，內部結構復雜，儲層質量受組成成分影響較弱。對細粒巖儲層的沈積環境分析發現，半深湖控制富有機質細粒巖的分布，還原、低鹽度、潮濕、物源充足的沈積環境有利於細粒巖孔隙空間的發育，為儲層的形成提供物質基礎。
下侏羅統陸相細粒巖已進入中成巖B期階段，在成巖的不同階段其孔隙結構是不同的。在早成巖階段的壓實作用下，陸相細粒巖的孔隙度大幅度降低；中成巖階段A期，隨著有機酸大量生成，有機質孔逐漸發育；中成巖階段B期，有機質已處於高成熟階段，無機孔逐漸減小趨於穩定，細粒巖受構造運動影響可形成微裂縫。富有機質細粒巖孔隙度普遍較高，厚度較大，封閉性較強，且普遍存在超壓。因此，陸相細粒巖儲層質量主要受壓實作用影響。由於機械壓實和化學壓實導致的地層致密，使孔隙流體不能及時排出，產生超壓。在此條件下，細粒巖儲層中的黏土礦物片間孔被保存了下來，為頁巖氣富集提供了儲集空間。因此，提出預測優質頁巖儲層和有利勘探部位的方法，即首先尋找頁巖欠壓實帶（異常高壓帶），然後在欠壓實帶中尋找富含有機質的半深湖灰黑色頁巖和灰黑色介殼泥巖。
論文相關信息
第壹作者： 王金藝，中國石油大學(北京)博士研究生，沈積學和儲層地質學，E-mail: 574636075@qq.com
基金資助： 國家重大 科技 專項（2017ZX05036004-002）
DOI： 10.14027/j.issn.1000-0550.2021.092
引用格式： 王金藝,金振奎,王昕堯,任奕霖,程浩,焦盼盼.西秦嶺北緣上新統木梯寺礫巖成因——兼論青藏高原東北緣隆升[J/OL].沈積學報：1-20[2021-09-02]. https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2021.092