黃驊坳陷南堡凹陷古近系沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層特征及油氣意義

程丹華，焦霞蓉，王建偉，莊東志，王政軍，江 山

（1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100；2.中國(guó)石油冀東油田勘探開發(fā)研究院，河北唐山 063004）

0 引言

頁(yè)巖油是指蘊(yùn)藏在富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖層系內(nèi)的石油資源，這一層系既包含泥頁(yè)巖本身，也包含泥頁(yè)巖層系中致密碳酸鹽巖或碎屑巖等夾層［1-2］。20 世紀(jì)50 年代，在美國(guó)Williston 盆地Baken 組頁(yè)巖中，第一次發(fā)現(xiàn)了頁(yè)巖油，當(dāng)時(shí)并未引起重視。隨著頁(yè)巖油氣地質(zhì)理論的完善及開采技術(shù)的進(jìn)步，頁(yè)巖油已經(jīng)成為美國(guó)最重要的原油產(chǎn)量增長(zhǎng)點(diǎn)［3］，頁(yè)巖油開發(fā)也成為美國(guó)實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的重要途徑。根據(jù)美國(guó)能源信息管理局（EIA）2021 年5 月的報(bào)告，美國(guó)2021 年前4 個(gè)月頁(yè)巖油產(chǎn)量占美國(guó)原油產(chǎn)量的69.37%［4］。美國(guó)頁(yè)巖油勘探開發(fā)的成功也極大促進(jìn)了世界各國(guó)頁(yè)巖油的發(fā)展。中國(guó)原油對(duì)外依存度已高達(dá)73.5%，為保障國(guó)家能源安全，降低我國(guó)油氣對(duì)外依存度，頁(yè)巖油將成為油氣領(lǐng)域重要的戰(zhàn)略性接替資源［5］。自1979 年南27 井鉆探成功以來，黃驊坳陷南堡凹陷勘探開發(fā)歷經(jīng)了60 余年。南堡凹陷經(jīng)過多輪次的滾動(dòng)勘探，其常規(guī)油氣勘探程度很高，新的儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)難度越來越大，常規(guī)油氣勘探難于滿足油田穩(wěn)產(chǎn)的需求，頁(yè)巖油勘探已成為南堡凹陷新的儲(chǔ)量增長(zhǎng)點(diǎn)。南堡凹陷發(fā)育古近系沙河街組三段（Es3）油頁(yè)巖［6］、沙河街組一段（Es1）泥巖以及東營(yíng)組三段（Ed3）泥頁(yè)巖［7］等多套泥頁(yè)巖。袁立新等［8］認(rèn)為南堡280 井在沙三段油頁(yè)巖壓裂投產(chǎn)獲得近4 t 產(chǎn)能證明南堡凹陷沙三段具有巨大的頁(yè)巖油潛力，開展深層頁(yè)巖油勘探對(duì)南堡凹陷資源潛力發(fā)展具有重要意義。針對(duì)沙三段、沙一段及東三段的研究主要是從烴源巖評(píng)價(jià)的角度開展的，近年來部分學(xué)者對(duì)南堡凹陷頁(yè)巖油開展了相關(guān)研究。侯敬瑤［9］通過納米CT、鏡下觀察及Langmuir 等溫吸附模型，對(duì)南堡凹陷古近系泥頁(yè)巖的賦存方式進(jìn)行了研究；羅瑞等［10］采用巖石熱解、X 衍射礦物分析、掃描電鏡觀察、氮?dú)馕綔y(cè)試等方法，探討了南堡凹陷古近系泥頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)特征；李文奇［11］精細(xì)刻畫了南堡凹陷拾場(chǎng)次洼沙三段4 亞段頁(yè)巖儲(chǔ)集空間的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小和孔徑分布特征，并結(jié)合熱壓生烴模擬實(shí)驗(yàn)建立了拾場(chǎng)次洼沙三段4 亞段頁(yè)巖孔隙發(fā)育演化模式；曾棒等［12］采用“三級(jí)次-三端元”的巖相劃分方案對(duì)南堡凹陷沙三段4 亞段泥頁(yè)巖層系巖相進(jìn)行了劃分。以上針對(duì)南堡凹陷古近系頁(yè)巖油儲(chǔ)層的研究都取得了一定的進(jìn)展，但只是籠統(tǒng)說明了古近系頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征，并未對(duì)細(xì)分的沙三段、沙一段及東三段等3 套泥頁(yè)巖進(jìn)行系統(tǒng)研究，且研究重點(diǎn)在儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)，未能說明沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層特征及其油氣意義。王恩澤等［13］、程迪等［14］通過對(duì)南堡凹陷沙一段烴源巖的系統(tǒng)評(píng)價(jià)，證實(shí)了沙一段頁(yè)巖油資源潛力巨大且優(yōu)于沙三段。2020 年，南堡2-46 井在古近系沙一段頁(yè)巖層段投產(chǎn)并獲日產(chǎn)油10 t/d，證實(shí)沙一段具有巨大的頁(yè)巖油潛力。從資源潛力及冀東油田完鉆井試油情況來看，南堡凹陷頁(yè)巖油勘探的重點(diǎn)層位應(yīng)為沙一段頁(yè)巖層系。

通過深化對(duì)南堡凹陷頁(yè)巖油藏的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)南堡凹陷頁(yè)巖油勘探開發(fā)，開展沙一段頁(yè)巖油層系儲(chǔ)層特征研究顯得尤為重要。筆者采用巖心觀察、常規(guī)薄片、掃描電鏡、X 衍射、恒速壓汞及核磁共振等多種手段，對(duì)南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層宏觀巖石類型、微觀孔隙類型及分布特征進(jìn)行探討，以期對(duì)南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油勘探提供借鑒作用。

1 地質(zhì)概況

南堡凹陷為渤海灣盆地黃驊坳陷東北部的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，黃驊坳陷北部為燕山山脈，東部和南部毗鄰渤海［15］。南堡凹陷在華北地臺(tái)基底上，經(jīng)歷了中、新生代的塊斷運(yùn)動(dòng)，形成北斷南超、東斷西超的構(gòu)造格局，其面積大約為1 932 km2。該凹陷發(fā)育東北、西北和南部3 條邊界斷層，分別為西北部西南莊斷層、東北部柏各莊斷層及南部沙北斷層（圖1a）［16］。在內(nèi)部發(fā)育的高柳斷層、廟南斷層、老堡斷層等控制了南堡凹陷內(nèi)二級(jí)構(gòu)造帶的形成和發(fā)展。高柳斷層將南堡凹陷劃分為南北兩區(qū)，北區(qū)發(fā)育柳贊、高尚堡披覆背斜構(gòu)造帶、拾場(chǎng)次凹2 個(gè)正向二級(jí)構(gòu)造和一個(gè)負(fù)向二級(jí)構(gòu)造單元，拾場(chǎng)次凹發(fā)育面積相對(duì)較小；南區(qū)由北向南依次發(fā)育柳南次凹、北堡—老爺廟構(gòu)造帶、林雀次凹、中央凸起帶（包括南堡構(gòu)造帶、老堡構(gòu)造帶和蛤坨構(gòu)造帶）及曹妃甸次凹。

南堡凹陷經(jīng)歷了中生代三疊紀(jì)時(shí)期盆地隆升剝蝕、侏羅紀(jì)時(shí)期小規(guī)模斷裂發(fā)育、早白堊世時(shí)期凹陷大規(guī)模的斷陷活動(dòng)而邊界斷裂開始形成以及晚白堊世末期受板塊強(qiáng)烈俯沖作用內(nèi)部發(fā)育一組東西向斷裂帶。至新生代古新世，研究區(qū)整體處于隆升剝蝕狀態(tài)，中生界與新生界地層主要以角度不整合接觸。沙河街組以來的古近紀(jì)時(shí)期，凹陷先后經(jīng)歷了4 期較為明顯的裂陷活動(dòng)，控制了不同地區(qū)的沉積、構(gòu)造及古氣候環(huán)境。一次裂陷期（Es35）為盆地裂陷的初期，包括柏各莊斷層、西南莊斷層在內(nèi)的主要控凹邊界斷層開始活動(dòng)，盆地發(fā)育不明顯的箕狀凹陷，以凹陷東北部的拾場(chǎng)次凹為主，并向西南方向超覆。這一時(shí)期發(fā)育一套分布較為穩(wěn)定的紅色泥巖及灰綠色泥巖，可見以粗碎屑巖為主的沖積扇沉積，沉積厚度為400 m。二次裂陷期（Es34—Es2）上地幔隆起強(qiáng)烈，盆地發(fā)生大規(guī)模斷陷，氣候潮濕，Es34時(shí)期發(fā)育近800m厚的中深湖泊相暗色泥巖，已被證實(shí)為一套優(yōu)質(zhì)烴源巖，Es33—Es2地層巖性主要以礫巖，含礫砂巖、灰綠色和灰色泥巖為主，成為該區(qū)古近系重要儲(chǔ)油層系之一。三次裂陷期（Es1）繼承了早期地層的沉積特點(diǎn)，凹陷由沙二末期的隆升狀態(tài)開始發(fā)生一定規(guī)模的斷陷，但強(qiáng)度較前一時(shí)期弱，主要發(fā)育中深湖泊和扇三角洲的灰色泥巖、砂巖及生物灰?guī)r，厚度大約600 m。四次裂陷期（Ed）包括海北斷層、柏各莊斷層和西南莊斷層在內(nèi)的二級(jí)斷層，控邊界斷層活動(dòng)開始減弱，高柳斷裂活動(dòng)加強(qiáng)。沙一末期發(fā)生的構(gòu)造反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，造成了東三段與沙一段地層的區(qū)域微角度不整合，沉積環(huán)境主要是扇三角洲和湖泊體系，沉積地層巖性以砂泥巖為主（圖1b）。

勘探實(shí)踐證明，南堡凹陷泥頁(yè)巖非常規(guī)油氣主要分布在古近系沙一段和沙三段的（灰質(zhì)）泥巖和油頁(yè)巖中。沙一段泥頁(yè)巖主要分布在南部的林雀次洼和曹妃甸次洼，沙三段泥頁(yè)巖主要分布在拾場(chǎng)次洼，沙一、沙三是南堡凹陷主力烴源巖的發(fā)育層段，也是南堡凹陷頁(yè)巖油氣研究的主要目的層［16］。

2 巖石學(xué)特征

連續(xù)采集南堡2-46 井沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖屑樣品進(jìn)行X 衍射測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層礦物含量差異大，成分復(fù)雜，礦物成分主要包括陸源碎屑礦物（石英、長(zhǎng)石）、黏土礦物和自生非黏土礦物（主要是碳酸鹽礦物等）等3 類。對(duì)各類礦物含量（表1）分析可知：①南堡凹陷沙一段黏土礦物含量不是很高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.7%～44.4%，平均為35.4%；②碳酸鹽礦物普遍存在，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.2%～24.0%，平均16.6%；③石英含量相對(duì)較高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.2%～53.9%，平均為39.0%；④普遍含長(zhǎng)石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.4%～12.9%，平均為8.1%；⑤全巖礦物中黃鐵礦普遍存在，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～3.2%，平均為0.8%；⑥以石英、長(zhǎng)石和碳酸鹽礦物為主的脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%～80%；⑦總體上，頁(yè)巖油儲(chǔ)層脆性較高，有益于后期開發(fā)壓裂。垂向上各類礦物含量與深度沒有明顯的相關(guān)關(guān)系，但是各類礦物明顯呈層狀分布，特別是碳酸鹽礦物和黃鐵礦，呈現(xiàn)含量高低互現(xiàn)的特征。

表1 黃驊坳陷南堡凹陷南堡2-46 井古近系沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Mineral content of shale oil reservoir of Es1 of well Nanpu 2-46 in Nanpu Sag，Huanghua Depression

細(xì)粒沉積學(xué)的研究極大促進(jìn)了頁(yè)巖油的發(fā)展［17］。細(xì)粒沉積巖的巖石劃分方案不同于常規(guī)碎屑巖的劃分，姜在興等［18］及周立宏等［19］依據(jù)細(xì)粒沉積學(xué)的理論提出了新的劃分方案。參考姜在興等和周立宏等的細(xì)粒沉積巖劃分方案，依據(jù)礦物含量分析，將黏土礦物、碳酸鹽礦物和碎屑礦物作為三個(gè)端元對(duì)礦物組成進(jìn)行分析，對(duì)南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖性進(jìn)行了劃分（圖2）。

根據(jù)劃分結(jié)果，南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層主要有混合質(zhì)頁(yè)巖和長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖2 類。結(jié)合巖心和薄片觀察到的顏色、沉積構(gòu)造特征，對(duì)南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層巖相進(jìn)行了進(jìn)一步劃分。該區(qū)巖相主要?jiǎng)澐譃榛野迪嚅g水平紋層長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖（圖3a）、深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖（圖3b）、灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖（圖3c）、黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖（圖3d）等4 種巖相?；野迪嚅g水平紋層長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖：暗色為泥巖，灰色為粉砂質(zhì)泥巖，兩者為毫米—厘米級(jí)的薄互層，發(fā)育水平紋層構(gòu)造；薄片觀察可見泥質(zhì)、灰質(zhì)及少量粉砂；泥質(zhì)主要為黏土礦物、泥級(jí)陸源碎屑組成，灰質(zhì)為泥晶碳酸鹽，粉砂主要為石英，粒狀黃鐵礦不均勻分布于巖石中；暗色紋層富含有機(jī)質(zhì)，亮色紋層含長(zhǎng)英質(zhì)，長(zhǎng)英質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，可見裂縫，寬度為10～20 μm，水平紋層發(fā)育（圖3e）。深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖：巖心較為均質(zhì)，無(wú)明顯的層理構(gòu)造；薄片可見泥質(zhì)、粉砂及少量灰質(zhì)、極細(xì)砂，整體較為均質(zhì)；泥質(zhì)主要為黏土礦物、泥級(jí)陸源碎屑組成，灰質(zhì)為泥晶碳酸鹽；粉砂、極細(xì)砂主要為石英、少量長(zhǎng)石；可見粒狀黃鐵礦不均勻分布；發(fā)育裂縫，寬度為20～60 μm；可見黑色炭質(zhì)條帶定向排列（圖3f）?；疑Ｐ蚣y層混合質(zhì)頁(yè)巖：毫米級(jí)粒序紋層互層，向上紋層變薄變少，整體呈正粒序；薄片可見長(zhǎng)英質(zhì)紋層與暗色黏土紋層不規(guī)則接觸，表現(xiàn)出正粒序及反粒序組合特點(diǎn)（圖3g）。黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖：巖心較為破碎，見明顯的水平紋層（頁(yè)理），紋層厚度為0.02～0.20 m；薄片可見泥質(zhì)、少量粉砂、極細(xì)砂；泥質(zhì)主要為黏土礦物、泥級(jí)陸源碎屑組成；粉砂、極細(xì)砂主要為石英、少量長(zhǎng)石；發(fā)育富含有機(jī)質(zhì)暗色紋層與長(zhǎng)英質(zhì)亮色紋層組合，呈現(xiàn)近水平的特征，可見裂縫，其中部分不連續(xù)較寬裂縫被碳酸鹽（含鐵方解石、含鐵白云石）充填，部分裂縫未被充填，裂縫寬度為10～100 μm（圖3h）。

3 儲(chǔ)集空間類型及孔隙結(jié)構(gòu)

3.1 儲(chǔ)集空間類型

通過對(duì)薄片、掃描電鏡的微觀分析，發(fā)現(xiàn)黃驊坳陷南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層中儲(chǔ)集空間類型包括孔隙系統(tǒng)和裂縫。孔隙系統(tǒng)包括殘余粒間孔、晶間微孔隙、溶蝕孔隙等，裂縫則包括各類型的裂縫，如構(gòu)造裂縫、異常壓力裂縫、礦物收縮裂縫、層間微裂縫等。這些儲(chǔ)集空間類型成因不同、識(shí)別特征不同、對(duì)巖石的儲(chǔ)集、滲流性能所起的作用也不同。

研究區(qū)孔隙系統(tǒng)以微孔隙為主，微孔隙為無(wú)機(jī)孔隙—?dú)堄嗔ｉg孔、礦物晶間孔及溶孔（圖4a—4f）。沙一段頁(yè)巖非常致密，巖心觀察及薄片鑒定，均未見有機(jī)孔，掃描電鏡中可見微細(xì)孔隙的發(fā)育，孔隙類型主要為殘余粒間孔和礦物晶間孔。本區(qū)普遍存在長(zhǎng)石及碳酸鹽礦物，在地層水及有機(jī)質(zhì)生成的有機(jī)酸等流體作用下，部分礦物發(fā)生溶蝕、重結(jié)晶作用，形成溶蝕孔隙。裂縫是該區(qū)沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層中最主要的儲(chǔ)集空間，其本身可以作為油氣儲(chǔ)集的空間，還可以成為油氣運(yùn)移的輸導(dǎo)通道。區(qū)內(nèi)存在多種類型的裂縫，既有構(gòu)造縫、也有層理、粒間縫及礦物晶間縫，且裂縫多被碳酸鹽礦物或油質(zhì)瀝青充填（圖4g—4i），構(gòu)造縫和層理縫相對(duì)規(guī)模較大，寬度可達(dá)50～80 μm 及以上，而粒間縫和礦物晶間縫的寬度則普遍在2 μm 以內(nèi)。

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)特征

頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)研究不同于常規(guī)油氣藏，常規(guī)油氣藏通過鑄體薄片一般能觀察孔隙大小及形態(tài)，而頁(yè)巖油為納米級(jí)孔喉空間，鑄體薄片無(wú)法識(shí)別出頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔隙。掃描電鏡研究精度較高，可識(shí)別出納米級(jí)孔隙，但掃描電鏡受視域影響，無(wú)法對(duì)孔隙和喉道分布做出定量化研究。核磁共振通過測(cè)試孔隙中流體的T2譜分布，能較好地指示孔隙大小的分布。恒速壓汞能較好地區(qū)分孔隙和喉道，也能定量化描述孔隙和喉道大小的分布。本次研究綜合利用恒速壓汞和核磁共振方法研究南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征。

恒速壓汞測(cè)試結(jié)果（表2、圖5）表明：南堡凹陷沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層喉道半徑為0.377～0.860 μm，平均為0.622 μm；孔隙半徑為125.369～156.048 μm，平均為133.209 μm；整體表現(xiàn)為大孔微細(xì)喉特征。長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖孔隙度明顯高于混合質(zhì)頁(yè)巖，且長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖喉道半徑、孔隙半徑均較混合質(zhì)頁(yè)巖要大，最終進(jìn)汞飽和度高。長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)優(yōu)于混合質(zhì)頁(yè)巖。對(duì)比粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖、塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖和水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖，粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖和水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖孔隙度大于塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖，3 種巖相孔隙半徑大致相當(dāng)，而塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖喉道半徑更大，最終進(jìn)汞飽和度最小，說明相對(duì)而言，塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖孔隙發(fā)育程度低，但裂縫較發(fā)育。

表2 黃驊坳陷南堡凹陷南堡2-46 井古近系沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層恒速壓汞測(cè)試結(jié)果Table 2 Constant rate mercury injection test results of shale oil reservoir of Es1of well Nanpu 2-46 in Nanpu Sag，Huanghua Depression

對(duì)比分析灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖、深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖、黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖等3 類主要頁(yè)巖油儲(chǔ)層的核磁共振及恒速壓汞特征（圖6），結(jié)果表明：黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫最為發(fā)育，其孔隙度最大，核磁共振T2譜對(duì)應(yīng)的大孔隙包絡(luò)面積最大，恒速壓汞對(duì)應(yīng)的大孔隙進(jìn)汞飽和度達(dá)到6%；深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖和灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫發(fā)育程度相對(duì)較低，核磁共振T2譜對(duì)應(yīng)的大孔隙包絡(luò)面積小，深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖恒速壓汞對(duì)應(yīng)的大孔隙基本不發(fā)育，灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖恒速壓汞對(duì)應(yīng)的大孔隙進(jìn)汞量大約為3%，因此深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖比灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫相對(duì)發(fā)育，但是深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖比灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖孔隙度大，深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖孔隙更發(fā)育。

4 油氣地質(zhì)意義及勘探前景

4.1 油氣地質(zhì)意義

根據(jù)南堡2-46 井巖心資料繪制了巖心綜合柱狀圖，根據(jù)巖屑及地球化學(xué)分析繪制了頁(yè)巖油典型柱狀圖。巖心綜合柱狀圖（圖7）表明取心段巖相上部以長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖為主，下部以混合質(zhì)頁(yè)巖為主，中間夾薄層粉、細(xì)砂巖，顏色由灰色逐漸過渡到深灰色、灰黑色。上部長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖雖然孔隙度較大，孔隙結(jié)構(gòu)優(yōu)于下部混合質(zhì)頁(yè)巖，但總有機(jī)碳含量（TOC）偏低，生烴潛量（S1+S2）較小，且殘留烴含量（S1）和烴指數(shù)（S1/TOC）低（圖8），指示長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖油氣潛力有限。相較而言混合質(zhì)頁(yè)巖比長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖TOC，S1+S2，S1等指標(biāo)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，表示混合質(zhì)頁(yè)巖相是頁(yè)巖油主力儲(chǔ)集體，南堡2-46 井射孔段以混合質(zhì)頁(yè)巖為主，且取得了良好的生產(chǎn)效果也證實(shí)了這一點(diǎn)。

南堡2-46 井頁(yè)巖油甜點(diǎn)段以灰、深灰色混合質(zhì)頁(yè)巖為主，夾薄層粉砂巖，厚度大，頁(yè)巖油甜點(diǎn)層段累計(jì)達(dá)到72 m（圖8）。甜點(diǎn)段TOC含量高，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2% 左右；S1含量較高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍接近2%，局部超過2%。TOC及S1含量高，說明研究區(qū)可動(dòng)油飽和度高，含油性好。巨厚的混合質(zhì)頁(yè)巖及高TOC和S1含量證實(shí)南堡凹陷古近系沙一段具有巨大的頁(yè)巖油潛力。全烴曲線顯示，在頁(yè)巖夾粉砂巖的接觸部位，往往全烴含量較高，但是向粉砂巖內(nèi)部逐漸減小，說明在粉砂巖與頁(yè)巖接觸的一定范圍內(nèi)，頁(yè)巖油大量聚集，證實(shí)與粉砂巖接觸的頁(yè)巖中生成的油氣經(jīng)過了微距離運(yùn)移（大多未深入粉砂巖1 m），與部分學(xué)者提出的頁(yè)巖油微運(yùn)移的觀點(diǎn)吻合［20］?；旌腺|(zhì)頁(yè)巖大規(guī)模生烴形成局部異常高壓為油氣微運(yùn)移提供了動(dòng)力，混合質(zhì)頁(yè)巖本身構(gòu)造縫、層理、粒間縫等微裂縫發(fā)育，頁(yè)巖內(nèi)部發(fā)育的裂縫為頁(yè)巖油在層內(nèi)或鄰近粉砂巖層微距運(yùn)移提供了運(yùn)移通道；混合質(zhì)頁(yè)巖中粒間孔、晶間微孔、溶蝕孔及裂縫發(fā)育，測(cè)井解釋孔隙度為7%左右，具有較好的儲(chǔ)集性能，為頁(yè)巖油提供了聚集的場(chǎng)所。

4.2 勘探前景

南堡凹陷古近系沙河街組一段烴源巖厚度大，最厚可達(dá)200 m 以上（圖9），沉積環(huán)境為低能貧氧—厭氧水體，有利于有機(jī)質(zhì)保存，有機(jī)質(zhì)豐度高，總有機(jī)碳TOC值普遍大于1%，有機(jī)質(zhì)演化程度適中，Ro值為0.6%～1.0%，總體生烴潛力巨大；頁(yè)巖層系發(fā)育混合質(zhì)頁(yè)巖夾薄層粉砂巖，混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫發(fā)育，具有較好的孔隙條件，具備頁(yè)巖油富集的優(yōu)良儲(chǔ)集空間；頁(yè)巖層系壓力系數(shù)高，普遍大于1.2，具有較高的孔隙度，局部正向構(gòu)造發(fā)育，脆性礦物含量高，為頁(yè)巖油高產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。巨大的生烴能力、良好的儲(chǔ)集空間、有利的高產(chǎn)條件顯示南堡凹陷古近系沙河街組一段頁(yè)巖油具有很大的勘探潛力，勘探前景非?？捎^。

5 結(jié)論

（1）黃驊坳陷南堡凹陷古近系沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)層發(fā)育灰暗相間水平紋層長(zhǎng)英質(zhì)頁(yè)巖、深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖、灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖、黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖等4 種巖相，其中以深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖、灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖、黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖為主；巖石中黏土礦物含量不高，碳酸鹽礦物及黃鐵礦普遍存在，碳酸鹽礦物和黃鐵礦含量垂向呈現(xiàn)高低互現(xiàn)的特征，紋層及裂縫發(fā)育。

（2）黃驊坳陷南堡凹陷古近系沙一段頁(yè)巖油儲(chǔ)集空間類型主要為裂縫、殘余粒間孔、礦物晶間孔及溶蝕孔。孔隙結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為大孔微細(xì)喉特征，孔隙半徑大，喉道較細(xì)。不同巖相儲(chǔ)層孔隙存在明顯差異，黑灰色水平紋層混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫最為發(fā)育，孔隙度大，且大孔隙發(fā)育；深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖比灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖孔隙度大，孔隙更發(fā)育；深灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖和灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫發(fā)育程度低，相對(duì)而言深灰色塊狀混合質(zhì)頁(yè)巖比灰色粒序紋層混合質(zhì)頁(yè)巖裂縫發(fā)育。

（3）南堡凹陷古近系沙一段混合質(zhì)頁(yè)巖厚度大、可動(dòng)油飽和度高、含油性好，發(fā)育的裂縫、粒間孔、晶間微孔、溶蝕孔為頁(yè)巖油儲(chǔ)集提供了良好的儲(chǔ)集空間，裂縫為頁(yè)巖油內(nèi)部微距運(yùn)移提供了通道，促進(jìn)了頁(yè)巖油局部富集。