松辽盆地北部青一段泥页岩储层特征

班玉东

（大庆钻探工程公司地质录井一公司资料采集一大队，黑龙江大庆163411）

1 概述

大庆油田发现至今已逾60 年，原油产量多年居全国各油田之首，经过多年的高强度的勘探与开发，目前油田已进入开发后期，地层采出液中含水率不断上升，原油产量下降，持续高产稳产压力增大。由于油田老区块主力油层勘探开发程度较高，难以有新的突破，亟待寻找新的接替资源。近年来，我国加大了对页岩油等非常规油气资源的开发力度，非常规油气资源成为研究的热点，对于页岩油储层，具有“自生自储、源储匹配”的特征，随着大规模体积压裂技术及页岩油原位开发技术的进步，页岩油资源有效动用成为可能，开发效益不断提高。多年的勘探实践表明，大庆油田含有丰富的页岩油资源，页岩油储层主要分布在青山口组和嫩江组地层中[1-2]，资源量巨大、具有较好的勘探开发潜力，加强对青山口组油页岩储层特征研究对于寻找有力区带、提升开发效果具有重要意义。

2 青山口组地层特征

松辽盆地青山口组地层由下往上分为青一段、青二段、青三段，其中青一段地层中含有大量油页岩及介形虫层，有机质含量丰富，是区域地层划分对比的标志层之一，也反映了青一段地层经历过大规模的湖侵[3]。青山口组一段岩性主要为泥页岩与薄层砂岩互层。通过大量岩性样品观察，储集岩主要为粉砂质泥岩、含粉砂质泥岩、含灰质泥岩及少量粉砂岩。粉砂质泥岩矿物成分以石英、长石、云母、碳酸盐岩、伊利石、蒙脱石为主，其中，砂质成分主要为石英、长石、云母，泥质成分主要为伊利石，粉砂质成分介于25%～50%之间；含粉砂泥岩中粉砂质成分介于10%～25%之间，岩石结构较为致密，砂质成分以长石、石英、云母为主，还有少量碳酸盐岩晶屑，泥质成分主要为伊利石，还有少量炭质碎屑，充填在晶体缝隙中。此外，还能见到少量黄铁矿，黄铁矿零星分布在岩石中；含灰质泥岩中灰质成分介于10%～25%之间，灰质成分以方解石为主，方解石呈粉晶状，灰质成分呈亮条纹状分布。泥质成分以伊利石、蒙脱石为主，泥质条带呈暗色，与灰质条带交叉定向排列。可见少量铁矿石斑块及生物碎屑化石；粉砂岩矿物成分以石英、长石、云母为主，可见少量炭质碎屑、斑状黄铁矿、硅质条带等，岩石中发育微裂缝。

青一段地层中泥页岩与砂岩互层，泥页岩厚度大，含有丰富的有机质，反映沉积环境为半深湖—深湖环境。青山口组形成早期盆地整体下降，沉积环境以深湖相—半深湖相，沉积大量有机质，后期湖盆面积缩小，水退为主，沉积物以暗色泥岩与薄层粉砂岩夹层为主。

3 物性特征

青山口组一段地层发育大量泥页岩，泥页岩中夹薄层粉砂岩，通过对已钻页岩油井岩石孔隙度及渗透率测试分析，分不同岩石类型进行了测试。分析结果表明，泥页岩总孔隙度介于4.12%～11.86%之间，平均值为7.86%，多分布在6%～10%之间。泥页岩有效孔隙度介于0.28%～9.65%之间，平均值为4.68%，集中分布在3%～7%之间；粉砂岩夹层孔隙度分布于1.38%～11.27%之间，平均值为4.83%；青一段地层泥页岩渗透率介于（0.01～0.16）×10-3μm2之间，平均值为0.014×10-3μm2，主要分布在（0.01～0.03）×10-3μm2之间。通过对青山口组地层岩石样品孔隙度和渗透率分析，结果表明，青山口组泥页岩地层属于特低孔、特低渗储层，储层物性较差。

4 储集空间类型

为了研究青一段泥页岩地层储集空间类型，对已钻油井岩芯样品进行了铸体薄片分析及氩离子抛光场发射扫描电镜分析，研究结果表明，页岩油储层储集空间类型有孔隙和裂缝，孔隙主要为粒间孔、晶间孔、粒内孔等，裂缝主要为横向纵向裂缝、不规则裂缝等。

4.1 孔隙类型

（1）粒间孔。粒间孔是在矿物颗粒支撑后形成的孔隙，原生粒间孔多被物质充填，现存粒间孔多是孔隙充填物被破坏后形成的次生粒间孔。原生粒间孔在形成后，在压实作用和胶结作用下大多被破坏，剩余原生孔隙多发育在石英、长石等脆性矿物颗粒间，孔隙直径小于5μm。原生孔隙充填物被溶蚀后形成次生孔隙，次生孔隙形态不规则，次生孔隙连通性较好，在储层岩石中广泛发育，孔隙直径较原生孔隙大，多分布范围为2～10μm。

（2）粒内孔。粒内孔多发育在矿物颗粒内，矿物颗粒形成后，在埋藏过程中，受到酸性流体影响，颗粒内部分物质被腐蚀，形成了粒内孔隙，粒内孔隙直径通常较小，不超过600nm。粒内溶孔形成后，在胶结作用下部分被充填。粒内孔隙多为次生孔隙，泥页岩地层形成后，由于地层中含有大量有机质，有机质在埋藏条件下成熟生烃，能够生成二氧化碳和硫化氢等腐蚀性气体，使得流体腐蚀性变强，泥页岩中方解石和白云石等矿物在酸性条件下易发生分解，产生溶蚀，形成了次生的粒内溶蚀孔隙。

（3）晶间孔。晶间孔主要发育在晶体颗粒之间，晶体颗粒形成后，颗粒间矿物在选择性溶蚀作用下，形成不规则孔隙。晶间孔形态以点状或现状为主，孔隙之间通常小于1μm，孔隙之间相对较小，连通性差。

（4）晶内孔。晶内孔发育在晶体颗粒内部，多为原生孔隙，孔隙直径较小，多分布在0.1～0.8μm 之间，孔隙连通性差。

4.2 裂缝

通过岩芯观察、薄片及扫描电镜分析，研究区储层中裂缝发育宏观裂缝和微观裂缝。

（1）宏观裂缝。宏观裂缝发育横向裂缝、纵向裂缝及不规则裂缝。横向裂缝多在层间发育，多数顺着层理面或层理发育，尤其以泥岩为主，泥岩易碎，在取芯或岩芯出筒的过程，容易出现人工裂缝；通过岩芯观察，纵向裂缝多为张性裂缝，裂缝数量相对较少，裂缝尺寸较大，在脆性岩石中相对发育，纵向裂缝多与层里面垂直；不规则裂缝形状不规则、张性裂缝，形成的裂缝部分被后期方解石等矿物充填。

（2）微观裂缝。微观裂缝主要通过扫描电镜分析，青山口一段页岩油储层中大量发育微观裂缝，裂缝类型主要有纵向裂缝、横向裂缝、不规则裂缝等，裂缝直径多介于1.5～5.5μm之间，微裂缝错综复杂，形成网状的交叉裂缝，通常在大裂缝周边伴生大量微裂缝，这种裂缝是主要的储集空间。

5 结论

（1）松辽盆地青山口组青一段地层岩性主要为泥页岩与薄层砂岩互层。储集岩主要为粉砂质泥岩、含粉砂质泥岩、含灰质泥岩及少量粉砂岩。地层中含有大量油页岩及介形虫层，有机质含量丰富，反映沉积环境为半深湖—深湖环境。

（2）青山口组青一段泥页岩有效孔隙度介于0.28%至9.65%之间，平均值为4.68%，集中分布在3%～7%之间；粉砂岩夹层孔隙度分布于1.38%～11.27%之间，平均值为4.83%；青一段地层泥页岩渗透率介于（0.01～0.16）×10-3μm2之间，平均值为0.014×10-3μm2，主要分布在（0.01～0.03）×10-3μm2之间。通过对青山口组地层岩石样品孔隙度和渗透率分析，结果表明，青山口组泥页岩地层属于特低孔、特低渗储层，储层物性较差。

（3）青一段泥页岩地层储集空间类型有孔隙和裂缝，孔隙主要为粒间孔、晶间孔、粒内孔等，裂缝发育宏观裂缝和微观裂缝，宏观裂缝以横向纵向裂缝、不规则裂缝为主，微观裂缝大量发育，形成网状裂缝，是主要的储集空间。