探讨页岩油气储集空间差异及赋存方式

周晨 董中考

摘要：随着世界经济的不断发展，对石油等化石燃料的需求也在不断增加，石油价格也逐步走高，这也促使对油气的开发逐步从优质油气扩展到品质较差、开采难度较大和开采成本较高的油气中。目前长庆油田已经开始对页岩油进行开采。页岩油的开采必将是一场非常规油气资源的开采的革命。同时非常规油气的勘探开发也延长了石油工业的生命周期，改变了世界传统能源格局。本文主要探讨页岩油开发过程中的油气储集空间差异性及页岩油气资源的赋存方式。为今后的页岩油气资源开采提供技术理论依据。

关键词：石油;页岩油;非常规油气资源;储集;赋存

一、页岩油的赋存方式

页岩油在泥页岩地层中的赋存状态也可分为游离态、吸附态以及溶解态，泥页岩内油气的滞留取决于干酪根的化学性质和生成油气的体积与组成，而油气的体积与组成又取决于干酪根的性质和二次裂解反应。泥页岩中残留的液态烃主要吸附态存在于有机质内部和表面及孔隙空间表面;游离态存在于页岩基质纳米孔隙和裂缝中;在高演化状态下以溶解状态存在于天然气中。原油物性对页岩油的赋存方式具有重要影响，原油物性主要受到原油中胶质、沥青质质量分数和原油中溶解天然气数量的影响，胶质、沥青质含量低，原油粘度低，呈吸附状态的页岩油含量也较低，相应的呈游离态的页岩油含量就有所提局。页岩油的分子量大，吸附能力强，渗流能力差，呈吸附状态的页岩油在目前的技术条件下难以开采。

泥页岩中页岩油的赋存状态还与泥页岩储层类型有关，基质型页岩油的赋存状态为溶解态，此类泥页岩中主要是由于顶底板的封闭作用而形成的超压环境，使泥页岩中的原生粒间孔隙得保存，而后期有机质的生烃作用所形成的烃类排出受限，常与地层水呈混溶状态赋存于地层中，基质型页岩油储层中随着页岩油的开采，综合含水率基本保持不变;裂缝型页岩油的赋存状态主要为游离态，开采初期含水率很低，随着开采的持续进行，综合含水率逐步提高;夹层型页岩油的赋存状态为游离态，开采初期不含水，随着页岩油的开采，综合含水率逐步升高。

二、储集空间的差异性

对页岩油而言，由于其热演化程度较低，有机质孔隙的发育较为有限，且页岩油分子量大，粘度较页岩气强，在有机质孔隙中主要呈吸附态存在，但就目前的技术而言呈吸附状态的页岩油难以开采，所有机质孔隙不是一种主要的储集空间类型。

页岩油储层中原生的粒间孔隙保存条件较好，泥页岩中砂质含量很低，原生的粒间孔隙较少，主要呈分散状态分布，对页岩油的储集贡献也较小。较高的碳酸盐矿物含量导致碳酸盐矿物晶间孔隙和与之相应的溶蚀性孔隙较为发育，且孔隙直径较大，是游离态页岩油的主要储集空间之一。纹层状泥质灰岩、层状泥质灰岩和层状灰质泥岩，泥页岩的成层性非常好，层间岩性差异大，在后期的构造作用下极易产生密集发育的长度较大页理缝，对游离态页岩油的聚集具有极其重要的影响。有机质演化异常压力缝常具有穿层的现象，常连通不同纹层，使页岩油在泥页岩储层中垂向上重新分布，有机质异常演化压力缝中常有油质充填，是一种有效的储集空间类型。

三、赋存方式异同点

就页岩气而言，其赋存状态以吸附态和游离态为主，其中吸附态的比例一般为40%-80%左右，存在于黏土矿物和有机质孔隙的表面，主要受到壁面分子色散力作用的影响;游离态页岩气的比例也相对较高，特别是在较高的成熟度和地层压为下其比例会有明显的提升，主要储集在粒间孔隙和天然裂缝中;泥页岩储层中不同赋存状态所受到影响因素也有较大的差别，游离态页岩气主要受到矿物组分、温度和地层压力的控制，随着泥页岩中硅质矿物含量的增加，原生粒间孔隙越发育，呈游离态的页岩气含量也更高;地层温度越高，甲烷分子的活性增强，呈吸附状态的甲烷分子会逐渐逃离有机质和黏土矿物表面的吸附而逐步成为游离态的形式存在;地层中呈游离状态的甲烷也会随着地层压力的增加而逐步增加。

泥页岩地层中的页岩油的赋存形式还受到多种因素的影响，与页岩气相似，有机碳和黏土矿物等具有较大的比表面积的组分主要对呈吸附状态的页岩气具有重要影响，随着这些矿物组分的增加，呈吸附状态的页岩油含量也逐渐増加;由于泥页岩中呈游离状态的页岩油主要富集于碳酸盐矿物晶间孔隙以及与之相应的次生溶蚀孔隙中，而碳酸盐含量对这些孔隙的发育状况具有重要的影响，因此可以认为游离烃的含量与碳酸盐矿物的含量具有很强的相关性。

总的来说页岩油和页岩气虽然在赋存方式上都可分为游离、吸附和溶解三种状态，但是各种赋存状态间的差异性非常明显，呈吸附状态的页岩气会随着页岩气的开采而逐步解析，逐渐转化为游离状态的天然气，而页岩油储层中没有这一过程。呈溶解状态的页岩气除了赋存于干酪根和沥青质外，还可以溶解于未充分裂解的石油中，而呈溶解态的页岩油主要是在高成熟状态下溶解于天然气中以凝析油的状态存在。

总结

泥页岩中页岩油的赋存方式与页岩气相似，但是由于页岩油的分子量大，粘度高，呈吸附状态的页岩油开采难度相对较大。对页岩油储层而言，页岩油储层中砂组分含量低，导致原生的粒间孔隙的发育受到一定的限制，且页岩油分子量大，流动性相对较差，基质孔隙中除碳酸盐矿物晶间孔隙外其他孔隙空间发育较差，这也导致了裂缝在提供储集空间和渗流通道上具有同等重要的作用。通过对页岩油气储集类型及赋存方式为今后的非常规性资源开采提供了一定的理论研究基础。

参考文献：

[1] 鄒才能.非常规油气地质[M].北京：地质出版化，2011：1-47，128-162

[2]罗承先.页岩油开发可能改变世界石油形势[J].中外能源，2011，16（12）：22-26