泥頁(yè)巖熱模擬實(shí)驗(yàn)及成巖演化模式①

董春梅 馬存飛 欒國(guó)強(qiáng) 林承焰 張憲國(guó) 任麗華

(1．中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 山東青島 266580;2．山東省油藏地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266580;3．中石油油氣儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)石油大學(xué)(華東)研究室 山東青島 266580)

0 引言

在傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論中，暗色泥頁(yè)巖主要作為烴源巖和蓋層而非油氣儲(chǔ)層進(jìn)行研究。近年來(lái)，隨著泥頁(yè)巖油氣在全球非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)中的異軍突起，泥頁(yè)巖儲(chǔ)層特征及成巖作用模擬研究越來(lái)越受到人們的重視［1-5］。

自從Cannon等［6-7］提出有機(jī)質(zhì)演化的溫度—時(shí)間補(bǔ)償效應(yīng)后，出現(xiàn)了多種通過(guò)快速升溫來(lái)模擬有機(jī)質(zhì)成熟演化的方法［8］。按照體系的開(kāi)放性，熱模擬方法可分為開(kāi)放體系、半開(kāi)放體系和封閉體系三類［9-11］。由于各類體系具有不同的特點(diǎn)(表1)，通常根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇不同的熱模擬實(shí)驗(yàn)方法。

熱模擬實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象主要是作為烴源巖的泥頁(yè)巖，各學(xué)者對(duì)其生烴特征研究較多，而對(duì)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層特征研究較少。目前主流的研究方向有:①不同類型有機(jī)質(zhì)熱解生烴機(jī)制;②不同溫壓條件下油氣生成過(guò)程模擬;③熱解產(chǎn)物化學(xué)及同位素組成與演化;④干酪根結(jié)構(gòu)熱演化特征;⑤油氣熱解產(chǎn)率與有機(jī)質(zhì)成熟度的關(guān)系;⑥有機(jī)質(zhì)二次裂解生烴模擬［8］。隨著泥頁(yè)巖油氣研究的深入，在高溫高壓條件下模擬有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)、孔隙結(jié)構(gòu)及流體演化過(guò)程的研究將成為新方向［12］。

表1 熱模擬實(shí)驗(yàn)方法的分類Table 1 The classification of the pyrolysis simulation experiment methods

本研究采用封閉體系的熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置，選取具有不同干酪根類型的富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖新鮮樣品，采用先升溫再恒溫的實(shí)驗(yàn)方式，在水介質(zhì)中模擬泥頁(yè)巖的成巖演化過(guò)程。通過(guò)激光共聚焦顯微鏡和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察原始樣品和不同溫度下反應(yīng)后樣品的微觀特征，揭示在成巖過(guò)程中有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)礦物的變化規(guī)律及其對(duì)孔隙的影響。

1 模擬實(shí)驗(yàn)

1．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及條件

1．1．1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

模擬實(shí)驗(yàn)采用封閉體系的油氣成因高壓催化熱模擬實(shí)驗(yàn)裝置。儀器的主體是高壓釜，由釜體和釜塞組成。釜腔直徑2 cm，深15 cm，釜體由鈦鉻鎳合金制成，具有硬度大、熔點(diǎn)高、抗腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)。

1．1．2 實(shí)驗(yàn)條件

為了盡可能模擬泥頁(yè)巖儲(chǔ)層在真實(shí)地質(zhì)條件下的演化軌跡，本次實(shí)驗(yàn)綜合考慮了溫度、加熱方式、介質(zhì)、壓力等四方面條件。

(1)溫度:為了模擬泥頁(yè)巖儲(chǔ)層成巖演化的整個(gè)過(guò)程，根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)溫度和實(shí)測(cè)鏡質(zhì)體反射率Ro的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，實(shí)驗(yàn)共設(shè)置三個(gè)最終溫度，分別是400℃、500℃、600℃，分別對(duì)應(yīng)鏡質(zhì)體反射率的 0．9%、1．4%、2．3%。這與干酪根演化的熱催化生油氣階段、熱裂解生凝析氣階段和深部高溫生氣階段相對(duì)應(yīng)，而原始樣品的鏡質(zhì)體反射率0．54%≤Ro≤0．85%，相當(dāng)于模擬實(shí)驗(yàn)溫度300℃ ～380℃，大致對(duì)應(yīng)生物化學(xué)生氣階段晚期或熱催化生油氣階段早期。

(2)加熱方式:根據(jù)中國(guó)東部盆地初始快速沉降、然后緩慢沉降、最后穩(wěn)定的斷－坳演化特點(diǎn)，加熱方式為首先全功率升溫至200℃，然后依次以40℃/h和20℃/h的功率進(jìn)行加熱，達(dá)到最終溫度后恒溫2 h。

(3)介質(zhì):在二十世紀(jì)八十年代，無(wú)水加熱模擬是烴源巖熱模擬的主要方法［13］，但在缺乏水介質(zhì)條件下，熱模擬實(shí)驗(yàn)存在偏離實(shí)際地質(zhì)演化的問(wèn)題［14］，有機(jī)質(zhì)熱解模擬實(shí)驗(yàn)在無(wú)水和加水條件下的產(chǎn)物數(shù)量和組成差異較大［12］，國(guó)內(nèi)外一些實(shí)驗(yàn)研究表明水介質(zhì)條件下的模擬實(shí)驗(yàn)與自然狀態(tài)下的演化軌跡更加接近［15-16］。對(duì)于加水類型，有的學(xué)者在實(shí)驗(yàn)中多采用一定礦化度的鹽水，崔景偉等［17］采用了100 mg/L的CaCl2型水，而考慮到本次實(shí)驗(yàn)樣品新鮮，到達(dá)地表后水分以蒸發(fā)的方式散失，主要鹽分還留在樣品內(nèi)部，故選擇加蒸餾水補(bǔ)充散失的水分，加水量為樣品質(zhì)量的50%。

(4)壓力:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，泥頁(yè)巖樣品生排烴，尤其是在高溫條件下，氣態(tài)烴類在密閉裝置內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的氣體壓力，未進(jìn)行其他的加壓模擬實(shí)驗(yàn)。

1．2 樣品選擇、處理及制備

1．2．1 樣品選擇

傳統(tǒng)的熱模擬生烴實(shí)驗(yàn)樣品包括兩大類:標(biāo)準(zhǔn)化合物和地質(zhì)樣品［12］。本次實(shí)驗(yàn)選擇沾化凹陷L69井沙三段、高郵凹陷花X28井和金湖凹陷河X(jué)4井阜二段富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖巖芯樣品(表2)。實(shí)驗(yàn)樣品的選擇主要考慮五個(gè)方面:①樣品新鮮;②有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度較低;③樣品涵蓋不同干酪根類型;④巖相類型具有代表性，實(shí)際生產(chǎn)證明是有利儲(chǔ)層;⑤實(shí)驗(yàn)樣品的資料豐富。

1．2．2 樣品處理及制備

為了保證樣品反應(yīng)充分并滿足成巖作用研究的需要，制備兩種類型的樣品:一種是用多級(jí)砂紙由粗至細(xì)依次打磨至0．5 mm厚的小片狀;另一種是切割成1 cm×1 cm×1 cm的小塊狀。

由于泥頁(yè)巖樣品主要由細(xì)粒組分構(gòu)成，在進(jìn)行成巖作用和孔隙結(jié)構(gòu)研究時(shí)，光學(xué)顯微鏡不能有效觀察到其微觀特征，而場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡可以對(duì)納米級(jí)顆粒和孔隙進(jìn)行觀察，并已經(jīng)廣泛應(yīng)用于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層研究。氬離子拋光技術(shù)的應(yīng)用更使得泥頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)能夠在場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡背散射電子衍射成像下清晰呈現(xiàn)［18-19］。為了綜合利用多種手段對(duì)樣品進(jìn)行成巖作用研究，將樣品制作成普通薄片、熒光薄片、陰極發(fā)光薄片和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡巖片(包括氬離子剖光面和自然斷面)。

表2 樣品基本信息Table 2 Basic information about the experimental samples

表3 熱模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)Table 3 The data of the pyrolysis simulation experiment results

1．3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2．1 有機(jī)質(zhì)熱演化及納米級(jí)孔隙形成

所選四種巖相的原始樣品0．54%≤Ro≤0．85%，處于生油窗中生烴高峰前的低成熟階段，在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了明顯的生排烴作用。將實(shí)驗(yàn)中生成的油氣量繪制成曲線(圖1)，圖中實(shí)線段是有模擬數(shù)據(jù)段，虛線段是根據(jù)干酪根熱演化規(guī)律繪制的。從圖中可以看出，400℃位于生烴高峰附近，之后隨著溫度升高，產(chǎn)油量逐漸降低;500℃屬于高溫裂解生凝析氣階段，隨著液態(tài)烴裂解為氣態(tài)烴，生油量迅速降低，生氣量迅速升高;600℃屬于深部高溫生氣階段，氣態(tài)烴(以甲烷為主)產(chǎn)量略有升高，同時(shí)有極少量裂解殘余液態(tài)烴。通過(guò)實(shí)驗(yàn)樣品在激光共聚焦顯微鏡下熒光強(qiáng)度的三維顯示觀察，隨著溫度升高和生排烴作用的發(fā)生，樣品中殘余有機(jī)質(zhì)減少，熒光強(qiáng)度變?nèi)酢?/p>

有機(jī)質(zhì)孔是泥頁(yè)巖油氣儲(chǔ)層重要的納米級(jí)孔隙［20-21］。通過(guò)在場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下對(duì)四個(gè)樣品各個(gè)溫度的1 000多個(gè)觀測(cè)視域的有機(jī)質(zhì)形態(tài)和有機(jī)質(zhì)孔的觀察，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，有機(jī)質(zhì)形態(tài)演化主要有兩種形式，相應(yīng)的產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)邊緣孔和有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔兩種孔隙類型(圖2)。這主要由干酪根類型及干酪根演化途徑?jīng)Q定的。

圖1 樣品生烴量變化曲線圖(L69井，3 048．1 m，左為產(chǎn)油量，右為產(chǎn)氣量)Fig．1 The variation curves of hydrocarbon generating quantity of the samples(Well L69，3 048．1 m，the left one is oil production，the right one is gas production)

當(dāng)干酪根類型為Ⅰ型時(shí)，有機(jī)質(zhì)邊緣或內(nèi)部出現(xiàn)啃食狀，孔隙壁面光滑，干酪根體積收縮，以有機(jī)質(zhì)邊緣孔為主，屬于收縮型(圖3a);當(dāng)干酪根類型為Ⅲ型時(shí)，有機(jī)質(zhì)總體積基本不變，孔隙壁面粗糙，數(shù)量較多且大小不一，以有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔為主，屬于多孔型(圖3b);當(dāng)干酪根類型為Ⅱ型時(shí)，有機(jī)質(zhì)形態(tài)演化特征介于兩者之間，有機(jī)質(zhì)邊緣孔和內(nèi)部孔均發(fā)育。隨著模擬溫度的升高，有機(jī)質(zhì)邊緣孔和有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔不斷增加，干酪根熱解生烴產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)孔是泥頁(yè)巖儲(chǔ)集空間增加的主要原因之一。

有機(jī)質(zhì)的形態(tài)和有機(jī)質(zhì)孔的演化特征與不同干酪根生烴演化途徑密切相關(guān)。Ungerer(1990)在前人工作的基礎(chǔ)上提出了干酪根演化生烴的兩種途徑:一種是干酪根先熱解為以瀝青和膠質(zhì)等大分子為主的可溶有機(jī)產(chǎn)物，然后進(jìn)一步分解為可溶小分子(油和氣)的“解聚型”，屬于相繼反應(yīng)機(jī)制，該過(guò)程中有機(jī)質(zhì)各部分均勻快速反應(yīng)，整體產(chǎn)生中間大分子而收縮(圖4a)，主要產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)邊緣孔;另一種是干酪根結(jié)構(gòu)中的各種官能團(tuán)按照鍵的強(qiáng)弱，隨著演化程度的加深依次脫除、生成油氣的“平行脫官能團(tuán)型”，屬于獨(dú)立、依次反應(yīng)機(jī)制，該過(guò)程中只有一部分官能團(tuán)隨著演化程度的升高依次從干酪根中直接脫除生烴，最后逐漸殘余出惰性骨架(圖4b)，而主要產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔。Ⅰ型干酪根的演化接近于“解聚型”，Ⅲ型干酪根的演化則接近于“平行脫官能團(tuán)型”，Ⅱ型干酪根演化途徑介于“解聚型”和“平行脫官能團(tuán)型”之間，既可以產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)邊緣孔，也可以產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔。有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔更有利于增大有機(jī)質(zhì)比表面積，增強(qiáng)有機(jī)質(zhì)顆粒對(duì)天然氣的吸附能力。Loucks［19］在研究巴奈特頁(yè)巖中的有機(jī)質(zhì)孔時(shí)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔的數(shù)量明顯多于邊緣孔，有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔是頁(yè)巖氣儲(chǔ)集的一類重要的孔隙類型，但在掃描電鏡下觀察到的瀝青流動(dòng)痕跡表明有機(jī)質(zhì)邊緣孔可以充當(dāng)初次運(yùn)移通道的作用。

圖2 有機(jī)質(zhì)形態(tài)和有機(jī)質(zhì)孔兩種演化形式Fig．2 Two evolution morphologies of the organic matters and the organic pores

圖3 有機(jī)質(zhì)形態(tài)演化模式圖Fig．3 The evolution models showing of the morphologies of the organic matters

圖4 干酪根兩種演化途徑(據(jù)Ungerer，1990)Fig．4 Two evolution paths of kerogen(Ungerer，1990)

2．2 基于模擬實(shí)驗(yàn)的無(wú)機(jī)礦物成巖現(xiàn)象

2．2．1 黏土礦物轉(zhuǎn)化

四種巖相樣品中主要的黏土礦物類型是伊蒙混層，伊蒙混層對(duì)于介質(zhì)環(huán)境的變化非常敏感，特別是溫度。模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨著溫度升高，伊蒙混層形態(tài)發(fā)生明顯變化，形態(tài)變化趨勢(shì)為:片狀—片狀+短絲狀—絲片狀—絮狀(圖5)。這種轉(zhuǎn)化實(shí)際上代表了伊蒙混層向伊利石轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。黏土礦物脫水收縮可以增加黏土礦物晶間孔，并有利于泥巖收縮縫的發(fā)育。

2．2．2 不穩(wěn)定礦物溶蝕作用

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，干酪根生烴作用對(duì)無(wú)機(jī)礦物成巖演化產(chǎn)生了明顯影響。干酪根在生烴演化過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸和H2S等酸性物質(zhì)，使方解石和長(zhǎng)石等不穩(wěn)定礦物發(fā)生溶蝕，產(chǎn)生晶(粒)間溶孔、晶(粒)內(nèi)溶孔等次生孔隙(圖6)。根據(jù)掃描電鏡觀察對(duì)比，方解石、長(zhǎng)石和黃鐵礦等礦物在400℃時(shí)發(fā)生明顯的溶蝕作用，對(duì)應(yīng)鏡質(zhì)體反射率Ro在0．9%左右。隨著模擬溫度升高，溶蝕作用增強(qiáng)，產(chǎn)生的溶孔比例不斷增加，不穩(wěn)定礦物溶蝕作用是泥頁(yè)巖儲(chǔ)集空間增加的主要原因之一。

2．2．3 重結(jié)晶作用

1.2 檢測(cè)方法 分離的2539株細(xì)菌，細(xì)菌鑒定與藥敏試驗(yàn)所用材料為生物梅里埃公司生產(chǎn)；大腸埃希菌ATCC25922、金黃色葡萄球菌ATCC25923等質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)菌株均由衛(wèi)生部臨床檢驗(yàn)中心提供；病原菌培養(yǎng)及種型鑒定遵照臨床微生物學(xué)檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行；藥敏試驗(yàn)采用K-B法。

實(shí)驗(yàn)中方解石重結(jié)晶現(xiàn)象非常普遍，在干酪根生烴過(guò)程中產(chǎn)生的酸性溶液對(duì)方解石進(jìn)行溶蝕，而生烴過(guò)程中也產(chǎn)生了大量的CO2，導(dǎo)致攜帶Ca2+的溶液在孔縫中重結(jié)晶而充填孔縫(圖7)，這也說(shuō)明在泥頁(yè)巖中方解石的溶蝕與方解石重結(jié)晶是可以同時(shí)存在的。重結(jié)晶作用是除壓實(shí)作用之外造成泥頁(yè)巖儲(chǔ)集空間減少的主要原因，但可以增加泥頁(yè)巖脆性。

2．3 基于熱模擬實(shí)驗(yàn)的成巖演化模式

針對(duì)碎屑巖儲(chǔ)層成巖演化研究已很成熟，在成巖階段劃分時(shí)，各學(xué)者采用鏡質(zhì)體反射率Ro作為重要參考指標(biāo)［22］，顯然這對(duì)泥頁(yè)巖成巖階段的劃分更有意義。結(jié)合有機(jī)質(zhì)熱解生烴研究成果［23］，根據(jù)鏡質(zhì)體反射率Ro將泥頁(yè)巖成巖演化劃分為五個(gè)階段:早成巖階段 A 期(Ro＜0．3%)、早成巖階段 B 期(0．3%＜Ro＜0．5%)、中成巖階段 A 期(0．5% ＜Ro＜1．0%)、中成巖階段 B 期(1．0% ＜Ro＜2．0%)、晚成巖階段(Ro＞2．0%)。各個(gè)階段的特征大致與原始樣品(300℃ ～380℃)、400℃樣品、500℃樣品和600℃樣品反映的一致。

圖5 伊蒙混層向伊利石的轉(zhuǎn)化過(guò)程Fig．5 The transformation processes from illite smectite mixed layer to illite

圖6 熱模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)生的溶蝕現(xiàn)象Fig．6 The dissolution phenomena in the process of the pyrolysis simulation experiment

圖7 熱模擬實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的方解石重結(jié)晶現(xiàn)象Fig．7 The calcite recrystallization phenomena in the process of the pyrolysis simulation experiment

早成巖階段A期和B期對(duì)應(yīng)于有機(jī)質(zhì)演化的生物化學(xué)生氣階段。這一階段沉積有機(jī)質(zhì)受生物作用和成巖作用影響，轉(zhuǎn)化為干酪根，同時(shí)生成少量的生物甲烷;黏土礦物主要是蒙脫石，成巖作用強(qiáng)度較低(圖9)。

中成巖階段A期對(duì)應(yīng)于有機(jī)質(zhì)演化的熱催化生油氣階段。在溫度和黏土礦物催化劑作用下，干酪根演化達(dá)到生烴門(mén)限，大量生油;由于溫度的影響，蒙脫石開(kāi)始脫水，并向伊利石演化，混層開(kāi)始出現(xiàn);有機(jī)質(zhì)生烴作用導(dǎo)致局部介質(zhì)環(huán)境的改變，促進(jìn)了成巖作用的進(jìn)程，不穩(wěn)定礦物的溶蝕作用明顯增強(qiáng)(圖9)。

中成巖階段B期對(duì)應(yīng)于有機(jī)質(zhì)演化的熱裂解生凝析氣階段。在這一階段干酪根的演化主要受到溫度影響，殘余干酪根和先前生成的液態(tài)烴在熱力作用下裂解生成濕氣;伊蒙混層大量出現(xiàn)，成巖作用強(qiáng)度在這一階段達(dá)到高峰，開(kāi)始大量出現(xiàn)鐵方解石和少量厚板狀硬石膏、重晶石、花狀硅灰石等礦物(圖8A～C、圖 9)。

晚成巖階段對(duì)應(yīng)于有機(jī)質(zhì)演化的深部高溫生氣階段。在這一階段殘余干酪根在高溫作用下發(fā)生芳構(gòu)化作用，同時(shí)產(chǎn)生甲烷氣;混層黏土絮狀化，放射狀硅灰石大量出現(xiàn)，產(chǎn)生大量圓餅狀方解石(圖8D、圖9)。

圖8 熱模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的礦物A．厚板狀硬石膏;B．重晶石;C．花狀硅灰石;D．圓餅狀方解石Fig．8 The minerals produced in the process of the pyrolysis simulation experiment

圖9 基于熱模擬實(shí)驗(yàn)的泥頁(yè)巖成巖演化模式綜合圖Fig．9 The comprehensive map of shale diagenetic evolution model based on the pyrolysis simulation experiment

3 結(jié)論與討論

3．1 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

(1)不同干酪根的演化決定著有機(jī)質(zhì)孔的演化特征差異。I型干酪根主要以“解聚型”的途徑生烴，油氣排出導(dǎo)致干酪根的體積收縮，以產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)邊緣孔為主。III型干酪根主要是以“平行脫官能團(tuán)型”的途徑生烴，油氣排出導(dǎo)致干酪根主要產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔。II型干酪根生烴途徑介于兩者之間，既可以產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)邊緣孔，也可以產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔。

(2)模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的成巖作用類型主要有黏土礦物轉(zhuǎn)化、不穩(wěn)定礦物溶蝕作用和重結(jié)晶作用。干酪根熱解生烴演化產(chǎn)生的有機(jī)質(zhì)孔和不穩(wěn)定礦物溶蝕作用產(chǎn)生的溶孔是儲(chǔ)集空間增加的主要原因，而方解石等礦物的重結(jié)晶或充填作用造成儲(chǔ)集空間略有減少。

(3)以鏡質(zhì)體反射率Ro為標(biāo)準(zhǔn)，建立了基于熱模擬實(shí)驗(yàn)的綜合成巖演化模式，各成巖階段特征與原始樣品、400℃樣品、500℃樣品和600℃樣品反映的特征基本一致。

3．2 討論

本次模擬實(shí)驗(yàn)也存在一定程度的局限性，其中沒(méi)有充分模擬地層壓力因素，導(dǎo)致成巖演化中壓實(shí)作用及其影響體現(xiàn)不夠，但是模擬實(shí)驗(yàn)中泥頁(yè)巖成巖作用及有機(jī)質(zhì)孔的類型和特征與實(shí)際泥頁(yè)巖儲(chǔ)層相符，是可靠的。溫度是影響泥頁(yè)巖中化學(xué)反應(yīng)最重要的外部條件，實(shí)驗(yàn)表明有機(jī)質(zhì)熱演化和無(wú)機(jī)礦物演化是相互耦合、階段進(jìn)行的，其中有機(jī)質(zhì)熱解和黏土礦物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的流體與不穩(wěn)定礦物相互反應(yīng)，導(dǎo)致溶蝕作用、重結(jié)晶作用和交代作用等成巖事件的發(fā)生。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)許多有待進(jìn)一步探究的現(xiàn)象，如圓餅狀碳酸鈣顆粒形成、黃鐵礦溶蝕、部分有機(jī)質(zhì)具有流動(dòng)形態(tài)和油氣賦存于微孔隙更發(fā)育的碳酸鹽礦物紋層中，這為研究球霰石結(jié)晶、油氣初次運(yùn)移過(guò)程、油氣在泥頁(yè)巖中賦存狀態(tài)和成巖晚期鐵方解石中鐵元素來(lái)源提供了思路。以往石油地質(zhì)工作者開(kāi)展泥頁(yè)巖熱模擬實(shí)驗(yàn)研究關(guān)注更多的是有機(jī)質(zhì)生烴特征，為了使反應(yīng)充分，將樣品研成粉末，這顯然破壞了泥頁(yè)巖固有的結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)致無(wú)法開(kāi)展成巖作用研究。隨著頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)的深入開(kāi)展，泥頁(yè)巖的生烴特征、儲(chǔ)集特征甚至封蓋特征將作為一個(gè)整體被系統(tǒng)研究，因此，在高溫高壓(地層條件)下對(duì)不破壞泥頁(yè)巖結(jié)構(gòu)的小巖芯樣品開(kāi)展熱模擬實(shí)驗(yàn)研究將成為重要手段。

致謝 感謝中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院金強(qiáng)教授在油氣成因高壓催化熱模擬實(shí)驗(yàn)方面提供的支持、指導(dǎo)和幫助，感謝中石化江蘇油田和勝利油田提供的實(shí)驗(yàn)樣品及其他支持和幫助。

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