東濮凹陷古近系頁巖油富集地質(zhì)條件與勘探前景

李 浩， 王保華， 陸建林， 鹿 坤， 王 苗， 周 燕， 趙琳潔

(1.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇無錫 214126；2.中國石化中原油田分公司勘探開發(fā)科學(xué)研究院，河南濮陽 457001)

頁巖油是滯留在富有機(jī)質(zhì)泥頁巖層系中以游離態(tài)、吸附態(tài)等多種方式賦存于泥頁巖微米級或納米級孔隙中或砂巖(或碳酸鹽巖)薄夾層中的液態(tài)烴類，屬于源儲一體或源儲共生(存在短距離運(yùn)移)的非常規(guī)石油[1-4]。中國東部含油氣盆地古近系蘊(yùn)含著豐富的頁巖油資源，根據(jù)“十三五”資源評價(jià)結(jié)果，中國石化東部探區(qū)頁巖油地質(zhì)資源量大于70億t，勘探前景較大。近年來在秦潼凹陷的沙垛1井、東營凹陷樊頁平1井、沾化凹陷義頁平1井等專探井獲得較高產(chǎn)量的頁巖油[5-6]，東濮凹陷頁巖油勘探也取得積極進(jìn)展，針對泥頁巖夾薄砂層型，文88-1HF沙三中亞段3小層初產(chǎn)頁巖油7.1 t/d，純泥頁巖型專探井衛(wèi)383-2HF沙三中亞段3～4小層初產(chǎn)頁巖油13.6 t/d，衛(wèi)68-1HF在沙三中亞段8小層獲頁巖油流3.9 t/d。近期針對鹽間頁巖油部署的文410井也獲得較好的油氣顯示。中國陸相頁巖油勘探以局部發(fā)現(xiàn)為主，未取得連續(xù)性突破，尚未建成頁巖油開發(fā)井網(wǎng)形成規(guī)模產(chǎn)能。相比于北美已實(shí)現(xiàn)商業(yè)開發(fā)的海相頁巖油[7-9]，中國陸相頁巖油主要富集在深湖—半深湖相頁巖中，湖盆構(gòu)造相對欠穩(wěn)定，沉積范圍相對較小[10]，而且沉積相變快[11]，頁巖縱橫向分布相對不連續(xù)，黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高，頁巖可壓性較差[12]。目前對陸相頁巖油富集機(jī)制以及富集主控因素不明確等問題導(dǎo)致中國陸相頁巖油無法獲得預(yù)期勘探效果。筆者以東濮凹陷為例，借助地質(zhì)、地化、盆地模擬等多種技術(shù)手段，結(jié)合北美成功經(jīng)驗(yàn)，對東濮凹陷陸相頁巖油富集地質(zhì)條件與勘探前景進(jìn)行研究，落實(shí)陸相頁巖油富集關(guān)鍵要素，以期為陸相頁巖油下步勘探部署提供參考。

1 試驗(yàn)條件及數(shù)據(jù)

樣品為東濮凹陷濮衛(wèi)、文留地區(qū)沙三段的取芯井的泥頁巖巖心，樣品井點(diǎn)分布見圖1(a)，數(shù)量共計(jì)181塊。配套進(jìn)行的頁巖含油性與可動(dòng)油含量測試分析項(xiàng)目包括常規(guī)熱解、多溫階熱解、熒光薄片鑒定、鏡質(zhì)體反射率Ro，多尺度微觀儲層表征測試分析包括X衍射全巖、氬離子電鏡分析(含氬離子拋光)、普通掃描電鏡、蓋層微孔聯(lián)合測試、煤油法—?dú)怏w法測試孔隙度等測試分析項(xiàng)目。測試分析在中國石化無錫石油地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)中心完成。

2 細(xì)粒沉積巖形成的地質(zhì)背景

2.1 雙斷式斷陷結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定沉降構(gòu)造演化有利于形成廣泛分布的烴源巖

東濮凹陷位于渤海灣盆地南部，屬于典型的富含油氣的中新生代陸相鹽湖斷陷，呈NNE走向，勘探面積為5 300 km2。受燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)影響，形成 “兩洼一隆一陡一斜坡”的構(gòu)造格局[13]。主要發(fā)育東部洼陷(濮衛(wèi)次洼、濮城次洼、前梨園次洼)和西部洼陷(柳屯次洼、海通集次洼)兩大生烴洼陷(圖1(a))。在構(gòu)造演化及沉積相帶上具有明顯的“南北分區(qū)、東西分帶”的特征，是一個(gè)早期箕狀東斷西超、晚期雙斷式凹陷[14]。烴源巖主要形成于沙四上—沙三期的強(qiáng)烈斷陷期(圖1(b))。沙四期為東斷西超的箕狀凹陷，受蘭柳斷層活動(dòng)影響，沉積—沉降中心主體位于前梨園洼陷，其沉降幅度達(dá)到800 m，烴源巖十分發(fā)育。沙三期是東濮凹陷主裂陷期和擴(kuò)張期，箕狀特征開始解體，形成雙斷式半地塹，導(dǎo)致北部沉降中心由前梨園洼陷向西轉(zhuǎn)移至柳屯-海通集洼陷，沙三中亞段劃分為9個(gè)小層，其中沙三中沉積晚期(對應(yīng)沙三中1～4沉積期)中央隆起帶才開始降升，雙斷式斷陷結(jié)構(gòu)使得東濮凹陷北部地區(qū)半深湖—深湖沉積范圍廣，加之強(qiáng)裂斷陷沉降作用，有利于沙三段烴源巖廣泛分布。

2.2 干濕氣候交替與一定水深的咸化湖泊環(huán)境有利于紋層狀泥頁巖形成

氣候主要影響降水量、湖流、水體分層和沉積充填，而且鹽度的變化某種程度上也受到氣候的控制。在構(gòu)造穩(wěn)定的情況下,氣候一般是控制盆地沉積過程的根本因素。不同氣候條件下形成沉積物中的金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)會有所不同，喜濕型金屬元素總豐度與喜干型金屬元素總豐度比值用來表示古氣候指數(shù)“C值”[15-16]。東濮凹陷沙河街組515個(gè)泥巖樣品測試的Sr/Cu 質(zhì)量分?jǐn)?shù)比值多數(shù)大于10，古氣候指數(shù)一般小于0.6，從圖2中可知沙三期地區(qū)干旱與潮濕氣候交替出現(xiàn)，這種干濕氣候交替造成湖平面頻繁變化，使鹽巖與富有機(jī)質(zhì)頁巖互層共生[17](圖1(c))。相對干旱的氣候條件，湖泊水體蒸發(fā)量較大，有利于鹽湖的形成，總體以半咸水—咸水相為主，局部地區(qū)為咸水相。由沙三段泥巖中測定的 B、K 質(zhì)量分?jǐn)?shù)推算出古鹽度為11%～34%。深水咸化湖盆沉積環(huán)境對富有機(jī)質(zhì)頁巖的形成主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面大部分生物不能適應(yīng)這種高鹽度環(huán)境而死亡，導(dǎo)致嗜鹽微生物因缺少天敵而爆發(fā)式生長，為凹陷提供豐富的有機(jī)質(zhì)；另一方面高鹽度湖水氧含量較少， 可使有機(jī)質(zhì)免遭破壞，有利于有機(jī)質(zhì)保存，而且鹽水還會造成水體分層有利于頁巖頁理或紋層的發(fā)育。

圖1 東濮凹陷沙三段構(gòu)造區(qū)劃、地層柱狀圖及地層剖面

圖2 東濮凹陷古近系湖相烴源巖質(zhì)量分?jǐn)?shù)比Sr/Cu與古氣候指數(shù)關(guān)系

3 陸相頁巖油形成的有利地質(zhì)條件

3.1 較高的資源豐度是頁巖油富集的基礎(chǔ)

頁巖油以原位成藏或短距離運(yùn)移聚集為主，較高的資源豐度是頁巖油富集的基礎(chǔ)。東濮凹陷烴源巖主要發(fā)育于凹陷北部的沙三中下亞段，總有機(jī)碳TOC大于0.5%的烴源巖累積厚度為150～700 m，平面上主要分布在深湖—半深湖，圍繞水體濃縮期的鹽湖沉積中心分布，表現(xiàn)出烴源巖環(huán)鹽帶分布，鹽湖中心向邊部到無鹽環(huán)境，優(yōu)質(zhì)烴源巖厚度由薄變厚再變薄變化特征，由上往下由沙三中到沙三下烴源巖品質(zhì)變好。以衛(wèi)79-13井為例，沙三中主要發(fā)育頁巖夾泥質(zhì)灰?guī)r和白云巖， TOC為0.2%～5.1%，中位值為2.6%，OSI(S1/TOC)中位值為85 mg·g-1·Toc，頁巖滯留油含量與游離油含量較高，膏質(zhì)泥巖相對較低(圖3)。統(tǒng)計(jì)220口鉆井的錄井巖性發(fā)現(xiàn)東濮凹陷北部地區(qū)頁巖主要發(fā)育于地層厚度為200～400 m的區(qū)域，靠近沉降中心的深洼區(qū)主要發(fā)育暗色泥巖，富有機(jī)質(zhì)頁巖集中發(fā)育區(qū)并非遠(yuǎn)離物源的沉降中心，而是內(nèi)斜坡和鄰近內(nèi)斜坡的洼陷帶。

圖3 衛(wèi)79-13井沙三中取芯段頁巖油單井評價(jià)

基于TSM盆地模擬頁巖生—排—滯留油—游離油—可動(dòng)油量，沙三中5～9小層有效生油面積(TOC大于1%,Ro>0.6%)約為474 km2，生烴量約為5.58×108t，滯留油量約為3.54×108t，游離油量約為1.45×108t(相當(dāng)于地質(zhì)資源)，可動(dòng)油量約為0.44×108t。

頁巖可動(dòng)油含量通過多溫階熱解(熱釋法)測定[18]，游離油輕質(zhì)組分(S1-1)在現(xiàn)有技術(shù)條件容易動(dòng)用，經(jīng)輕烴損失較正后的S1-1占游離油(S1-1+S1-2)與吸咐油(S2-1)之和的比值表示可動(dòng)系數(shù)。根據(jù)160個(gè)多溫階熱解測試分析數(shù)據(jù)，沙三中下亞段可動(dòng)系數(shù)變化大，主要分布范圍為5%～25%，平均值為9.9%。

平面上沙三中5～9小層可動(dòng)油主要分布在洼陷帶，柳屯洼陷最高，前梨園洼陷和海通集洼陷次之，濮衛(wèi)次洼和衛(wèi)城斜坡帶相對較低。按深度可動(dòng)油資源主要分布在3 500～4 500 m，占比64.9%；按成熟度以中高熟為主，主要分布在0.9%～1.3%，占比52.8%?？傮w上東濮凹陷沙三段中高熟頁巖油具備一定的資源潛力。

3.2 較好的儲滲性是頁巖油富集的關(guān)鍵

有效的孔縫組合決定泥頁巖的儲集性與滲透性， 這是頁巖油富集高產(chǎn)的關(guān)鍵。泥頁巖地層儲滲性主要受控于優(yōu)勢巖相、砂巖或碳酸鹽薄夾層以及微裂隙的發(fā)育程度。

3.2.1 紋層狀泥質(zhì)碳酸鹽巖類與混合巖類是基質(zhì)型頁巖油富集的優(yōu)勢巖相

采用三端元、四組分的分類方案劃分細(xì)粒沉積巖類型。根據(jù)研究區(qū)取芯井全巖礦物X衍射測試分析數(shù)據(jù)，東濮凹陷沙三段主要發(fā)育長英質(zhì)細(xì)粒沉積巖(如泥質(zhì)粉砂巖)、混合細(xì)粒沉積巖與碳酸鹽細(xì)粒沉積巖(圖4)。沙三段巖性總體差異不大，但沙三下亞段相對富“灰”貧“泥”，方解石質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為22%，黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為33%，沙三中亞段方解石質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為14%，黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為41%，二者白云石與石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)相近，其均值約為11%和20%。

圖4 東濮凹陷沙三段細(xì)粒沉積巖類型劃分

綜合巖性、含油性、儲集性、賦存性與可壓性等“五性”關(guān)系確定紋層狀泥質(zhì)碳酸鹽巖類與混合細(xì)粒沉積巖類是頁巖油富集的優(yōu)勢相。其中泥質(zhì)碳酸鹽巖類主要包括泥質(zhì)云巖、泥質(zhì)(云)灰?guī)r，混合巖類主要包括云質(zhì)混合巖、灰質(zhì)混合巖和粉砂質(zhì)混合巖。

紋層的發(fā)育顯著改善細(xì)粒沉積巖含油性與儲集性[19]。含油性看，沙三段紋層狀泥頁巖的OSI(S1/TOC)為2～240 mg·g-1·Toc，平均為61 mg·g-1·Toc，TOC為0.1%～6.3%，平均為1.5%，好于層狀泥頁巖(OSI平均為29 mg·g-1·Toc，TOC平均為0.9%)和塊狀泥巖(OSI平均為47 mg·g-1·Toc，TOC平均為0.6%)。熒光薄片鑒定亦表明紋層狀泥頁巖中有機(jī)質(zhì)數(shù)量明顯多于后者。前者鏡下見有大量有機(jī)質(zhì)呈帶狀平行紋層分布，發(fā)淡黃色光(圖5(a))，后者有機(jī)質(zhì)數(shù)量顯著變少，鏡下有機(jī)質(zhì)主要沿層理呈帶狀、分散狀分布，部分有機(jī)質(zhì)呈分散狀與黏土礦物混雜分布(圖5(b)、(c))。

圖5 東濮凹陷沙三段紋層狀、層狀與塊狀細(xì)粒沉積巖有機(jī)質(zhì)賦存狀態(tài)特征

從物性和孔隙結(jié)構(gòu)看，紋層狀泥頁巖儲滲性優(yōu)于層狀與塊狀泥巖。前者孔隙度平均為14.4%，主要由大孔貢獻(xiàn)，大孔孔容占比高達(dá)70%，而層狀泥頁巖孔隙度平均為8.8%，主要由大孔和介孔貢獻(xiàn)，塊狀泥巖孔隙度平均為5%，主要由介孔貢獻(xiàn)(圖6)。

圖6 東濮凹陷沙三段紋層狀、層狀與塊狀細(xì)粒沉積巖孔隙分布統(tǒng)計(jì)

基于“原型控源，沉積控相”預(yù)測頁巖油優(yōu)勢巖相展布。沙三期，東濮凹陷為雙斷式的咸化湖盆，表現(xiàn)出沉積作用與化學(xué)作用的混積成因，優(yōu)勢巖相相控特征明顯。平面上表現(xiàn)出二源混積，分帶分布特征，巖相帶呈(半)環(huán)帶分布的鹽湖沉積模式[20]。北部高鹽區(qū)湖中心向岸內(nèi)源化學(xué)沉積與陸源碎屑混積過渡巖性，依次發(fā)育鹽巖韻律—膏質(zhì)泥巖—碳酸鹽巖—混合巖—黏土巖—粉砂質(zhì)及粉砂巖的沉積序列，鹽發(fā)育區(qū)以紋層狀細(xì)粒沉積巖為主，優(yōu)勢巖相主要分布在鄰近膏質(zhì)泥巖相的碳酸鹽巖與混合巖環(huán)帶(圖7)。

圖7 東濮凹陷鹽湖沉積相模式

3.2.2 非泥頁巖薄夾層的發(fā)育對頁巖油產(chǎn)出是有利因素

烴源層系中若無切穿斷層溝通砂體，砂巖或碳酸鹽巖薄夾層的發(fā)育對頁巖油產(chǎn)出是有利因素。根據(jù)勝利油田研究院滲流物理模擬試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)砂巖與頁巖滲透率比為10時(shí)，60%以上的油通過砂層產(chǎn)出，當(dāng)砂泥滲透率比為100時(shí)，幾乎所有的油都通過砂層產(chǎn)出。目前中國已發(fā)現(xiàn)的陸相頁巖油流井多產(chǎn)自砂巖夾層中[21]，凸顯砂巖薄夾層的發(fā)育程度對頁巖油富集的重要性。東濮凹陷沙三期，水體高頻振蕩，深湖—半深湖薄層砂體十分發(fā)育，單砂層厚度多小于3 m，為頁巖油富集提供有利的滲流通道與儲集場所。通過構(gòu)建夾層指數(shù)STI[3]，評價(jià)砂巖與碳酸鹽巖厚度占地層占比在0～30%范圍內(nèi)的薄夾層發(fā)育程度。以沙三中5-9小層為例，夾層指數(shù)主要分布范圍為0.2～0.7，由湖盆中心(濮深18井和衛(wèi)48井附近)向湖岸依次增大，呈環(huán)帶狀分布，內(nèi)斜坡帶STI值一般分布在0.4～0.7，該區(qū)域主要形成夾層型頁巖油(圖8)

圖8 東濮凹陷沙三中亞段5～9小層夾層指數(shù)

3.2.3 微裂隙的發(fā)育程度影響頁巖油富集

頁巖油儲層中的烴類流體存在著多種賦存形式，結(jié)合場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡、掃描電鏡(含氬離子拋光)和X射線能譜分析證實(shí)濮衛(wèi)地區(qū)與文留地區(qū)沙三段頁巖油儲層中存在油氣顯示，頁巖油主要以游離態(tài)賦存于大孔和裂縫中，呈薄膜狀、浸染狀黏附于礦物顆粒表面，并在裂縫周圍富集，頁巖油主要賦存在粒間孔、晶間孔、溶蝕孔和連通裂縫中(圖9)。能譜顯示方解石晶間溶孔中賦存的液態(tài)烴碳元素質(zhì)量和原子占比分別為65%和80%，氧和鈣的原子占比分別為13%和7%，排除無機(jī)碳的可能。微裂隙溝通大量無機(jī)孔與有機(jī)質(zhì)孔形成有效的孔縫組合，是頁巖油發(fā)生短距離運(yùn)移的最重要的滲流通道。微裂隙的大量發(fā)育有利形成較高的頁巖油初始產(chǎn)量。北美三大主要頁巖油產(chǎn)區(qū)，如Bakken頁巖、Barnett頁巖與Eagle Ford頁巖都存在集群性微裂縫[22]，宏觀裂縫的大量發(fā)育容易使頁巖油散失到烴源層系外，不利于頁巖油富集，因此大斷裂附近不易形成頁巖油藏。

圖9 東濮凹陷沙三段頁巖油鏡下賦存特征

3.3 中高成熟度頁巖油流動(dòng)性好是高產(chǎn)的保障

成熟度是頁巖油流動(dòng)性的關(guān)鍵因素之一，巖石中有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生油窗后，隨著熱演化程度的增加，干酪根有機(jī)質(zhì)大分子不斷發(fā)生化學(xué)鍵斷裂，從而導(dǎo)致分子量不斷減小，對應(yīng)所生成原油的物性也從從高黏度、高密度的重質(zhì)油逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈宛ざ?、低密度的輕質(zhì)油，進(jìn)而改善頁巖油流動(dòng)性。東濮凹陷沙三段有機(jī)質(zhì)以Ⅰ型、Ⅱ型為主， 成熟度一般處在中高演化階段，對應(yīng)深度范圍為3 350～4 400 m(圖10)。通過氣油比、地層溫度、原油密度計(jì)算得到的原油黏度等值線圖大致反映頁巖油流動(dòng)性分布。原油低黏度區(qū)(小于10 mPa·s)一般分布在洼陷帶，如柳屯、海通集和前梨園等洼陷帶以及濮衛(wèi)次洼北部的古云集地區(qū)，濮衛(wèi)次洼南部和文留斜坡帶處于中高黏度區(qū)(10～50 mPa·s)，總體上東濮凹陷洼陷帶和內(nèi)斜坡帶沙三段中、下亞段的頁巖油流動(dòng)性較好(圖11)。

圖10 渤海灣盆地東濮凹陷沙三段頁巖含油性與可動(dòng)性相關(guān)參數(shù)與埋深關(guān)系

圖11 東濮凹陷沙三中亞段5～9小層地層條件下頁巖油黏度

3.4 膏泥巖形成的頂?shù)装迮c超壓帶的廣泛分布有利于頁巖油富集與保存

東濮凹陷北部地區(qū)沙三段主要發(fā)育3套鹽巖[23]，由上至下包括沙三上亞段—沙三中上亞段(文9鹽，也稱衛(wèi)城上鹽)、沙三中下亞段(也稱衛(wèi)城下鹽)、沙三下亞段—沙四亞段(也稱文23鹽)，平面上以文留、衛(wèi)城地區(qū)為厚度中心，膏鹽層累積厚度可達(dá) 950 m，在膏鹽分布區(qū)發(fā)育厚層膏鹽夾泥質(zhì)細(xì)粒沉積巖類，形成鹽間型頁巖油。東濮凹陷鹽成因?yàn)椤吧钏梢颉盵24-25]，這類型頁巖油一般發(fā)育于半深湖—深湖，泥頁巖以中高成熟度為主，油藏表現(xiàn)出超壓、高氣油比特征。以文古4井例， 儲集層巖性以泥頁巖夾薄層粉砂巖為主，TOC為0.6%～6.0%，S1為0.31～10.59 mg，Ro為0.9%～1.0%，壓力系數(shù)為1.7～2.0，儲集層厚度為50 m，上鹽厚度為200～300 m，下鹽厚度為90～110 m，上下厚層膏鹽作為頁巖油富集的頂?shù)装?，?gòu)成鹽間高壓封閉的頁巖油封存體系。該井控制放噴，4 h累積放出原油80 m3。針對鹽間頁巖油，近期文古4構(gòu)造部署的文410井目的層泥頁巖發(fā)育段油氣顯示較好。

異常壓力對頁巖油富集起到超壓封存箱和運(yùn)移動(dòng)力作用，尤其是夾層型或裂縫型頁巖油富集高產(chǎn)一定要發(fā)生運(yùn)移。由于微納米級孔喉的毛細(xì)管力大，致密儲集層中浮力作用受限，壓差是夾層型或裂縫型頁巖油非原位短距離運(yùn)聚的主要?jiǎng)恿?。濮衛(wèi)次洼南部地區(qū)沙三段存在源內(nèi)頁巖油運(yùn)移證據(jù)：一是衛(wèi)69井沙三中4小層的云質(zhì)頁巖的全巖鏡質(zhì)組鏡下顯示發(fā)褐色熒光(圖12)，其鄰井衛(wèi)70井相同層位 3 265.6 m深度的泥質(zhì)云巖Ro為0.78%，表明衛(wèi)69井沙三中4井段烴源巖已成熟，成熟烴源巖的鏡質(zhì)組鏡下發(fā)褐色熒光，表明存在外來原油注入；二是在S1與TOC的交繪圖版上數(shù)據(jù)點(diǎn)偏離直線，表明存在油氣運(yùn)移。東濮凹陷沙三中下亞段超壓廣泛分布，暗色泥頁巖發(fā)育區(qū)壓力系數(shù)主要分布范圍為1.2～1.7。

圖12 衛(wèi)69井泥質(zhì)云巖全巖鏡質(zhì)組鏡下特征

3.5 可壓性是頁巖油可采性基礎(chǔ)

脆性較大的巖石易壓裂。Barnett頁巖獲得較高頁巖油產(chǎn)量的重要原因之一是該頁巖脆性大而易被壓裂從而提高其滲透率。通常脆性較好的頁巖儲層中石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%，黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30%。與中國陸相咸化湖盆烴源層系類似，東濮凹陷濮衛(wèi)和文留地區(qū)沙三段泥頁巖富含碳酸鹽巖，相對貧硅質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中沙三下亞段泥頁巖脆性略好于沙三中亞段，沙三下亞段脆性礦物以碳酸鹽礦物為主(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為33%)，石英次之(約為21%)，塑性黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(約為34%)，不利于人工壓裂。

4 東濮凹陷沙三段頁巖油勘探前景

東濮凹陷沙三段存在多種類型頁巖油，包括純泥頁巖型、泥頁巖夾砂巖或碳酸鹽巖夾層型(泥地比大于60%，夾層厚度一般小于5 m)、鹽間高溫高壓致密型(厚層膏鹽夾超低滲的泥質(zhì)細(xì)粒沉積巖)等?？傮w上北部洼陷帶及內(nèi)斜坡帶頁巖油富集條件好，上述3種頁巖油富集類型均存在。濮衛(wèi)、柳屯、海通集等洼陷帶以及文東內(nèi)斜坡帶沙三中下亞段以中高熟頁巖為主，紋層狀碳酸鹽巖及混合細(xì)粒沉積巖等優(yōu)勢巖相較發(fā)育，且沿NNE走向該區(qū)域地應(yīng)力較集中，存在集群性構(gòu)造微裂縫的可能，頁巖油富集的儲滲條件較好，該區(qū)域面積約為200 km2,可動(dòng)油平均豐度為20×104t/km2，技術(shù)可采資源約為4 000×104t。北美海相頁巖富硅貧泥，盆地類型且以克拉通盆地和前陸盆地為主，構(gòu)造穩(wěn)定，可壓性與保存條件優(yōu)于東濮凹陷沙三中下亞段。研究區(qū)在資源豐度、儲滲性、流動(dòng)性等方面并不差于北美三大頁巖油產(chǎn)區(qū)，因此東濮凹陷沙三中下亞段頁巖油仍然具有較大的勘探潛力，有望成為中原油田增儲上產(chǎn)重要的石油接替領(lǐng)域。

5 結(jié) 論

(1)頁巖油資源豐度、泥頁巖儲滲性、流動(dòng)性、可壓性、頂?shù)装迨顷懴囗搸r油富集的關(guān)鍵要素，其中較高的資源豐度是頁巖油富集基礎(chǔ)，紋層或非泥巖薄夾層或集群性微裂隙的發(fā)育程度決定泥頁巖地層儲滲性，中高演化程度控制頁巖油流動(dòng)性，高脆性礦物(尤其是石英)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、低黏土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的泥頁巖容易壓裂。

(2)文東內(nèi)斜坡帶、濮衛(wèi)次洼、柳屯洼陷以及海通集洼陷沙三段頁巖油以中高熟為主，可動(dòng)油資源豐度較高，而且紋層狀碳酸鹽巖及混合細(xì)粒沉積巖等優(yōu)勢巖相較發(fā)育，且沿NNE走向該區(qū)域地應(yīng)力較集中，存在集群性構(gòu)造微裂縫的可能，膏泥巖形成的頂?shù)装迮c超壓帶廣泛分布，陸相頁巖油富集的資源條件、儲滲條件、流動(dòng)條件均較好，勘探潛力較大。