高演化湖相頁(yè)巖儲(chǔ)層特征及其主控因素
——以普光地區(qū)中侏羅統(tǒng)千佛崖組千一段為例

李進(jìn)，張洪安，王學(xué)軍，王運(yùn)所，周凱，桂紅，魏煒

（1.中國(guó)石化中原油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，河南 濮陽(yáng) 457001；2.中國(guó)石化中原油田分公司，河南 濮陽(yáng) 457001；3.中國(guó)石化江漢石油工程有限公司地質(zhì)研究中心，湖北 潛江 433124）

0 引言

近年來(lái)，隨著海相龍馬溪組頁(yè)巖氣步入商業(yè)性規(guī)模開(kāi)發(fā)階段，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探也穩(wěn)步向深層超壓、淺層常壓，以及海陸過(guò)渡相和陸相頁(yè)巖層系擴(kuò)展[1-2]。就陸相頁(yè)巖油氣勘探而言，鄒才能等[1-2]首次提出四川盆地侏羅系油氣勘探思路應(yīng)向“進(jìn)源找油”轉(zhuǎn)變，將尋找孔隙型頁(yè)巖油氣作為主要勘探方向，并認(rèn)為大安寨段二亞段黑色頁(yè)巖是“甜點(diǎn)”段，具備與北美海相頁(yè)巖油氣相類(lèi)似的地質(zhì)工程條件。

前人對(duì)侏羅系湖相頁(yè)巖儲(chǔ)層的研究多圍繞四川盆地元壩地區(qū)自流井組大安寨段、建南區(qū)塊東岳廟段等區(qū)塊及層段展開(kāi)[3-5]，對(duì)川東北普光地區(qū)侏羅系千佛崖組泥頁(yè)巖儲(chǔ)層研究非常少。自流井組大安寨段及東岳廟段湖相頁(yè)巖主要沉積于半深湖—深湖相帶，優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖段有機(jī)質(zhì)豐度（以總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)TOC表征）普遍在1.5%～2.0%，頁(yè)巖普遍發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔、粒內(nèi)孔、粒間孔和微裂紋，湖相頁(yè)巖具有更多的死端孔隙和更大的孔隙，其微觀結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。周德華等[6]對(duì)川東北元壩區(qū)塊中下侏羅統(tǒng)頁(yè)巖油氣地質(zhì)條件分析時(shí)指出，侏羅系發(fā)育3套頁(yè)巖氣潛力層段——千佛崖組千一、二段與自流井組大安寨段，TOC平均為1.14%，鏡質(zhì)組反射率Ro為1.4%～1.6%，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型多為Ⅱ2型，生烴條件優(yōu)越。徐雙輝[7]認(rèn)為川東北地區(qū)千佛崖組千一、二段具備良好的地質(zhì)條件，有利于頁(yè)巖氣形成，且脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于48.3%～51.3%，千一段巖心孔隙度介于1.1%～6.4%，千二段介于2.4%～7.7%，主峰區(qū)間2.0%～5.0%，儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能較優(yōu)越。

總的來(lái)講，雖然千佛崖組泥頁(yè)巖與自流井組具備相似的地質(zhì)背景與地化特征，但千佛崖組泥頁(yè)巖巖相類(lèi)型及儲(chǔ)層特征研究匱乏，因此有必要補(bǔ)充千佛崖組湖相頁(yè)巖層段中不同巖相類(lèi)型的儲(chǔ)層特征研究，明確湖相頁(yè)巖氣重點(diǎn)勘探層段及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層特征。本文以川東北普光地區(qū)一口參數(shù)井——L2井揭示的千佛組高演化湖相頁(yè)巖作為研究對(duì)象，開(kāi)展有機(jī)地球化學(xué)、礦物組成、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析測(cè)試，劃分千佛崖組高演化湖相泥頁(yè)巖巖相類(lèi)型，探討不同巖相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征及其發(fā)育主控因素，為湖相頁(yè)巖氣勘探層段優(yōu)選提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

川東北普光地區(qū)位于四川盆地川東高陡斷褶帶東北段，為大巴山褶皺沖斷帶的雙重疊加構(gòu)造區(qū)。受米倉(cāng)-大巴山造山運(yùn)動(dòng)影響，區(qū)內(nèi)呈“三隆三坳”的構(gòu)造格局，由一系列軸面傾向南東或北西的背、向斜及與之平行的斷裂組成，主要呈北北東和北東向展布[8]。

中侏羅世千佛崖組沉積期，受構(gòu)造影響，盆地西南緣隆升，川西南發(fā)育河流-沖積扇沉積體系，向東北方水體逐漸加深，川中—川東北局部地區(qū)發(fā)育厚層半深湖相泥頁(yè)巖[9-10]（見(jiàn)圖 1）。

圖1 川中—川東北及普光地區(qū)千佛崖組沉積相特征

千佛崖組自下而上逐漸由灰黑色—黑色頁(yè)巖夾薄層粉砂巖過(guò)渡為深灰色頁(yè)巖與粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，為湖泊向三角洲前緣過(guò)渡的沉積體系?？v向上，根據(jù)巖性序列及旋回特征，自下而上將千佛崖組分為千一、千二、千三段，并進(jìn)一步將千一段劃為6個(gè)小層，其中③—④小層發(fā)育黑色紋層狀泥巖，層理較發(fā)育（見(jiàn)圖2）。巖心剖開(kāi)后，可見(jiàn)明顯的水平紋層，并見(jiàn)到保存完整的介殼化石，說(shuō)明這一時(shí)期的普光地區(qū)處于深水、還原、穩(wěn)定的水體環(huán)境，為半深湖相。本次研究樣品選自普光地區(qū)L2井千佛崖組取心段中上部3 384.00～3 400.35 m（見(jiàn)圖2中標(biāo)黃區(qū)域），取心及測(cè)井曲線特征揭示了一套厚20 m、高補(bǔ)償中子、高聲波時(shí)差、高自然伽馬、低密度的黑色頁(yè)巖夾薄層粉砂巖、介殼泥巖及塊狀泥巖。

2 樣品采集與測(cè)試

針對(duì)L2井千佛崖組千一段④小層泥頁(yè)巖，選擇98塊TOC樣、63塊全巖X射線衍射分析樣、13塊物性樣、13塊微觀孔隙結(jié)構(gòu)樣，將L2鄰井P107井千佛崖組千一段19塊干酪根顯微組分及鏡質(zhì)組反射率測(cè)試結(jié)果用以描述研究目的層段有機(jī)質(zhì)類(lèi)型及成熟度特征。除此之外，有關(guān)頁(yè)巖儲(chǔ)層研究的測(cè)試主要還包括氬離子拋光掃描電鏡觀察、小巖樣泥頁(yè)巖物性測(cè)試、氮?dú)馕矫摳綑z測(cè)、高壓壓汞測(cè)試等，測(cè)試單位為中石化勘探開(kāi)發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)中心。氬離子拋光掃描電鏡觀察依據(jù)SY/T 5162—2014《巖石樣品掃描電子顯微鏡分析方法》；氮?dú)馕矫摳綑z測(cè)依據(jù)NB/T 14008—2015，使用AutoPore 9520型壓汞儀和ASAP 2020M全自動(dòng)比表面積分析儀；高壓壓汞測(cè)試使用AutoPore 9520型壓汞儀，該儀器最高測(cè)試壓力為414 MPa，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)汞表面張力為0.48 N/m，接觸角θ為140°，孔徑測(cè)定范圍為 1.5 nm～36.0 μm。

圖2 L2井千佛崖組地層綜合柱狀圖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

3.1 礦物組成

巖心觀察表明，千一段④小層黑色頁(yè)巖段可見(jiàn)5種巖石類(lèi)型，即黏土質(zhì)頁(yè)巖、塊狀泥巖、粉砂巖、介殼泥巖及鈣質(zhì)泥巖（見(jiàn)圖3）。63塊千一段④小層黑色頁(yè)巖段巖心樣品全巖X射線衍射測(cè)試結(jié)果顯示（見(jiàn)圖4），礦物組成以黏土礦物（質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.39%～62.34%，均值46.11%）、石英為主（質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.70%～52.90%，均值35.67%），長(zhǎng)石次之，部分樣品碳酸鹽礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，偶見(jiàn)黃鐵礦。石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)由小到大的順序?yàn)殁}質(zhì)泥巖、黏土質(zhì)頁(yè)巖、介殼泥巖、塊狀泥巖、粉砂巖；長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)由小到大的順序?yàn)轲ね临|(zhì)頁(yè)巖、鈣質(zhì)泥巖、塊狀泥巖、介殼泥巖、粉砂巖；黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由小到大的順序?yàn)殁}質(zhì)泥巖、粉砂巖、介殼泥巖、塊狀泥巖、黏土質(zhì)頁(yè)巖。

圖3 千一段④小層巖心觀察照片

圖4 千一段④小層礦物組成分析結(jié)果

3.2 有機(jī)地球化學(xué)特征

3.2.1 有機(jī)質(zhì)豐度

基于研究區(qū)98塊千一段④小層巖心樣品的有機(jī)地球化學(xué)測(cè)試結(jié)果，通過(guò)不同巖石類(lèi)型的泥頁(yè)巖生烴條件對(duì)比，認(rèn)為黏土質(zhì)頁(yè)巖具備最好的生烴條件（TOC均值1.46%），塊狀泥巖次之（TOC均值1.02%），介殼泥巖（TOC均值0.79%）、鈣質(zhì)泥巖相對(duì)較低（TOC均值0.61%），粉砂巖最差（TOC 均值 0.43%）。黃東等[11]指出川東北侏羅系大安寨段湖相頁(yè)巖油氣TOC下限為1.5%。因此，從生烴條件來(lái)看，研究區(qū)千一段④小層黑色黏土質(zhì)頁(yè)巖是頁(yè)巖油氣勘探的有利巖石類(lèi)型。

3.2.2 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型及成熟度

根據(jù)P107井千一段19塊樣品干酪根顯微組成結(jié)果，認(rèn)為研究區(qū)千一段泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅱ2型為主，Ⅱ1型次之。其中，④小層頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ1型，腐泥無(wú)定形體質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于77.03%～88.03%，均值82.31%，表明其母質(zhì)來(lái)源中水生生物居多，屬半深湖—深湖相沉積。根據(jù)19塊樣品鏡質(zhì)組反射率測(cè)試結(jié)果，千一段泥頁(yè)巖Ro介于1.60%～2.04%，均值1.68%，在進(jìn)一步排除測(cè)點(diǎn)數(shù)少于20的樣品后，千一段泥頁(yè)巖Ro主峰區(qū)間在1.9%～2.0%，整體處于高演化階段，以生氣為主?？偟膩?lái)講，千一段④小層泥頁(yè)巖段具備中有機(jī)質(zhì)、高演化、優(yōu)越母質(zhì)來(lái)源的特征，為普光地區(qū)中侏羅統(tǒng)千佛崖組有利的頁(yè)巖氣勘探層段。

3.3 巖相劃分

參考陸相頁(yè)巖 巖相 劃分 方案[3，12-13]，以硅質(zhì)礦 物（石英+長(zhǎng)石）、碳酸鹽礦物（方解石+白云石）及黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)作三端元圖（見(jiàn)圖5），并增加TOC及層理構(gòu)造參數(shù)進(jìn)行巖相界定：TOC＜1.0%為低碳，1.0%≤TOC＜1.5%為含碳，1.5%≤TOC＜2.0%為中碳，TOC≥2.0%為高碳；粉砂質(zhì)紋層歸入頁(yè)巖類(lèi)，塊狀、透鏡狀及含介殼層歸入泥巖類(lèi)；Ⅰ代表硅質(zhì)泥（頁(yè)）巖相或粉砂巖相，Ⅱ代表混合質(zhì)泥（頁(yè)）巖相，Ⅲ代表黏土質(zhì)泥（頁(yè)）巖相，Ⅳ代表鈣質(zhì)泥（頁(yè)）巖相。

圖5 千一段④小層巖相劃分

按上述劃分標(biāo)準(zhǔn)可知，千一段④小層巖相類(lèi)型眾多，優(yōu)質(zhì)巖相為中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖，具備高有機(jī)質(zhì)豐度、低硅質(zhì)礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、高黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、紋層層理的典型特征，其次為低碳—含碳?jí)K狀硅質(zhì)泥巖，再次為含碳含介殼硅質(zhì)泥巖與低碳粉砂巖。

3.4 儲(chǔ)層特征

頁(yè)巖孔隙度、孔隙類(lèi)型及結(jié)構(gòu)等儲(chǔ)層特征對(duì)明確頁(yè)巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能、氣藏富集規(guī)律，優(yōu)選頁(yè)巖氣甜點(diǎn)層段以及后期壓裂開(kāi)發(fā)具有重要意義[13-17]。千一段④小層黏土質(zhì)頁(yè)巖孔滲測(cè)試結(jié)果表明，13個(gè)泥頁(yè)巖樣品孔隙度在2.20%～7.20%（均值4.54%），滲透率在0.000 2×10-3～0.003 0×10-3μm2（L2-4 號(hào)樣品為沿層理方向水平滲透率測(cè)試），整體表現(xiàn)為中孔、特低滲特征（見(jiàn)圖6）。

圖6 千一段④小層泥頁(yè)巖物性測(cè)試結(jié)果

3.4.1 孔隙類(lèi)型

研究區(qū)千一段孔隙類(lèi)型多樣，主要包括粒間孔、晶間孔、有機(jī)質(zhì)孔、溶蝕孔及微裂縫等。通過(guò)掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)：有機(jī)質(zhì)孔在中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖中發(fā)育較好，常與黃鐵礦、黏土礦物伴生，孔徑大小不等，呈串珠狀、近球形或橢圓狀（見(jiàn)圖7）。黏土礦物晶間孔以線條狀、三角狀納米級(jí)孔隙為主，且黏土礦物常與有機(jī)質(zhì)伴生形成有機(jī)質(zhì)-黏土礦物復(fù)合體，有機(jī)質(zhì)孔與黏土礦物晶間孔有可能相互連通形成滲流通道，從而增大孔隙連通效率。紋層頁(yè)巖中也常見(jiàn)粒間孔，以片狀喉道的形式存在，能有效提高孔隙連通性。溶蝕孔多發(fā)育在長(zhǎng)石、碳酸鹽等可溶礦物內(nèi)，塊狀硅質(zhì)泥巖及頁(yè)巖中可見(jiàn)長(zhǎng)石顆粒表面發(fā)育形狀不規(guī)則的溶蝕孔隙，掃描電鏡下觀察到的溶蝕孔隙孤立分布，連通性較差。

3.4.2 孔體積與比表面積

通過(guò)壓汞-氮?dú)馕铰?lián)合法獲取研究區(qū)千佛崖組千一段泥頁(yè)巖全孔徑分布特征，并以IUPAC分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)微孔（孔徑小于2 nm）、介孔（孔徑2～50 nm，可進(jìn)一步細(xì)分為2～10 nm細(xì)介孔、10～20 nm中介孔及20～50 nm粗介孔）及大孔（孔徑大于50 nm）展開(kāi)分析。結(jié)果表明，千一段泥頁(yè)巖儲(chǔ)層總孔體積均值12 μL/g，微孔體積均值 3.5 μL/g，介孔體積均值 6.3 μL/g，大孔體積均值2.2 μL/g，比表面積均值7.88 m2/g（各參數(shù)變化范圍見(jiàn)圖8）。與元壩地區(qū)自流井組頁(yè)巖儲(chǔ)層總孔體積（16～25 μL/g）、比表面積（均值 12.11 m2/g）[3]相比，千一段泥頁(yè)巖儲(chǔ)層孔體積較小，比表面積較低，這可能是兩者礦物組成差異所致。自流井組頁(yè)巖碳酸鹽礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高，且碳酸鹽礦物發(fā)育較多溶蝕孔隙；而千一段頁(yè)巖的碳酸鹽礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低，石英及長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，硅質(zhì)礦物的溶蝕孔隙受酸性流體改造的發(fā)育程度遠(yuǎn)低于碳酸鹽礦物。

圖7 千一段④小層氬離子拋光掃描電鏡特征

從比表面積與不同類(lèi)型孔隙體積的相關(guān)性來(lái)看，頁(yè)巖比表面積與微孔體積相關(guān)性最好（R2=0.92），與大孔體積負(fù)相關(guān)，與介孔體積相關(guān)性較弱，說(shuō)明微孔對(duì)比表面積的貢獻(xiàn)優(yōu)于其他2類(lèi)孔隙。進(jìn)一步分析不同TOC區(qū)間的紋層頁(yè)巖發(fā)現(xiàn)：1）TOC≥1.5%的頁(yè)巖樣品，其比表面積與總孔體積、大孔體積、介孔體積及微孔體積均呈良好的正相關(guān)性。這說(shuō)明對(duì)于深水、穩(wěn)定、還原環(huán)境下沉積的中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖而言，儲(chǔ)層比表面積由大孔、介孔及微孔共同貢獻(xiàn)。2）1.0%≤TOC＜1.5%的湖相紋層頁(yè)巖樣品，儲(chǔ)層比表面積與大孔及介孔體積呈一定的負(fù)相關(guān)性，而與微孔體積正相關(guān)，說(shuō)明微孔發(fā)育程度對(duì)該類(lèi)頁(yè)巖的比表面積及氣體吸附能力起決定性作用。

圖8 比表面積與不同類(lèi)型孔體積的關(guān)系

由千一段④小層湖相泥頁(yè)巖孔徑分布結(jié)果可知：1）TOC＜1.5%的泥頁(yè)巖樣品以細(xì)介孔（占比49.57%～65.19%，均值56.66%）為主，微孔（占比16.37%～25.68%，均值21.32%）及大孔（占比7.31%～17.71%，均值11.74%）次之， 孔體積峰值在 1.5～4.0 μL/g；2）TOC≥1.5%的泥頁(yè)巖樣品同樣以細(xì)介孔（占比 37.0%～54.91%，均值49.93%）為主，以大孔（占比15.08%～36.86%，均值20.74%）與微孔（占比16.40%～22.21%，均值18.75%）為次，孔體積峰值 1.5～3.5 μL/g。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，相比TOC＜1.5%的樣品，TOC≥1.5%的樣品表現(xiàn)出大孔發(fā)育比例更高的特點(diǎn)，這是由于高有機(jī)質(zhì)豐度的頁(yè)巖發(fā)育更多密集型、串珠狀分布的大孔型有機(jī)孔隙所致。

3.4.3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

吸附-脫附實(shí)驗(yàn)表明，研究區(qū)千一段④小層頁(yè)巖氮?dú)馕?脫附曲線均有滯回環(huán)產(chǎn)生，滯后回線形成源于開(kāi)放型孔隙發(fā)育，曲線的細(xì)微差異則反映頁(yè)巖孔徑的分布特征。

依據(jù)Broekhoff及IUPAC分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[18]以及千一段④小層紋層頁(yè)巖孔徑分布特征可知，研究區(qū)頁(yè)巖樣品回線形態(tài)類(lèi)似于文獻(xiàn)[18]中C類(lèi)與D類(lèi)的混合型，以及IUPAC分類(lèi)中H2，H3的疊加型，但TOC＜1.5%的頁(yè)巖樣品與TOC≥1.5%的頁(yè)巖樣品在微觀孔隙結(jié)構(gòu)上還存在一定差異。具體表現(xiàn)為：TOC≥1.5%的頁(yè)巖樣品初期凝聚液蒸發(fā)現(xiàn)象主要發(fā)生在有限的開(kāi)放型大孔中，脫附曲線快速掉落后穩(wěn)步下降，表明開(kāi)放型大孔存在且比例較高；而TOC＜1.5%的頁(yè)巖樣品同樣發(fā)生了初期凝聚液蒸發(fā)現(xiàn)象，但脫附曲線掉落迅速，表明開(kāi)放型大孔比例較低，這與2種樣品間的不同孔所占比例吻合（見(jiàn)圖9，圖中虛線為脫附線，實(shí)線為吸附線）；之后，隨著相對(duì)壓力的降低，凝聚蒸發(fā)或多分子層脫附現(xiàn)象主要在介孔中發(fā)生。

圖9 千一段④小層頁(yè)巖氮?dú)馕?脫附曲線

TOC＜1.5%的頁(yè)巖樣品中，凝聚液蒸發(fā)效率相對(duì)較低，以錐形、雙錐形管狀孔為主；TOC≥1.5%的頁(yè)巖樣品以四面開(kāi)放的尖壁孔為主。當(dāng)相對(duì)壓力為0.5左右時(shí)，均可見(jiàn)急劇下降的拐點(diǎn)，表明2種頁(yè)巖樣品都發(fā)育狹長(zhǎng)板狀、墨水瓶形孔隙；當(dāng)相對(duì)壓力小于0.4時(shí)，脫附-吸附曲線基本趨于重合，說(shuō)明孔隙中凝聚、蒸發(fā)壓力相同，此時(shí)以微孔中氣體脫附為主。本區(qū)樣品測(cè)試曲線回線差異性可歸納為：曲線坡度整體較陡，吸附氣量較高，脫附回線在拐點(diǎn)處棱角明顯，可見(jiàn)開(kāi)闊型滯回環(huán)。這表明其孔隙形態(tài)主要為開(kāi)放型管狀孔、錐形孔及四面開(kāi)放的尖壁孔，少量楔狀、狹長(zhǎng)板狀、墨水瓶形孔，TOC高的頁(yè)巖具備更好的孔隙開(kāi)放性與連通性。

3.5 不同巖相儲(chǔ)層發(fā)育主控因素

泥頁(yè)巖儲(chǔ)層物性及微觀孔隙特征受沉積環(huán)境、熱演化歷史及成巖環(huán)境等多種因素影響[15-20]。TOC、全巖礦物組分、干酪根類(lèi)型、熱演化程度等因素均不同程度地控制著孔隙結(jié)構(gòu)的形態(tài)與分布。普光地區(qū)千一段④小層頁(yè)巖微觀孔隙類(lèi)型較多，但有利于氣體富集的孔隙主要為密集發(fā)育的有機(jī)孔隙及黏土礦物晶間孔。微觀孔隙參數(shù)與各礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)性如圖10所示。

從微觀孔隙參數(shù)與TOC的相關(guān)性來(lái)看，頁(yè)巖比表面積、總孔體積、介孔體積及微孔體積與TOC的相關(guān)性呈先下降后上升的趨勢(shì)。這說(shuō)明：在TOC＜1.0%情況下，即使TOC增加，有機(jī)孔隙對(duì)孔隙空間的貢獻(xiàn)也遠(yuǎn)小于無(wú)機(jī)孔隙；在TOC≥1.0%情況下，隨著TOC增加，有機(jī)孔隙對(duì)孔隙空間的貢獻(xiàn)逐漸超過(guò)無(wú)機(jī)孔隙。大孔體積與TOC呈明顯的負(fù)相關(guān)性則說(shuō)明，隨著水體還原程度的加深，即使有串珠狀的大孔有機(jī)孔隙發(fā)育，但以介孔、微孔為主要類(lèi)型的有機(jī)孔隙依然是主要的孔隙空間類(lèi)型。

微觀孔隙參數(shù)與黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性普遍表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢(shì)（拐點(diǎn)在55%附近），說(shuō)明對(duì)于黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%的黏土質(zhì)頁(yè)巖而言，黏土礦物晶間孔并非其主要的孔隙空間。此外，對(duì)比黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)大孔、介孔、微孔體積的影響程度，微孔體積與黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性最弱（R2=0.27），表明黏土礦物晶間孔多以介孔或大孔形式存在。各微觀孔隙參數(shù)與石英、長(zhǎng)石礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間普遍沒(méi)有相關(guān)性，說(shuō)明溶蝕孔或礦物解理縫并非紋層頁(yè)巖的主要孔隙空間?？偟膩?lái)看，研究區(qū)千一段④小層頁(yè)巖儲(chǔ)層有機(jī)孔隙是孔隙空間的重要貢獻(xiàn)者，具有TOC越高、儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)越好的規(guī)律，因此，TOC越高的頁(yè)巖巖相類(lèi)型，越有利于游離氣和吸附氣的富集成藏。

通過(guò)微觀孔隙參數(shù)與孔隙度之間的相關(guān)性分析千一段湖相頁(yè)巖儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律可知：孔隙度與大孔、介孔體積幾乎沒(méi)有相關(guān)性，而與微孔體積正相關(guān)，表明微孔對(duì)孔隙度貢獻(xiàn)最高（見(jiàn)圖11）。

以TOC=1.5%作為閾值進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)：TOC＜1.5%的樣品，其孔隙度與大孔、介孔體積并無(wú)相關(guān)性，但與微孔體積正相關(guān)，說(shuō)明對(duì)于此類(lèi)樣品，微孔提供了絕大部分孔隙；TOC≥1.5%的樣品，其孔隙度與大孔、介孔、微孔體積均呈正相關(guān)，說(shuō)明在此類(lèi)樣品中，大孔、介孔及微孔的發(fā)育程度共同決定了頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙度。

通過(guò)TOC、礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與孔隙度的相關(guān)性分析可知：1）孔隙度與長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)負(fù)相關(guān)，因此認(rèn)為，隨著沉積環(huán)境從半深湖轉(zhuǎn)向深湖環(huán)境，陸源輸入降低，千一段④小層頁(yè)巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層更加發(fā)育，這一規(guī)律可以從TOC與孔隙度的正相關(guān)性反推出來(lái)；2）雖然千一段④小層頁(yè)巖孔隙度與TOC具有一定的正相關(guān)性，但由于湖相沉積中較少發(fā)育硅藻、放射蟲(chóng)等生物，因此認(rèn)為千一段孔隙度與TOC正相關(guān)的原因與海相龍馬溪組不一樣[21-24]，這一點(diǎn)同樣可以通過(guò)石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)與孔隙度之間缺乏相關(guān)性得出；3）對(duì)于TOC較高的紋層頁(yè)巖，存在隨著黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，孔隙度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)（見(jiàn)圖12）。

總的來(lái)看：在利于有機(jī)質(zhì)富集、埋藏的半深水—深水沉積相帶下，適當(dāng)?shù)酿ね恋V物與充足有機(jī)質(zhì)的混合輸入是千一段紋層頁(yè)巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層形成的基礎(chǔ)，有機(jī)質(zhì)豐度的高低是形成優(yōu)質(zhì)微觀孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵；中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖是普光地區(qū)中侏羅統(tǒng)千佛崖組千一段④小層湖相頁(yè)巖氣勘探的關(guān)鍵儲(chǔ)集巖相，其次為含碳黏土質(zhì)頁(yè)巖。

圖10 千一段④小層微觀孔隙參數(shù)與TOC及各類(lèi)礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系

圖11 千一段④小層微觀孔隙參數(shù)與孔隙度的關(guān)系

圖12 千一段④小層有機(jī)質(zhì)、礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與孔隙度的關(guān)系

4 結(jié)論

1）千一段④小層主力巖相為中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖、低碳—含碳?jí)K狀硅質(zhì)泥巖、含碳含介殼硅質(zhì)泥巖與低碳粉砂巖相，其中黏土質(zhì)頁(yè)巖具有有機(jī)質(zhì)豐度高（TOC主峰區(qū)間在1.10%～1.81%）、成熟度高（Ro在1.9%～2.0%）、母質(zhì)來(lái)源優(yōu)質(zhì)（Ⅱ1型）的優(yōu)越生烴條件。

2）中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖普遍發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔、黏土礦物晶間孔，孔體積介于9.5～15.7 μL/g，比表面積介于4.39～10.13 m2/g，孔隙度均值4.54%，多以開(kāi)放型管狀孔、錐形孔及四面開(kāi)放的尖壁孔為主，儲(chǔ)集性能與連通性能較好。

3）還原、穩(wěn)定、母質(zhì)來(lái)源充足的沉積環(huán)境是千一段優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層發(fā)育的基礎(chǔ)，高有機(jī)質(zhì)豐度是影響儲(chǔ)層微觀孔隙連通性的主要因素，因此，中—高碳黏土質(zhì)頁(yè)巖是湖相頁(yè)巖氣勘探的關(guān)鍵巖相。普光地區(qū)中下侏羅統(tǒng)湖相頁(yè)巖氣勘探將來(lái)或應(yīng)首先明確有機(jī)質(zhì)豐度高、母質(zhì)來(lái)源優(yōu)越的泥頁(yè)巖分布規(guī)律及沉積模式。