冀北坳陷中元古界洪水庄组页岩油勘探前景探讨

李志明，孙中良，鲍云杰，徐二社，周勇水，张云献

1.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214126；2.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，江苏 无锡 214126；3.中国石化 油气成藏重点实验室，江苏 无锡 214126；4.中国石化 中原油田分公司 勘探开发研究院， 河南 濮阳 457001

国内外油气勘探开发实践表明，古老的元古宙地层不仅具有生油气潜力，而且也可以形成工业性油气聚集[1-2]。燕辽裂陷带是全球中—新元古界最发育并保存完整的地区之一。冀北坳陷北以承德—平泉—凌源大断裂与“内蒙地轴”相邻，南以山海关隆起分隔冀东坳陷，东以凌源—叨尔登走滑断裂为界与辽西坳陷相接，西以密怀隆起和宣龙坳陷相隔(图1)，总面积8 733 km2。冀北坳陷内油气显示异常丰富，地表露头与一些浅井揭示在雾迷山组和铁岭组碳酸盐岩地层中发现液态油苗和沥青共计80处，在下马岭组底部发现沥青砂岩点20处。针对雾迷山组、铁岭组等碳酸盐岩储层为目标的常规油气勘探虽揭示了丰富的油气显示，但均未取得工业油流。已有研究表明，燕辽裂陷带中元古界发育串岭沟组、洪水庄组、下马岭组3套黑色富有机质泥页岩层系[1,3]和高于庄组、雾迷山组、铁岭组、下马岭组4套碳酸盐岩烃源岩[4-5]，但在冀北坳陷仅发育高于庄组黑色泥晶白云岩和洪水庄组黑色页岩2套烃源层。同时，生物标志物油源对比分析认为，冀北坳陷雾迷山组和铁岭组等碳酸盐岩溶蚀孔洞与裂缝系统中的液体油苗以及下马岭组沥青砂岩中的可溶烃组分，均与洪水庄组富有机质黑色页岩层关系最为密切[6]，说明洪水庄组富有机质黑色页岩层是冀北坳陷中元古界最有效的烃源岩，并且现今仍处于成熟—高成熟早期阶段。学者们针对华北北部中—新元古界页岩气成藏地质条件进行了探讨[7-10]，但针对冀北坳陷洪水庄组富有机质黑色页岩层段是否具有页岩油勘探前景尚无文献报道。为此，本文从页岩油勘探评价角度出发，聚焦冀北坳陷中元古界，在对冀浅1井洪水庄组岩心和露头剖面(宋杖子、龙潭沟、双洞、孙家庄—北仗子等)泥页岩发育特征观测基础上，采集典型样品开展实测分析，并综合前人对化1井、冀元1和元基2井洪水庄组取心段分析、研究成果，开展洪水庄组页岩油形成条件研究、资源潜力评价，探讨其页岩油勘探前景，以期为冀北坳陷页岩油勘探部署决策提供依据与基础资料。

图1 燕辽裂陷带地层构造单元与冀北坳陷构造位置简图据文献[6]修编。Fig.1 Tectonic units of Yanliao fault belt and tectonic location of Jibei Depression

1 样品采集和分析测试

为了获取冀北坳陷洪水庄组泥页岩的烃源品质、成熟度、储集物性与微观孔隙结构、含油气性、可压性等信息，在前人分析结果的基础上，对冀浅1井洪水庄组钻井岩心的泥页岩样品以及冀北坳陷洪水庄组露头剖面泥页岩层段典型样品进行了采集，合计采集样品69件，其中岩心样品29件，露头样品40件。对采集样品系统开展了岩石热解、全岩镜质体反射率、孔隙度与渗透率、盖层微观联合测定(压汞+氮吸附)、氩离子抛光+扫描电镜、X衍射全岩矿物等分析测试，分析测试工作均在中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所实验测试研究中心完成。

2 洪水庄组页岩油形成条件剖析

2.1 构造沉积背景

冀北坳陷发育巨厚的中元古界长城系、蓟县系与新元古界青白口系[11-13]。中元古界厚度巨大，约7 931.1 m；新元古界青白口系厚度较薄，仅111.8 m。上覆古生界与中生界沉积盖层。坳陷由北至南依次划分为卸甲营向斜带、平泉背斜带、党坝向斜带和郭杖子单斜带(图1)。

中—新元古代，冀北经历了中元古代早期大陆裂谷阶段、中期被动陆缘阶段、晚期活动陆缘阶段、末期陆块碰撞阶段以及新元古代地壳伸展断陷5个构造演化阶段[14](图2)。距今1 800～1 600 Ma，随着华北地块发生伸展裂解，形成裂陷槽沉积环境，沉积了长城系常州沟组至大红峪组；进一步伸展和洋壳的形成，使研究区逐步向被动大陆边缘演化，构造环境相对稳定，浅海沉积体系总体呈面状分布，高于庄组至铁岭组形成以碳酸盐潮坪和静海潟湖为主的碳酸盐岩和细碎屑岩沉积体系。在铁岭组沉积后，受华北地块北缘可能演化为活动大陆边缘影响，弧后发生挤压和抬升(“芹峪抬升”)，导致铁岭组发生抬升与剥蚀，而后期洋壳高角度的俯冲又造成弧后区域发生强烈的伸展与断陷，沉积了下马岭组滨浅海至浅海陆棚细粒碎屑岩系，并伴随辉绿岩侵入。华北地块与相邻地块之间的碰撞，导致下马岭组沉积后的抬升(“蔚县上升”)以及碰撞花岗岩的形成；华北陆块自900 Ma起又开始裂解，并造成区内新元古界青白口系长龙山组的超覆沉积和景儿峪组滨浅海碳酸盐岩台地的形成。

图2 冀北坳陷构造沉积演化简图Fig.2 Tectonic and sedimentary evolutions of Jibei Depression

古生代时期，研究区从早寒武世府君山期开始接受沉积，为碳酸盐岩层系，在早、中奥陶世时发育陆表海碳酸盐岩沉积，中奥陶世末期的加里东运动，导致研究区整体抬升，持续时间较长，使石炭系上统直接覆盖于奥陶系之上，其间普遍缺失晚奥陶世、志留纪、泥盆纪和早石炭世的沉积，沉积间断达 130 Ma，直至晚石炭世再次接受沉积。海西运动在区内主要表现为轻缓的震荡运动，形成了浅海及台地相碳酸盐岩沉积以及滨海平原和海陆交互相含煤沉积。

三叠纪末的印支运动在研究区以褶皱作用为主，以张家营—叨尔登断裂为界，断裂以西的冀北地区褶皱轴向以东西向为主；而断裂以东的辽西地区褶皱轴向为北东向。这次褶皱的幅度不大，地形高差较小，但印支运动影响广泛，表现为下侏罗统和上三叠统与下伏地层的角度不整合关系。侏罗纪—白垩纪的燕山运动，以断裂、褶皱活动和强烈的岩浆活动为主，可分为5个构造幕，每个构造幕由前期的拉张阶段和后期的挤压阶段组成。拉张阶段断裂强烈活动，形成断陷盆地并导致火山作用，堆积厚度较大的陆相碎屑岩建造；挤压阶段以褶皱作用为主，岩浆侵入活动和冲断活动相伴出现。

新生代的喜马拉雅运动对本地区的改造作用较弱，由于张性或扭性断裂的差异性活动，导致断块升降的显著差异。燕山地区主要表现为抬升，其断裂活动相对南部地区较弱，新生界分布很零星，厚度也较小，大部分地区在新生代没有接受沉积，而是经受较强烈的抬升，现今的高山和深谷均反映出这种抬升作用的强烈程度，但新生代的断裂作用对中上元古界的褶皱构造的改造作用较弱[15]。

在上述区域构造沉积演化背景下，冀北坳陷北部卸甲营向斜带和南部郭杖子单斜带的新元古界—下古生界普遍缺失，存在数亿年的沉积间断，地层遭受严重剥蚀。因此，中元古界洪水庄组仅在冀北坳陷中部平泉背斜带和党坝向斜带保存相对较好，而随着中新生界地层的沉积，中元古界富有机质泥页岩进一步熟化，可形成新的油气藏[1]，这也为中元古界富有机质泥页岩层系形成页岩油奠定了基础。

2.2 富有机质泥页岩发育特征、品质与成熟度

根据洪水庄组上覆铁岭组(1 422 Ma±22 Ma)和下伏雾迷山组(1 487 Ma±16 Ma)SHRIMP U-Pb年龄推算，洪水庄组形成于1 422 Ma之前[16]，沉降中心主要分布于蓟县、兴隆、宽城一带，沉积环境以潮坪、潟湖相为主，地层厚度分布较稳定[10]。冀北坳陷区钻井与露头剖面揭示：洪水庄组发育了一套以黑色页岩、白云质泥岩、泥质白云岩、白云岩为主的岩性组合，且黑色页岩富含有机质,是中国大陆最古老的富有机质的沉积岩和烃源岩之一(图3)。

自下而上洪水庄组可分为下、中、上3个岩性段，下段以浅灰色泥质白云岩、灰色页岩、硅质页岩互层为特征，中段则以黑色、深灰色页岩为主，上段主要为浅灰色泥晶白云岩、泥质白云岩，总厚度为71～130 m，其中富有机质(TOC大于2.0%)泥页岩厚度为35～48 m(表1)，并集中分布于洪水庄组中段(图3)。依据钻井和露头剖面揭示结果，综合孙枢等[17]和张新生等[19]研究结果以及区域地质背景，编制了冀北坳陷洪水庄组富有机质泥页岩厚度等值线图(图4)，明确了洪水庄组富有机质泥页岩主要分布于兴隆县北—宽城—凌源龙潭沟以南、平泉—承德县以北的区域。其中，宽城至承德县西一带受洪水庄组沉积时期存在一北西向水下隆起影响[16]，导致除该区带洪水庄组富有机质泥页岩的厚度小于45 m外,党坝凹陷的其他区域推断富有机质泥页岩的发育厚度一般均在50 m以上。洪水庄组富有机质泥页岩厚度大、分布稳定，可为页岩油形成提供丰富的物质基础。

图3 冀北坳陷冀浅1井洪水庄组岩性与地球化学综合柱状图Fig.3 Lithological and geochemical columns of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation, well Jiqian 1, Jibei Depression

图4 冀北坳陷中元古界洪水庄组富有机质页岩厚度与等效镜质体反射率等值线图Fig.4 Contours of thickness and equivalent vitrinite reflectance of organic matter rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

表1 冀北坳陷钻井与露头剖面洪水庄组与富有机质页岩厚度Table 1 Thickness of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation and organic-rich shale from wells and outcrop sections in Jibei Depression

考虑到露头剖面风化作用强，对烃源品质影响大，故本文依据冀浅1井洪水庄组取心段典型岩性热解实测分析结果和文献[16]中元基2井洪水庄组典型岩性热解分析结果，对洪水庄组泥页岩的品质进行了分析。两口钻井分析结果表明，洪水庄组黑色页岩TOC含量主要介于1.0%～6.8%，平均高达4.7%；生烃潜量PG(S1+S2)主要介于6.0～24.0 mg/g，平均15.8 mg/g，以好—极好烃源岩为主；而深灰色泥岩和泥质白云岩TOC含量小于1.0%，生烃潜量小于4.0 mg/g，主要属差烃源岩(图5)。高渐珍等[19]的研究揭示，冀元1井洪水庄组受雾迷山组顶部侵入岩影响，尽管洪水庄组黑色页岩TOC含量为1.53%～4.97%，平均2.46%，但生烃潜量均小于0.10 mg/g，反映富有机质页岩在侵入岩高温烘烤作用影响下，局部会导致其TOC显著降低，生烃潜力耗尽。冀浅1井洪水庄组黑色页岩热解氢指数IH和氧指数IO图解、氢指数IH和热解峰温Tmax图解揭示，洪水庄组黑色页岩有机质类型以Ⅱ1、Ⅱ2型为主(图6)，与典型海相富有机质烃源岩的有机质类型一致。中元古代时期高等植物尚未发育，海洋中有机质生源单一，以发育低等浮游生物为主[16]。洪水庄组黑色页岩有机岩石学分析揭示，原生显微组分包括壳质组、腐泥组和类镜质组[3]。综上分析，冀北坳陷中元古界洪水庄组黑色页岩为一套富有机质的好—极好烃源岩，具备形成规模页岩油的能力。

图5 冀北坳陷中元古界洪水庄组泥页岩总有机碳含量(TOC)和生烃潜量 (S1+S2)的关系Fig.5 TOC vs. PG (S1+S2) of mudstone and shale from Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

烃源岩成熟度是控制基质型页岩油甜点区分布的重要因素[20]，其不仅制约着基质型页岩油的富集与分布，而且控制着页岩油组分、可动性以及页岩的储集性与可压性等。北美投入大规模商业开发的海相页岩油区带剖析揭示，优质烃源岩的热演化程度主要处于生油高峰期至轻质油—凝析油气阶段，如墨西哥湾盆地Eagle Ford组页岩油产量主要来自成熟度Ro为1.10%～1.30%的区域，属与湿气伴生的轻质油和凝析油[18]；甜点区成熟度Ro界限为0.85%～1.50%[20]。钟宁宁等[21]研究表明，无结构藻类体Ro和类镜质体Ro可以作为表征中—新元古界海相地层热演化程度的最重要参数，其有机质的真实热演化程度可以通过换算为等效镜质体反射率EqVRo表示。冀北坳陷洪水庄组有机质的等效镜质体反射率(EqVRo)主要介于0.80%～1.25%，平均为1.10%，局部如冀元1井区受侵入岩烘烤作用影响，则处于过成熟度阶段(等效镜质体反射率已达2.40%以上)(图4)。同时，冀浅1井洪水庄组富有机质黑色页岩典型样品的热解峰温Tmax值主要处于442～454 ℃，平均为446 ℃(图3)，相对应的等效镜质体反射率(EqVRo)为0.80%～1.00%，平均0.90%(图6b)。另外，冀浅1井富有机质页岩样品的沥青反射率Rb最高值为0.78%，等效镜质体反射率(EqVRo)为0.88%。很显然，尽管洪水庄组富有机质页岩地层时代古老，但未遭受侵入岩侵位影响的地区，现今有机质热演化仍处于生油高峰期至高成熟度的早期阶段，为页岩油滞留富集的最佳热演化期。

图6 冀北坳陷中元古界洪水庄组富有机质页岩有机质类型图解Fig.6 Organic matter types of organic rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

2.3 富有机质页岩储集物性与孔隙结构特征

冀北坳陷洪水庄组黑色页岩典型样品基质孔隙度与脉冲法基质渗透率分析结果如图7所示。可见洪水庄组富有机质页岩基质孔隙度较低，主要介于1.0%～8.0%，平均4.7%，与纯页岩储层孔隙度一般为4.0%～6.0%[22]相接近；基质渗透率很低，主要介于(2～100) ×10-6μm2，与郝石生等[23]的分析结果[洪水庄泥页岩渗透率主要介于(1～260) ×10-6μm2]基本一致，比北美西墨西哥湾盆地Eagle Ford页岩的渗透率主要介于(100～1 500) ×10-6μm2[24]还低，反映黑色页岩总体很致密，基质渗透能力弱，只有在微裂缝或人工压裂有效改造下，才会形成有效渗流能力。同时，利用压汞与氮吸附联合分析技术对冀浅1井典型黑色页岩样品开展孔隙结构分析揭示(图8)，富有机质黑色页岩的孔隙明显以孔径大于50 nm的宏孔为主，孔隙体积占比一般在50%以上；次为孔径介于2～50 nm的介孔，孔隙体积占比一般为10%～40%；微孔含量最低，孔隙体积占比均在10%以下。典型样品氩离子抛光扫描电镜分析结果表明，洪水庄组页岩孔隙类型以无机矿物残余粒间孔、黏土矿物晶间孔、磷灰石球粒粒内溶孔、高镁方解石等粒内微裂缝、无机矿物颗粒与有机质之间粒缘缝为主，有机质颗粒中有机孔总体不发育，仅在少量有机质中发育有机孔。因此，无机孔缝是冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩层段页岩油的主要赋存空间。

图7 冀北坳陷中元古界洪水庄组典型富有机质页岩基质孔渗图解Fig.7 Matrix porosity and permeability of typical organic matter rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

图8 冀北坳陷中元古界洪水庄组典型富有机质页岩孔隙结构a.冀浅1井，127.23 m，黑色页岩；b.冀浅1井，131.10 m，黑色页岩；c.冀浅1井，137.28 m，黑色页岩；d.冀浅1井，155.00 m，黑色页岩；e.冀浅1井，172.80 m，黑色页岩；f.冀浅1井，189.58 m，黑色硅质岩Fig.8 Pore structure of typical organic matter rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

2.4 富有机质页岩含油气性特征

泥页岩含油气性表征方法主要包括有机地球化学方法和岩心物理方法两类[25-33]，由于有机地球化学方法既快速又经济，并且不易遗漏岩石封闭孔隙中的烃类[25]，故该表征方法是泥页岩含油气性表征最实用的方法，尤其是热解游离烃S1[26-30]。泥页岩样品的含油气性分析结果影响因素复杂，除与泥页岩本身的有机质丰度、有机质类型和热演化程度有关外，由于赋存于泥页岩中的气态烃和轻烃在常温、常压下极易逸散损失，以及页岩中滞留油在近地表、地表或室内长期放置会遭受微生物降解等作用影响，故也与样品保存方式、新鲜程度、放置时间长短、储集物性与孔隙结构特征以及碎样方式、碎样后分析的及时性等密切相关。因此，页岩样品实测含油气性分析结果往往较地质埋藏条件下的原地含油气量明显偏低。冀北坳陷剖面露头中洪水庄组黑色页岩样品均已遭受了复杂的物理化学风化作用与微生物作用等影响，几乎所有样品热解游离烃S1均小于0.10 mg/g，故其含油气性特征采用区内冀浅1井、元基2井取心段岩心热解分析结果，并结合前人含气量分析结果来进行评价。但岩心样品取样分析时也已放置近9年，故实测分析获得的游离烃S1[0.40～1.6 mg/g，平均为1.0 mg/g(图9a)]已无法真实地反映其在地质条件下的原位含量，同样需要进行校正。前期对富有机质、特低渗泥页岩新鲜样品与放置5个月后样品的热解游离烃S1对比研究揭示，长期放置后游离烃S1损失恢复系数介于1.33～1.89，平均为1.50[34-35]。对苏北盆地处于生烃高峰期(Ro为0.80%～1.00%)的阜二段特低渗富有机质灰质泥页岩的研究表明，新鲜样品热解游离烃S1含量是放置3～6年以上样品热解游离烃S1的2.52～5.56倍，平均4.04倍[36]。目前苏北盆地阜二段基质型页岩油已取得规模突破[37]，这为本次研究洪水庄组岩心样品热解S1恢复系数的确定提供了依据。考虑到洪水庄组岩心样品已放置9年，故针对洪水庄组岩心样品热解游离烃S1采用恢复系数4.0进行恢复(图9b)。可见，当页岩的TOC含量小于2.0%时，恢复后热解游离烃S1主要介于0.88～2.63 mg/g，平均1.63 mg/g，油饱和指数OSI主要介于55～307 mg/g，平均为196 mg/g；当页岩的TOC含量大于2.0%时，恢复后S1主要介于1.60～6.50 mg/g，平均3.90 mg/g，油饱和指数OSI主要介于50～135 mg/g，平均为85 mg/g。另外，据吴迪[38]对冀浅1井和冀元1井洪水庄组典型黑色页岩残余气态烃含量定量分析揭示，洪水庄组黑色页岩残余气态烃含量较高，介于0.13～0.24 m3/t，高于苏北盆地阜二段页岩油富集层段典型样品在钻井现场分析的气态烃含量(0.05～0.14 m3/t)，气态烃组分由CH4、C2H6、C3H8、iC4H10、nC4H10、iC5H12、nC5H12组成。因此，冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩具有较好的含油气性和一定的页岩油资源潜力。

图9 冀北坳陷中元古界洪水庄组典型富有机质页岩游离烃S1恢复前后与TOC的关系Fig.9 TOC vs. S1 before and after recovery of typical organic matter rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

2.5 富有机质页岩可压性与页岩油保存

富有机质页岩的全岩矿物组成是影响页岩可压性的关键因素[39-41]。冀北坳陷冀浅1井和野外露头洪水庄组富有机质页岩典型样品全岩矿物组成分析结果(表2)表明，洪水庄组富有机质页岩矿物组成主要为石英和黏土矿物，次为白云石、黄铁矿，另含少量菱铁矿、钾长石、斜长石、方解石、硬石膏和石膏。其中冀浅1井样品中石英含量介于31.7%～77.0%，平均为54.4%(n=27)，黏土矿物含量13.2%～35.0%，平均为27.2%(n=27)，脆性矿物总量平均达72.3%；野外露头样品中石英含量介于38.9%～73.1%，平均为55.2%(n=25)，黏土矿物含量23.5%～52.5%，平均为36.2%(n=25)，脆性矿物总量平均为61.9%。这表明洪水庄组富有机质页岩具备良好的可压裂改造性。

表2 冀北坳陷中元古界洪水庄组富有机质页岩矿物组成Table 2 Mineral compositions of organic matter rich shale of Mesoproterozoic Hongshuizhuang Formation in Jibei Depression

同时，冀浅1井等取心段洪水庄组富有机质泥页岩局部微裂缝异常发育，并被白云石脉和石英脉充填[38]，反映在地质条件下洪水庄组富有机质泥页岩脆性较好，容易破裂，进一步说明洪水庄组富有机质页岩具有良好的可压性。

发育区域广泛分布的致密顶底板是北美海相页岩层系页岩油得以有效保存的关键必要条件，致密顶底板以致密灰岩或页岩为主[18, 42-43]。冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩的顶板为洪庄水组上部的致密泥质白云岩与铁岭组致密白云岩，底板为洪水庄组下部的致密泥质白云岩、泥岩和雾迷山组致密白云岩、灰岩。但在断裂构造发育区，裂缝系统沟通洪水庄组富有机质页岩层系与上、下致密顶底板，受此影响，则容易导致洪水庄组富有机质层系的页岩油发生散失与运移，洪水庄组下伏雾迷山组和上覆铁岭组白云岩中的油苗可能与此有关。因此，在裂缝系统欠发育的凹陷带(洼陷区)，应是洪水庄组富有机质页岩层系页岩油保存条件相对较有利的地区。

3 页岩油资源潜力与勘探前景探讨

页岩油地质资源量的评价方法与常规油气类似，也可分为动态法和静态法。由于全球范围内除美国外，对于页岩油的研究仍处于勘探评价阶段，因此，目前国内页岩油地质资源量评价的方法主要是静态法，如类比法、统计法和成因法[44]。基于研究区油气勘探程度极低，资料有限，本文采用体积法中的热解S1法，对冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩层段的页岩油地质资源量进行估算，估算公式参考文献[45]，具体如下：

Q=AHρS1K/100

式中：Q为页岩油资源量，104t；A为评价单元有效面积，km2；H为富有机质页岩厚度，m；ρ为含油泥页岩密度，t/m3；S1为热解游离烃含量，mg/g；K为S1的校正系数。

根据钻井揭示、野外剖面露头结合区域地质资料(重点1∶20万区域地质图)，确定冀北坳陷洪水庄组主要分布于党坝向斜带、郭杖子单斜带的北缘和平泉背斜带南缘，有效分布面积约为2 620 km2；TOC大于2.0%的富有机质页岩厚度主要介于35～55 m，平均45 m(图4)；富有机质泥页岩密度取2.55 t/m3；游离烃S1平均1.0 mg/g；S1校正系数K取4.0。计算结果表明，冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩层段页岩油地质资源量为120 258×104t，即约为12×108t。北美页岩油开发实践结果表明，页岩油可采系数一般在5%～7%[34]，本文取可采系数6%计算，则冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩层段的可采页岩油资源量为0.72×108t，说明冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩具有一定的页岩油资源潜力。

烃源条件系统剖析表明，冀北坳陷洪水庄组中部的黑色泥页岩有机质丰度高、有机类型与典型海相富有机质烃源岩的有机质类型一致，以Ⅱ1、Ⅱ2型为主，等效镜质体反射率主要处于0.80%～1.20%，热演化程度适中，页岩油地质资源量约为12×108t，可采资源量为0.72×108t，具备开展页岩油勘探的资源基础。区内探井岩心富有机质泥页岩热解游离烃含量经恢复后普遍大于2.0 mg/g，并且近40%样品的油饱和指数大于100 mg/g，具有形成工业页岩油的一定潜力。另外富有机质泥页岩上下发育致密白云岩或泥质白云岩顶底板，在断裂系统相对不发育的位置保存条件优越；孔隙度与国内外页岩型页岩油储层基本一致，尽管基质渗透率极低，但洪水庄组泥页岩脆性矿物含量高(70%左右)，易于压裂改造形成有效缝网。因此，综合评价认为，冀北坳陷洪水庄组富有机质泥页岩层段应具有较好的基质型页岩油勘探前景。

4 结论

(1)冀北坳陷洪水庄组中部潟湖相黑色泥页岩厚度主要介于35～55 m，TOC含量主要介于1.0%～6.8%，平均高达4.7%；生烃潜量(S1+S2)主要介于6.0～24.0 mg/g，平均15.8 mg/g；有机质类型以Ⅱ1、Ⅱ2型为主，为一套富有机质的好—优质烃源岩，具备形成规模页岩油的物质基础；有机质的等效镜质体反射率(EqVRo)主要介于0.80%～1.25%，平均为1.10%，处于页岩油滞留富集的最佳热演化阶段。

(2)洪水庄组富有机质泥页岩孔隙度主要介于1.0%～8.0%，平均4.7%，基质渗透率很低，主要介于(2～100) ×10-6μm2；孔隙以孔径大于50 nm的宏孔为主，其孔隙体积占比一般在50%以上；无机孔缝是冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩层段页岩油的主要赋存空间。

(3)洪水庄组富有机质泥页岩热解游离烃S1含量经恢复后普遍大于2.0 mg/g，40%的样品油饱和指数OSI大于100 mg/g，具有形成工业页岩油的一定潜力，并且富有机质泥页岩上下发育致密白云岩或泥质白云岩顶底板，在断裂系统相对不发育的位置保存条件优越；孔隙度与国内外页岩型页岩油储层基本一致，尽管基质渗透率极低，但洪水庄组富有机质页岩脆性矿物含量高(平均介于61.9%～72.3%)，易于压裂改造形成有效缝网。

(4)冀北坳陷洪水庄组富有机质页岩型页岩油地质资源量约为12×108t，可采资源量为0.72×108t，具备针对洪水庄组富有机质泥页岩开展页岩油勘探的资源基础，具有较好的基质型页岩油勘探前景。