鄂爾多斯盆地頁巖油微觀存儲空間類型及其成因機制
——以新安邊油田安83區塊長7為例

＊張寶輝 丁強 張靜 劉濤 路向偉 師永民

（1.中國石油長慶油田分公司第六采油廠 陜西 710200 2.中國石油長慶油田分公司長慶實業集團有限公司 陜西 710200 3.北京大學 北京 100871）

頁巖油儲集類型豐富多樣，陸相頁巖油因沉積環境、成巖演化和巖石成分差異，尤其是中國陸相各個盆地不同層系頁巖油儲層巖性在碳酸鹽、膏鹽、凝灰質、粘土礦物、黏土質碎屑和砂質含量及頁理發育程度差異很大，造成存儲空間類型差異大。如準噶爾盆地吉木薩爾二疊系蘆草溝組頁巖上甜點以砂質粒間孔為主；下甜點白云質含量高，溶蝕孔洞縫和粒間孔組合為主。三塘湖盆地二疊系蘆草溝組頁巖油儲層主要黏土質和凝灰質，以砂質粒間孔和凝灰質晶屑晶間孔為主。柴達木盆地英西地區古近系下干柴溝組湖湘碳酸鹽、膏鹽、黏土質、砂質組成的混積巖，儲集空間類型砂質粒間孔、粘土礦物晶間孔、膏質溶孔、頁理縫以及白云質溶蝕孔洞組成，類型復雜多樣。渤海灣盆地古近系廣泛發育的灘壩體系與半深湖相泥巖、碳酸鹽組成的頁巖油儲層粒間孔與碳酸鹽溶蝕孔發育，蒙脫石和伊蒙混層含量高，水敏性強化。松遼盆地齊家-古龍地區白堊系青山口組泥頁巖層系中砂質含量相對較高的層段發育細碎屑粒間孔和頁理縫等。

目前陸相頁巖油儲層存儲空間類型沒有統一劃分標準，鄂爾多斯盆地長7頁巖油砂質含量相對較高，巖性相對單一，是具有代表性的一種頁巖油儲層類型，且占國內目前已探明頁巖油儲量的70%。因此對鄂爾多斯盆地長7頁巖油存儲空間類型及其成因機制的研究，從開發角度去深刻認識這類儲層的存儲空間類型，并進行成因機制的探討，分析注水開發有效動用程度，論證氣介質開發的可行性，采用那種類型的氣體以及開發方式等均具有一定的指導意義。

1.研究區地質概況

(1)儲層地質概況

本文所選擇的鄂爾多斯盆地新安邊油田是長慶油田首個以頁巖油為勘探開發對象而命名的油田，也是國內頁巖油規模試驗的區塊，區域地質背景處于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部，陜西省定邊縣東南部（圖1）。目的層上三疊統延長組長7段湖盆發展的全盛時期，屬半深湖—深湖相沉積環境與濱淺湖交互沉積，主力層長72砂巖組砂質含量相對較高，主要為濱淺湖與三角洲過渡沉積，以發育三角洲前緣水下分流河道為主，縱向上由5-7個多期河道沉積的單砂體疊加而成（圖2）。

圖1 新安邊油田位置圖

圖2 元149井長7水下分流河道鐘型測井2相特征

(2)沉積儲層特征

研究區目的層為三疊系延長組長7段長72砂巖組，主要為一套灰色細砂巖、細粉砂巖，鈣泥質膠結，鈣質含量高的地方膠結致密，儲層物性差，含油飽和度也較低，其自然電位曲線形態為箱型（圖2），普遍具有平行層理、板狀交錯層理、沙紋層理十分發育，泥質含量在12%-15%之間，與其他低滲透儲層相比，粘土礦物含量高，以高嶺石、綠泥石和伊利石為主，蒙脫石和伊蒙混層含量少，水敏性不強，酸敏性中等偏弱。

2.頁巖油微觀存儲空間類型

(1)殘余粒間孔

新安邊油田延長組長72頁巖油儲層沉積后經歷了深埋藏成巖壓實階段，骨架顆粒緊密堆積，使原生孔隙大幅度減少，而且大量的自生粘土礦物、碳酸鹽和濁沸石占據了粒間孔，目前僅存留下來少量的殘余粒間孔（圖3）。與松遼盆地白堊系、渤海灣盆地古近系、準噶爾盆地三疊-侏羅系等主要含油氣盆地儲層相比，原生孔隙不發育，是鄂爾多斯盆地長7頁巖油最主要的特征。

圖3 安83井長72層掃描電鏡下殘余粒間孔分布特征

(2)粒內溶蝕孔

①長石溶孔

鄂爾多斯盆地次生溶蝕孔較發育，是有別于其他含油氣盆地的一個顯著特點。排烴期大量的有機酸進入儲層，溶蝕鉀長石等礦物，形成長石粒內溶孔（圖4）。長石溶孔的顯著特點是溶蝕孔定向排列（圖5），這可能與雙晶結構、成分組成上有差異，沿著某個方向雙晶區域鉀離子含量高，遇到酸后，離開晶格，發生鉀離子流失，有利于發生溶蝕作用。

圖4 胡191井長72層掃描電鏡下粒內溶蝕孔分布特征

②濁沸石溶孔

濁沸石溶蝕孔是粒內溶孔的主要類型，早期作為填隙物充填在原生孔隙之間，排烴期大量的有機酸進入儲層，發生了溶蝕作用，所產生的孔隙成為原油重要存儲場所（圖5）。

圖5 濁沸石溶蝕孔發育特征

(3)粘土礦物晶間孔

研究區自生黏土礦物含量在15%-25%之間，主要類型有高嶺石、綠泥石、伊利石等，自生礦物之間晶間孔非常發育，孔喉半徑一般在600nm以下，賦存油大量的束縛油（圖6）。

圖6 粘土礦物晶間孔（胡210,2205.6m）

3.頁巖油儲層不同儲集空間類型成因機制探討

(1)三種存儲空間類型成因機制探討

新安邊油田長72儲層孔隙組合類型典型圖見圖7，在同一視域內可見到：①粒間殘留較少的孔隙，周圍被大量的粘土礦物充填，孔喉之間連通性差；②長石和濁沸石粒內溶蝕孔，被溶蝕的骨架顆粒輪廓清晰，內部空時清晰可見；③掃描電鏡和鑄體薄片鏡下均可觀察到大量的自生綠泥石、伊利石和高嶺石粘土礦物，雖然不同類型粘土礦物井型各異，但是均發育不同程度的晶間孔?？梢姡煌梢騼臻g形態特征差異大。單個孔喉半徑從大到小依次是：殘余粒間＞長石溶蝕孔＞濁沸石溶蝕孔＞黏土礦物晶間孔。

圖7 胡98井長7孔喉連通體積圖

(2)三種存儲空間類型對儲層貢獻討論

通過大量新安邊油田長72頁巖油儲層孔喉類型統計分析，發現以長石溶孔為主，占總孔隙的49.27%，粒間孔次之，占總孔隙的35.12%，巖屑溶孔和粒間溶孔較少，分別占總孔隙的6.83%和0.49%（圖8），僅見少量晶間孔、微裂縫，總面孔率為2.05%（表1）。

表1 新安邊油田安83區塊長72頁巖油儲層孔隙類型鏡下觀察統計表

圖8 新安邊油田長72儲層孔隙組合類型圖

4.結論

（1）鄂爾多斯盆地長7頁巖油存儲空間類型劃分為殘余粒間孔、粒內溶蝕孔、粘土礦物晶間孔三種存儲空間類型。

（2）對不同類型儲集空間占比、孔喉分布區間和連通關系及成因機制進行分析，認為粒內溶孔是主要的存儲空間，殘余粒間孔占比較少。

（3）大量的環邊狀綠泥石膜起到了滲流屏障作用，孔喉連通性差，水介質補充能量難以達到理想效果。這一認識對今后鄂爾多斯盆地長7頁巖油10億噸儲量經濟有效動用和規模開發，優選開采方式具有一定的指導意義。