咸化斷陷湖盆典型頁(yè)巖剖面地質(zhì)特征
——以東營(yíng)凹陷為例

王永詩(shī)，唐 東

（中國(guó)石化勝利油田分公司，山東東營(yíng)257000；中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，山東東營(yíng)257015）

中國(guó)陸相盆地富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育層系多、分布范圍廣，蘊(yùn)含大規(guī)模的頁(yè)巖油資源潛力，盡快實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油規(guī)?？碧介_(kāi)發(fā)對(duì)保障國(guó)家石油安全具有重大戰(zhàn)略意義[1-8]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)石油公司通過(guò)加大頁(yè)巖油基礎(chǔ)地質(zhì)研究與風(fēng)險(xiǎn)勘探力度，在渤海灣盆地古近系、蘇北盆地古近系、四川盆地侏羅系、松遼盆地白堊系、鄂爾多斯盆地三疊系、準(zhǔn)噶爾盆地二疊系取得一系列實(shí)質(zhì)性進(jìn)展和重大突破[9-16]，展現(xiàn)了中國(guó)陸相頁(yè)巖油良好的勘探開(kāi)發(fā)前景。

烴源巖發(fā)育環(huán)境奠定了頁(yè)巖油形成的地質(zhì)基礎(chǔ)[8]。二疊紀(jì)以來(lái)中國(guó)發(fā)育的淡水、咸水湖盆均可形成優(yōu)質(zhì)烴源巖[1]。不同環(huán)境下形成的烴源巖差異極大，與淡水湖盆相比，咸水湖盆具有陸源碎屑與內(nèi)源碳酸鹽混積成因特點(diǎn)，沉積作用更復(fù)雜，巖相類(lèi)型更為多樣。

東營(yíng)凹陷作為中國(guó)東部咸化斷陷湖盆典型代表，其古近系沙四上、沙三下亞段烴源巖在20世紀(jì)70年代就有頁(yè)巖油（當(dāng)時(shí)稱(chēng)為泥巖裂縫油藏）發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)出，但一直未作為主要目標(biāo)進(jìn)行勘探。2011年以來(lái)勝利油田開(kāi)始針對(duì)頁(yè)巖油勘探理論技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，結(jié)合眾多學(xué)者在咸化環(huán)境富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的形成與分布，地球化學(xué)特征及成烴潛力，細(xì)粒沉積層序地層劃分與巖相發(fā)育特征等各方面研究認(rèn)識(shí)[17-30]，經(jīng)過(guò)10年攻關(guān)，終于實(shí)現(xiàn)從理論研究到礦場(chǎng)實(shí)踐的戰(zhàn)略性突破。2020年底在東營(yíng)凹陷針對(duì)沙四上亞段富碳酸鹽基質(zhì)型頁(yè)巖油目標(biāo)實(shí)施的Fyp1井實(shí)鉆水平段長(zhǎng)度1 716 m，對(duì)1 706 m水平段分30 段壓裂，用8 mm油嘴放噴，10 d 見(jiàn)油，峰值日產(chǎn)油200.89 m3，地面原油密度0.85 g/cm3，黏度7.67 mPa·s（50 ℃），截至2021年底3 mm 油嘴投產(chǎn)1年累產(chǎn)油1.43×104t，上報(bào)Fyp1區(qū)塊預(yù)測(cè)石油地質(zhì)儲(chǔ)量3.85×108t，開(kāi)創(chuàng)了濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系頁(yè)巖油規(guī)模增儲(chǔ)新局面。

結(jié)合新一輪勘探實(shí)踐，綜合運(yùn)用礦物學(xué)、沉積學(xué)、層序地層學(xué)等研究方法，總結(jié)認(rèn)識(shí)咸化湖盆典型頁(yè)巖剖面地質(zhì)特征，對(duì)頁(yè)巖油展開(kāi)評(píng)價(jià)以及勘探目標(biāo)優(yōu)選具有重要的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

東營(yíng)凹陷位于渤海之濱、黃河三角洲地帶，構(gòu)造從屬于渤海灣盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷，其古近系為北斷南超的箕狀斷陷，由博興、牛莊、利津、民豐等多個(gè)洼陷組成（圖1）。自中生代以后東營(yíng)湖盆開(kāi)始斷陷擴(kuò)張，湖盆面積與水體深度在斷陷加速期（古近紀(jì)沙河街期沙四晚期）和斷陷鼎盛期（沙河街期沙三早期）達(dá)到最大，氣候由干旱向潮濕轉(zhuǎn)化，湖盆水體為咸化—半咸化環(huán)境，發(fā)育了大套富灰質(zhì)頁(yè)巖。

圖1 東營(yíng)凹陷頁(yè)巖油井位分布Fig.1 Distribution of shale oil wells in Dongying Sag

位于湖盆中心地帶的3 口系統(tǒng)取心井Fy1、Ny1、Ly1 與專(zhuān)探水平井Fyp1，總計(jì)取心812.8 m，其中Fy1井完整獲取了沙四上—沙三下亞段泥頁(yè)巖剖面巖心，具有咸化湖盆富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的典型性和代表性（圖1、表1）。

表1 東營(yíng)凹陷頁(yè)巖油井取心數(shù)據(jù)Table 1 Coring data of Shale oil wells in Dongying Sag

2 典型剖面地質(zhì)解析

2.1 地層宏觀特征

東營(yíng)凹陷沙四上亞段下部（俗稱(chēng)純下）以濱淺湖相沉積為主，發(fā)育大面積分布的灘壩砂巖。上部（俗稱(chēng)純上）為咸化半深湖—深湖相沉積，地層厚度介于100～300 m，錄井巖性以灰褐色鈣質(zhì)油頁(yè)巖、油泥巖為主夾泥灰?guī)r、白云巖等，局部地區(qū)發(fā)育藻礁灰?guī)r。

沙三下亞段烴源巖為一套咸水—半咸水湖相沉積，巖性主要為深湖相暗色泥巖與灰褐色油頁(yè)巖的不等厚互層，夾少量灰?guī)r或濁積砂巖，地層厚度介于150～300 m。該套烴源巖沉積時(shí)期，東營(yíng)凹陷進(jìn)入斷陷鼎盛期，湖廣水深，平面展布范圍最大。

目前國(guó)際上運(yùn)用高精度層序地層預(yù)測(cè)優(yōu)質(zhì)泥頁(yè)巖已成為熱點(diǎn)之一，姜在興等[19]提出由于陸相湖盆中心地帶烴源巖層系連續(xù)沉積，缺乏暴露侵蝕不整合現(xiàn)象，“看似均質(zhì)性”的特征使其對(duì)層序變化的響應(yīng)并不明顯，因而層序界面識(shí)別與層序劃分成為了難題。

2.1.1 層序界面識(shí)別

SCHALAGER 與GOLDHAMMER 用“淹沒(méi)不整合”表達(dá)由于環(huán)境突然變深而沉積物供應(yīng)不上所產(chǎn)生的時(shí)間滯后效應(yīng)而形成的間斷[20-21]。該型界面形成于海平面下降速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沉降速率的的情況下，缺乏低位體系域和暴露侵蝕。目前多數(shù)研究者認(rèn)為淹沒(méi)不整合界面是洪泛面，也是層序界面[22-23]。

斷陷湖盆的層序構(gòu)型主要受邊界斷層的活動(dòng)所控制，東營(yíng)凹陷沙四上—沙三下亞段富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育在盆地構(gòu)造沉降突然加劇、湖平面驟然上升、可容納空間急速擴(kuò)張的沉積背景之下，符合淹沒(méi)型層序特征。因此其標(biāo)示層界面可用淹沒(méi)型層序界面來(lái)解釋?zhuān)ǔ跏佳蜎](méi)不整合界面（沙四上烴源巖底界面，地震標(biāo)志層T7）、最大淹沒(méi)不整合界面（沙三下烴源巖底界面，地震標(biāo)志層T6）以及淹沒(méi)后不整合界面（沙三下烴源巖頂界面，地震標(biāo)志層T6s）（圖2）。

地震反射響應(yīng)特征：初始淹沒(méi)不整合界面（T7）在地震剖面上表現(xiàn)為一強(qiáng)振幅中頻非常連續(xù)的反射軸，全區(qū)可追蹤對(duì)比（圖2）。界面之上為強(qiáng)振幅高連續(xù)的平行—亞平行結(jié)構(gòu)，在凹陷邊緣常見(jiàn)沙四純上內(nèi)部4 組高電阻率地層（RP1、RP2、RP3、RP4）逐次上超尖滅反射結(jié)構(gòu)（圖2）。界面之下為常見(jiàn)弱振幅中等連續(xù)的平行—亞平行反射，在沙四純下灘壩砂體發(fā)育的地區(qū)見(jiàn)較平緩的疊瓦狀結(jié)構(gòu)；在斜坡碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)多為弱振幅低頻平行—亞平行反射結(jié)構(gòu)（圖2）。

最大淹沒(méi)不整合界面（T6）在地震剖面上表現(xiàn)為中頻強(qiáng)反射連續(xù)性極好的界面，界面之上地層分布范圍比之下明顯擴(kuò)展，也代表最大的湖泛面。在靠近斜坡高地隆起帶界面之上見(jiàn)顯著的上超現(xiàn)象（圖2）。

淹沒(méi)后不整合界面（T6s）在地震剖面上也表現(xiàn)為中頻強(qiáng)反射連續(xù)性較好的界面，靠近水下高地或斜坡隆起地帶可見(jiàn)明顯的上超現(xiàn)象（圖2）。

圖2 淹沒(méi)不整合界面地震反射特征Fig.2 Seismic reflection characteristics of submerged unconformity interface

地層沉積響應(yīng)特征：在凹陷斜坡帶T7 界面之下大面積分布的沙四上純下灘壩砂體被T7界面之上的沙四純上油頁(yè)巖覆蓋，反應(yīng)水體突然加深的“淹沒(méi)”特征。在水下高地，平方王油田沙四純上礁灰?guī)r被T6界面之上的沙三下油頁(yè)巖覆蓋“淹沒(méi)”而停止發(fā)育，與海相碳酸鹽巖臺(tái)地—生物礁淹沒(méi)不整合相似[22]。

2.1.2 層序地層劃分

利用T7、T6、T6s 這3 個(gè)界面將沙四純上—沙三下頁(yè)巖層序劃分為2個(gè)三級(jí)層序，即沙四純上層序和沙三下層序，分別命名為Sq1、Sq2（圖3）。再根據(jù)系統(tǒng)取心井巖心特征、敏感性測(cè)井曲線（GR 曲線等）結(jié)構(gòu)變化，結(jié)合代表古水深的微量元素比值（Fe/Co）所反映的2 期湖盆水進(jìn)水退旋回，將2 個(gè)三級(jí)層序各自劃分出湖擴(kuò)體系域（EST）和高位體系域（HST），并進(jìn)一步以湖平面震蕩升降變化確定五級(jí)（準(zhǔn)層序組）和六級(jí)（準(zhǔn)層序）高頻層序界面，從而建立了東營(yíng)凹陷沙四上—沙三下頁(yè)巖地層高分辨率層序格架標(biāo)準(zhǔn)剖面（圖3）。

Sq1 對(duì)應(yīng)沙四純上亞段，介于T7 界面與T6 界面之間，為幕式構(gòu)造運(yùn)動(dòng)下的加速沉降期層序。該三級(jí)層序發(fā)育湖擴(kuò)體系域（EST）和高位體系域（HST），其中湖擴(kuò)體系域（EST）可劃分2 個(gè)準(zhǔn)層序組（P1ss1、P1ss2），分別對(duì)應(yīng)純上3 層組和純上2 層組中下部。高位體系域（HST）也可劃分2 個(gè)準(zhǔn)層序組（P1ss3、P1ss4），分別對(duì)應(yīng)純上2 層組上部和純上1 層組。凹陷內(nèi)4 個(gè)準(zhǔn)層序組厚度介于40～60 m，P1ss1、P1ss2為退積疊加樣式，P1ss3 為加積、P1ss4 為進(jìn)積疊加樣式。電性特征總體表現(xiàn)為低伽馬（GR）、高電阻（RD），反映高碳酸鹽含量（Fy1 井平均54.87 %）、高有機(jī)質(zhì)豐度（Fy1井平均2.1%）（圖3）。

Sq2 對(duì)應(yīng)沙三下亞段，介于T6 與T6s 之間，為東營(yíng)湖盆水體最深階段，屬于最大加速沉降期層序。該三級(jí)層序可劃分4 個(gè)準(zhǔn)層序組，其中湖擴(kuò)體系域（EST）包含2 個(gè)準(zhǔn)層序組（P2ss1、P2ss2），對(duì)應(yīng)沙三下4 層組和3 層組；高位體系域（HST）2 個(gè)準(zhǔn)層序組（P2ss3、P2ss4）分別對(duì)應(yīng)沙三下2 層組和沙三下1 層組。4個(gè)準(zhǔn)層序組自下而上由退積式向加積式演進(jìn)，厚度一般介于30～70 m。電性特征總體表現(xiàn)為中伽馬（GR）、高電阻（RD），反映中碳酸鹽含量（Fy1 井平均47.71%）、高有機(jī)質(zhì)豐度（Fy1井平均2.8%）（圖3）。

圖3 東營(yíng)凹陷Fy1井層序地層劃分Fig.3 Sequence stratigraphy division of Well-FY1 in Dongying Sag

2.2 泥頁(yè)巖微觀特征

2.2.1 Fyp1井巖心剖面特征

Fyp1 井是勝利油田第一口專(zhuān)探頁(yè)巖油累產(chǎn)過(guò)萬(wàn)噸的突破井，該井位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷博興洼陷，勘探目標(biāo)聚焦地質(zhì)、工程“雙甜點(diǎn)”，首選沙四純上層序湖擴(kuò)體系域富灰質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育段進(jìn)行探索。Fyp1井為了準(zhǔn)確入靶，在導(dǎo)眼段設(shè)計(jì)取心24 m，實(shí)際取心進(jìn)尺24.3 m，心長(zhǎng)23.9 m，收獲率98.35 %。取心深度：3 450～3 474.3 m，層位沙四純上2 層組（準(zhǔn)層序組P1ss2）（圖4）。

圖4上為測(cè)井分析柱狀圖，第2列GR曲線及第4列AC、GR 曲線重疊反映碳酸鹽礦物含量（綠色充填部分為高灰質(zhì)段），第3列AC、RD 重疊反映烴源巖品質(zhì)（黃色充填部分反映富有機(jī)質(zhì)）。

圖4下為取心段巖心照片，由圖可見(jiàn)巖心顏色整體以深灰色為主，仔細(xì)觀察，具有顏色深淺變化交替的兩種巖性段：一種是灰色巖性段，內(nèi)部可見(jiàn)明—暗相間條紋；另一種是灰黑色巖性段，質(zhì)地比較均勻，肉眼觀察內(nèi)部無(wú)明顯條紋顯示。

圖4 東營(yíng)凹陷Fyp1井測(cè)井、巖心分析Fig.4 Logging analysis and core analysis of Well-Fyp1 in Dongying Sag

XRD全巖礦物分析和薄片鑒定表明，灰色巖性段以富含碳酸鹽（方解石為主）為特征，含量50～90%，平均達(dá)70%；黏土礦物6%～30%，平均15%，泥級(jí)長(zhǎng)英質(zhì)碎屑礦物含量6%～36%，平均15%。僅從礦物組分來(lái)看，很容易把這類(lèi)巖相當(dāng)成灰?guī)r，但從巖心及鏡下薄片觀察，其呈現(xiàn)出碳酸鹽紋層與黏土質(zhì)紋層的頻繁互層，頁(yè)理非常發(fā)育，是典型的頁(yè)巖特征。

圖5①為Fyp1 井入靶層巖位置，鏡下觀察，紋層厚度一般0.01～0.5 mm，呈平直狀，紋層密度可達(dá)每毫米2～20 條。這種碳酸鹽紋層與富有機(jī)質(zhì)黏土紋層的頻繁互層，受季節(jié)性氣候變化、水體環(huán)境以及陸源注入等綜合控制。夏季藻類(lèi)生物勃發(fā)誘導(dǎo)碳酸鹽沉淀，而冬季浮游生物大量死亡則形成富有機(jī)質(zhì)黏土紋層。若陸源注入量增加，則形成富有機(jī)質(zhì)黏土紋層—碎屑紋層—碳酸鹽紋層三層式結(jié)構(gòu)（圖6）。安靜水體沉積了連續(xù)—平直的密集紋層，而受底流改造的微弱水動(dòng)力環(huán)境則呈現(xiàn)斷續(xù)—透鏡狀、波狀紋層。整體來(lái)看，F(xiàn)yp1 井取心段富灰質(zhì)頁(yè)巖相的比例達(dá)到了70%。

圖5 東營(yíng)凹陷Fyp1井巖心與鏡下薄片F(xiàn)ig.5 Core samples and their microscopic thin section of Well-Fyp1 in Dongying sag

圖6 富灰質(zhì)頁(yè)巖三層式紋層結(jié)構(gòu)（Ny1，3 420.9 m）Fig.6 Three-layered laminated structure of calcareous shale（Ny1，3 420.9 m）

灰質(zhì)紋層的碳酸鹽結(jié)構(gòu)主要以泥晶和亮晶兩種形式呈現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)表明，東營(yíng)凹陷泥頁(yè)巖中碳酸鹽結(jié)晶特征以泥晶結(jié)構(gòu)為主，泥晶結(jié)構(gòu)者占碳酸鹽巖樣品總數(shù)的86%。亮晶結(jié)構(gòu)以微、細(xì)晶結(jié)構(gòu)為主，粗晶結(jié)構(gòu)較少。微、細(xì)晶結(jié)構(gòu)多集中分布在準(zhǔn)層序組P1ss1、P1ss2（相當(dāng)于Es4cs2、Es4cs3 層組），粗晶結(jié)構(gòu)在準(zhǔn)層序組P2ss2（相當(dāng)于Es3x3層組）有少量發(fā)育。

灰黑色巖性段（圖5②），XRD全巖和薄片分析均表明其以富泥質(zhì)為特征，黏土礦物14%～45%，平均30 %；泥級(jí)長(zhǎng)英質(zhì)碎屑礦物含量5 %～44 %，平均34 %；碳酸鹽含量可達(dá)27 %～47 %，平均36 %。雖然含有30%左右的碳酸鹽礦物，但沒(méi)有聚集成層，而是分散分布與長(zhǎng)英質(zhì)、黏土、有機(jī)質(zhì)等相混合，因此不顯紋層。而通過(guò)鏡下薄片觀察，可見(jiàn)密集紋層，比灰色巖相段碳酸鹽紋層厚度更薄，紋層密度能達(dá)到每毫米20～50條，其成分均是黏土質(zhì)、長(zhǎng)英質(zhì)及碳酸鹽礦物的混合質(zhì)紋層，垂向上沒(méi)有礦物組分的截然變化，因而呈現(xiàn)了較均一的灰黑色。這說(shuō)明，肉眼觀察所定的層狀或塊狀構(gòu)造，實(shí)為紋層狀構(gòu)造。整體上，灰黑色巖性段占據(jù)整個(gè)巖心段的30%。該類(lèi)巖相，三端元礦物（碳酸鹽、長(zhǎng)英質(zhì)和黏土礦物）含量均小于50%，表現(xiàn)為混積特點(diǎn)，在野外和礦場(chǎng)一般都叫做灰質(zhì)泥巖，結(jié)合薄片分析，可定名為灰質(zhì)頁(yè)巖。

垂向上巖相呈現(xiàn)有序疊加，一個(gè)巖相旋回從似層狀（實(shí)為更細(xì)紋層）富泥質(zhì)頁(yè)巖—透鏡紋層、波狀紋層富灰質(zhì)頁(yè)巖—較平直紋層狀富灰質(zhì)頁(yè)巖，厚度一般0.5～1 m。這種規(guī)律性特征反映了季節(jié)性氣候變化咸化環(huán)境頁(yè)巖沉積相序的控制作用，雨季較充足的水體注入與陸源供給，湖水淡化形成富黏土質(zhì)頁(yè)巖—旱季陸源供給不足，湖水咸化形成富灰質(zhì)頁(yè)巖。

2.2.2 Fy1井巖心剖面特征

Fy1井位于Fyp1井北東方位，距離7.9 km。該井系統(tǒng)錄取了沙四上—沙三下烴源巖巖心，其剖面包含了Fyp1 井取心段，在東營(yíng)凹陷最具典型性和代表性。

從剖面上看，各準(zhǔn)層序組碳酸鹽礦物含量明顯高于陸源碎屑（長(zhǎng)英質(zhì)和黏土礦物），反映咸化環(huán)境沉積特點(diǎn)；白云石含量在沙三下層序變化不大，在沙四上層序下部明顯增加；沙三下層序碳酸鹽含量在垂向上逐漸降低，黏土礦物含量逐漸增加，陸源碎屑含量均值大于50%，反映隨陸源碎屑注入量增加，水體鹽度降低趨勢(shì)；沙四上層序碳酸鹽含量總體較高，均值大于50%，僅在層序中部晚期湖擴(kuò)體系域P1ss2碳酸鹽含量小于50%（表2）。

表2 東營(yíng)凹陷Fy1井-礦物成分平均含量Table 2 Average mineral composition content of Well-Fy1 from Upper Es4 to Lower Es3 Sequences in Dongying Sag

表2 東營(yíng)凹陷Fy1井-礦物成分平均含量Table 2 Average mineral composition content of Well-Fy1 from Upper Es4 to Lower Es3 Sequences in Dongying Sag

準(zhǔn)層序組P2ss4 P2ss3 P2ss2 P2ss1 P1ss4 P1ss3 P1ss2 P1ss1數(shù)量(個(gè))214 308 159 96 166 156 256 162黏土礦物（%）31 24 21 15 13 19 18 14石英（%）21 25 24 24 26 29 24 18鉀長(zhǎng)石（%）斜長(zhǎng)石（%）白云石（%）菱鐵礦（%）硬石膏（%）黃鐵礦（%）00000000 33433336方解石（%）34 36 41 49 49 37 36 34 6887781 4 25 21000120碳酸鹽（%）42 45 49 56 56 46 52 57 11000000 33422333

1）Sq1沙四純上層序

該層序形成于湖盆加速沉降期，受邊界斷層活動(dòng)控制，水深突然增大，巖相類(lèi)型自下而上發(fā)生有序的變化，剖面上由含有機(jī)質(zhì)塊狀白云巖相迅速過(guò)渡為富有機(jī)質(zhì)層狀—紋層狀泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相，并逐步演變成富有機(jī)質(zhì)紋層狀泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相與層狀泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相組合。巖心顏色整體較深，以深灰色為主，夾有大量淺色灰質(zhì)紋層，局部可見(jiàn)微細(xì)晶灰質(zhì)頁(yè)巖相（圖7）。

P1ss1 為湖擴(kuò)體系域早期沉積，巖心顏色整體呈灰—深灰色，碳酸鹽礦物平均含量高達(dá)59%，以層狀—紋層狀泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相為主，有機(jī)質(zhì)含量較高（TOC平均2%）。該層序白云石較發(fā)育，平均含量達(dá)25 %以上，層序底部多見(jiàn)厚度0.5～1 m 的含有機(jī)質(zhì)顯微晶塊狀白云巖相集中發(fā)育（圖7⑤）。隨著水體加深，有機(jī)質(zhì)含量增加，層序頂部富有機(jī)質(zhì)紋層狀灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育段出現(xiàn)少量微細(xì)晶灰質(zhì)頁(yè)巖相。

P1ss2 為湖擴(kuò)體系域晚期沉積，巖心顏色比P1ss1 明顯加深，整體呈灰黑色，有機(jī)質(zhì)含量較高（TOC平均2.2 %）。該段地層以泥晶富灰質(zhì)頁(yè)巖相與灰質(zhì)頁(yè)巖相互層為特征，碳酸鹽礦物平均含量53%，泥晶灰質(zhì)紋層發(fā)育，局部夾有微細(xì)晶灰質(zhì)紋層（圖7③）。

P1ss3 為高位體系域早期沉積，巖心顏色整體呈黑褐色，有機(jī)質(zhì)含量較高（TOC平均2.3%）。該段地層碳酸鹽礦物平均含量降至45%，以灰質(zhì)頁(yè)巖相為主夾富灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育為特征。隨著碳酸鹽含量減少，沉積構(gòu)造逐漸由紋層狀向?qū)訝睿ú伙@紋層）過(guò)渡（圖7②）。

P1ss4 為高位體系域晚期沉積，巖心顏色變淺，整體呈深灰色，有機(jī)質(zhì)含量較高（TOC平均2.1 %）。由于高位穩(wěn)定期陸源碎屑注入量減少，碳酸鹽礦物平均含量快速增至56%，以層狀—紋層狀泥晶富灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育為主（圖7①）。

圖7 Fy1井沙四純上層序巖相宏觀及微觀特征Fig.7 Macro and micro lithofacies characteristics of Es4cu sequence in Well-Fy1

2）Sq2沙三下層序

該形成于東營(yíng)湖盆最大加速沉降期，隨著水深增大，水體鹽度不斷減小，剖面自下而上呈現(xiàn)泥晶富灰質(zhì)頁(yè)巖相—泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相夾亮晶富灰質(zhì)頁(yè)巖相—泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相的演化序列。沙三下層序除了底部個(gè)別層外，整體表現(xiàn)為富有機(jī)質(zhì)特征（Fy1 井TOC平均2.8%）。

P2ss1 為湖擴(kuò)體系域早期沉積，以富灰質(zhì)頁(yè)巖相為主（圖8⑤），有機(jī)質(zhì)含量較高（TOC為2.1%）。

P2ss2 為湖擴(kuò)體系域晚期沉積，為優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育段，以黑色富有機(jī)質(zhì)紋層狀灰質(zhì)頁(yè)巖相為主，反映其沉積極靜極深的水體環(huán)境，有機(jī)質(zhì)含量高（TOC平均3.4%），碳酸鹽含量低（平均值小于50%）。巖心、薄片觀察可見(jiàn)大量連續(xù)平直細(xì)密紋層發(fā)育，局部夾有纖柱狀方解石紋層或粗粒透鏡體狀灰質(zhì)條帶（圖8④）。

P2ss3 為高位體系域早期沉積，亦為優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育段，有機(jī)質(zhì)含量高（TOC平均2.7 %），以紋層狀灰質(zhì)頁(yè)巖相夾微細(xì)晶、粗晶灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育為特征（圖8③、圖8②）。

P2ss4高位體系域晚期沉積，有機(jī)質(zhì)含量高（TOC平均2.6%）以層狀—紋層狀泥晶灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育為主（圖8①），隨黏土、石英等陸源碎屑礦物注入量增大，碳酸鹽含量降至42%。

圖8 Fy1井沙三下層序巖相宏觀及微觀特征Fig.8 Macro and micro lithofacies characteristics of Lower Es3 sequence in Well-Fy1

3 富灰質(zhì)頁(yè)巖相的油氣地質(zhì)意義

該類(lèi)巖相主要形成于晚期湖擴(kuò)體及早期高位體系域，紋層明暗相間發(fā)育，淺色紋層主要由方解石組成，多呈泥晶結(jié)構(gòu)，也可見(jiàn)晶粒狀、柱纖狀結(jié)構(gòu)；深色紋層多為富有機(jī)質(zhì)泥質(zhì)紋層（含粉砂黏土紋層），相對(duì)方解石紋層較薄，紋層內(nèi)多見(jiàn)草莓狀黃鐵礦及生物碎屑。有機(jī)質(zhì)豐度較高，TOC平均值大于等于2%。

薄片下，常見(jiàn)三層式紋層結(jié)構(gòu)[17-18]（圖6）。底層主要是顆石藻鱗板或泥晶方解石紋層，中層為有機(jī)質(zhì)紋層，上層多為含有機(jī)質(zhì)泥質(zhì)紋層。受季節(jié)性氣候變化控制，泥晶方解石紋層厚度約60～150 μm，為高溫蒸發(fā)期由藻類(lèi)勃發(fā)引起的生物—化學(xué)作用形成，或黏結(jié)藻團(tuán)沉積而成。底部突變，下部藻團(tuán)較大，向上變小，內(nèi)部隱約顯示正遞變結(jié)構(gòu)特征。有機(jī)質(zhì)紋層極薄，厚度約小于10 μm，界限明顯，為低溫期生物大規(guī)模死亡后形成。含長(zhǎng)英質(zhì)黏土紋層厚度40～100 μm，長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)顆粒星散分布，偶見(jiàn)粉砂級(jí)石英碎屑（圖6），為雨季陸源輸入形成,覆蓋于早期旋回的有機(jī)質(zhì)層之上，頂部與泥晶方解石紋層突變接觸。這種韻律結(jié)構(gòu)形成了密集的微型生儲(chǔ)蓋組合，是最有利于頁(yè)巖油富集產(chǎn)出的“甜點(diǎn)”巖相。

4 結(jié)論

1）咸化湖盆泥頁(yè)巖礦物組成多樣，總體上以富含碳酸鹽礦物為特征，東營(yíng)凹陷始新統(tǒng)沙四上—沙三下亞段烴源巖段以富灰質(zhì)頁(yè)巖相和灰質(zhì)頁(yè)巖相發(fā)育為主，二者形成的顏色深淺相間互層組合是咸化湖盆頁(yè)巖剖面的典型特征。

2）借鑒淹沒(méi)不整合型層序思想，建立了東營(yíng)凹陷沙四上—沙三下頁(yè)巖地層高分辨率層序格架標(biāo)準(zhǔn)剖面，劃分出2 個(gè)三級(jí)層序，4 個(gè)四級(jí)層序（體系域），8個(gè)五級(jí)層序（準(zhǔn)層序組），為斷陷湖盆深水細(xì)粒沉積層序地層劃分提供了借鑒。

3）頁(yè)巖巖相發(fā)育分布規(guī)律，與層序具有明顯的耦合關(guān)系。總體上，三、四級(jí)層序控制區(qū)域湖進(jìn)湖退旋回，五級(jí)層序控制泥頁(yè)巖的巖相組合，六級(jí)層序控制巖相類(lèi)型變化。其中晚期湖擴(kuò)體系域和早期高位體系域是富灰質(zhì)頁(yè)巖相的主要發(fā)育段，基礎(chǔ)研究與勘探實(shí)踐表明，該類(lèi)巖相是最有利于頁(yè)巖油富集產(chǎn)出的“甜點(diǎn)”巖相。