准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式.pdf

引用本文：张奎华，孙中良，张关龙，等准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式石油实验地质，（）：，（）：准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式张奎华，孙中良，张关龙，宋振响，于洪洲，周 健，曹婷婷，宋梅远，王 斌，李志明，中国石化 胜利油田分公司，山东 东营；页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，江苏 无锡；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；中国石化 油气成藏重点实验室，江苏 无锡；中国石化 胜利油田分公司 勘探开发研究院，山东 东营 摘要：相较于准噶尔盆地玛湖凹陷，与之紧邻的哈山地区经历了多期推覆改造，油气形成演化过程复杂，页岩油勘探面临优势岩相不明、富集规律不清等诸多挑战。为落实哈山地区下二叠统风城组页岩优势岩相，总结页岩油富集模式，以该区的哈山 井、哈深斜 井等 口探井 余块样品为基础，基于岩心、普通薄片观察等手段，在沉积环境及沉积相研究的基础上系统开展页岩岩相类型划分；结合、扫描电镜、低温氮气吸附、热解等实验方法分岩相综合开展了储层物性及含油性评价；基于页岩矿物组成及有机质丰度和含油性的相关性分析，初步建立了哈山地区风城组页岩油富集模式。哈山地区风城组页岩可分为陆源碎屑岩相、白云质混积岩相、含碱性矿物混积岩相和含火山碎屑混积岩相 种岩相类型。陆源碎屑岩相中的（泥质）粉砂岩、白云质混积岩相中的白云质砂岩及含火山碎屑混积岩相储层物性及含油性较好，为有利的页岩油储集岩。页岩油富集模式可分为 类：在三角洲外前缘的陆源碎屑岩相中，主要为邻层运移的页岩油富集模式；在滨浅湖半深湖发育段，白云质混积岩相发育段主要为同层裂缝运移以及邻层运移的页岩油富集模式；在含火山碎屑混积岩相发育的层段，为自生自储的基质型页岩油富集模式。关键词：页岩油；岩相；富集模式；风城组；哈山地区；准噶尔盆地中图分类号：文献标识码：，；，；，；，；，：，收稿日期（）：；修订日期（）：；出版日期（）：。作者简介：张奎华（），男，博士，教授级高级工程师，从事油气勘探研究与部署工作。：。基金项目：中国石化科技部项目“准噶尔盆地石炭二叠系潜力评价与目标优选”（）和“准噶尔盆地腹部下组合油气成藏条件与勘探方向”（）联合资助。第 卷第 期 年 月 石 油 实 验 地 质 ，：，（），：，：；玛湖凹陷是准噶尔盆地油气富集程度最高的生烃凹陷，下二叠统风城组（）为玛湖凹陷最主要的烃源岩发育层系。近年来中国石油依据“源储耦合、有序共生”的勘探思路，由浅及深地进行油气勘探，玛湖凹陷风城组多类型页岩油均取得了勘探突破。在玛湖凹陷斜坡区部署的玛页 井，最高日产页岩油量达 ，证实了玛湖凹陷风城组页岩油的巨大勘探潜力。哈山地区构造上处于准噶尔盆地西北缘隆起乌夏断裂带的西北端山前冲断带，北接和什托洛盖盆地，南邻玛湖富烃凹陷（图），沉积地层与玛湖凹陷相似，二叠系风城组分为风一段、风二段和风三段，但受多期推覆改造影响，发育超剥带、冲断推覆体及准原地地层，主体呈“三层楼”结构（图）。哈山地区目前主要在超剥带侏罗系和石炭系二叠系火山岩领域取得 个规模发现。近年来，在玛湖凹陷页岩油重大突破带动下，中国石化也加快了哈山地区风城组页岩油的勘探部署，早期在哈山西段部署的哈浅 井、哈深斜 井、哈山 井等多口井在风城组见良好的油气显示，年分别在哈山西段和中段实施的哈山斜 井和哈山 井在风城组也均见到丰富的油气显示，揭示哈山地区风城组也具备页岩油的勘探前景。众多学者从基础地质研究入手，相继对哈山地区开展了区域构造背景、盆地结构属性及构造演化、地层沉积、烃源岩评价及油气成藏过程等方面的工作。研究表明，哈山地区早二叠世为同沉降阶段。与玛湖凹陷高度相似，沉积环境主要为残留海封闭后的碱湖沉积，富菌藻类发育，有机质丰度高，生烃能力强；岩性相对复杂，发育碎屑岩、白云岩、火山岩等多种岩性及其岩相组合。支东明等将玛湖凹陷风城组页岩岩相划分为泥岩类（包括白云质、粉砂质、凝灰质泥岩）、白云岩类（包括粉砂质、泥质、凝灰质白云岩）、凝灰岩类（包括粉砂质凝灰岩、白云质凝灰岩、沉凝灰岩）和粉砂岩类（包括白云质、凝灰质、泥质粉砂岩）。并依据岩相分类评价出含油性最好的岩相为粉砂岩类，其次为泥岩类。并在此基础上建立了源储一体型、源储紧邻型以及源储分离型三类页岩油富集模式，进一步指导了玛湖凹陷页岩油的勘探开发与区带优选。由于哈山地区经历了多期逆冲推覆叠加构造，地层叠置，存在准原地和多套推覆体地层，岩相变化十分频繁。外源陆源碎屑、内源化学沉积及火山作用的共同影响加重了这一现象，导致不同地区岩相可比性差，同时对储层物性和油气成藏产生较大影响，。因此，结合哈山地区特殊地质背景进行针对性的岩相划分，对接下来哈山地区页岩油甜点区 层优选至关重要。本文以哈山中段的哈山 井以及哈山西段的哈深斜 井、哈山 井、哈山 井等 口探井 余块样品为基础，在沉积环境及沉积相研究基础上开展岩性及石 油 实 验 地 质 ：第 卷?5?69?1?4?7?1J-KTP2wP2xP1fP-C1jCAA?5?0510 km050 km?001?1?1?1?11?5?1?3?1?49?6?4?7?4?69?AABBN图 准噶尔盆地哈山地区区域构造与位置，分别为二叠系乌尔禾组、下子街组、风城组和佳木河组；图据文献修改。，岩相划分工作，并对哈山地区风城组不同岩相页岩样品的储集性能、含油性特征进行对比分析，优选有利储集岩相，总结不同岩相的页岩油富集模式，以期更好地服务于后期页岩油有利区与目标层段的优选。沉积相展布与岩相划分哈山地区岩相主要受沉积相及沉积微相控制，距离沉积中心较远的三角洲外前缘受陆源碎屑输入程度影响更大，滨浅湖、半深湖深湖相带则主要受内源化学沉积影响。考虑到推覆改造作用的影响，本文将推覆体地层恢复原位后开展了连井沉积特征分析。由近东西向的 剖面（图）可以看出，哈山地区风城组一段主要显示为滨浅湖沉积，主要岩性包括白云质泥岩、泥质云岩或白云质砂岩等。哈山 井准原地风一段下部发育滨浅湖沉积，受火山作用影响发育含凝灰质混积岩，部分玄武岩，至风一上亚段转变为主要为半深湖深湖相沉积，处于碱湖沉积中心，主要岩性为含碱矿白云质泥岩。受重力流以及火山作用影响，部分层段夹砂岩层以及含火山碎屑混积岩相层。风二段准原地主要为滨浅湖沉积，推覆体主要为三角洲外前缘沉积，受陆源输入影响，三角洲外前缘主要岩性包括泥岩，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩等，砂岩与泥岩多互层发育，部分层段含少量白云质砂岩；受火山作用影响哈深斜 井风二段存在凝灰质夹层。哈山地区风三段主要为三角洲外前缘沉积。依据不同沉积相发育的岩性组合类型以及矿物成分特征（图），结合大薄片扫描及薄片鉴定，总结出哈山地区风城组泥页岩岩相主要可分为 类（表，图）。（）陆源碎屑岩相。主要包括（砂质）泥岩类（图 ）和（泥质）粉砂岩类（图 ）。该类岩相矿物成分中的陆源碎屑矿物（包括黏土、石英、长石）为主要矿物成分，约占总矿物成分的，其中（砂质）泥岩类黏土含量较高，普遍为（均值 为），其次为石英（，均值为）、斜长石（，均值为）等；（泥质）粉砂岩类黏土含量相对较小，普遍在左右，石英、长石的含量显著增加，两者含量超过了（图）。（砂质）泥岩类样品成层性较好（图，），反映出较安静的沉积环境，有机质 第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式?0200GR/API?0200SP/mV3 9004 000?110 150-1001003 3003 40035003 6003 7003 8003 9004 0004 1004 200?1020002003 4003 5003 600?61300-100203 1003 2003 3003 4003 500?50150-1001004 7004 8004 9005 0005 1005 2005 3005 4005 5005 600?50200-5050?49?BB4 4004 5004 6004 7004 800?/m?/m?/m?/m?/m?/mGR/APISP/mVGR/APISP/mVGR/APISP/mVGR/APISP/mVGR/APISP/mV?图 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组沉积相对比 ，表 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组页岩岩相分类及沉积特征 ，岩相组合类型陆源碎屑岩相（粉砂质）泥岩（泥质）粉砂岩白云质混积岩相白云质砂岩白云质泥岩含碱性矿物混积岩相含火山碎屑混积岩相发育层位风三段，风二段上部风二段风一段上部、风二段风一段、风二段沉积相带三角洲外前缘滨浅湖半深湖滨浅湖半深湖 火山岩相主要岩性及岩相组合泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、白云质泥岩、泥质白云岩、白云质砂岩含碱白云质泥岩、含碱灰云质泥岩凝灰岩、凝灰质细砂岩、凝灰质泥岩丰度相对较高，含量均值为（图），为较好的烃源岩，具三角洲外前缘的间湾沉积特征，主要发育在风二中上亚段以及风三段（图）；（泥质）粉砂岩主要为块状（图），分选较好，呈次棱次圆状（图），反映出较强的水动力特征，为三角洲外前缘的远砂坝沉积，该类岩相主要发育在风二上亚段和风三段。（）白云质混积岩相。主要包括白云质砂岩和白云质泥岩（图，）。该类岩相黏土含量普遍低于，均值为，石英（，均值为）以及白云石（，均值为）为主要矿物成分且含量变化差异大（图）。白云质混积岩相泥页岩有机质丰度均值在 左右（图），沉积构造包括层状（图）、纹层状（图）和块状。其中，纹层状白云质泥岩的有机质丰度最高（含量均值为），其次为层状白云质泥岩（含量均值为），多见季节性韵律层（粉砂质与白云质岩互层）（图），常见滑塌变形构造（图），显示沉积时具有一定的坡度，主要发育水平层理，偶见波状层理，总体显示为滨浅湖的沉积特征，该岩相主要发育于风二段中下部。（）含碱性矿物混积岩相。主要岩性包括含碱白云质泥岩、含碱灰白云质泥岩、含碱灰质白云岩等（图）。受岩性变化的影响，该类岩相的矿物成分复杂且变化较快（图），优势矿物成分主要和岩性有关，该类岩相中菱镁矿、黄铁矿含量显著增加，反映较强的还原环境特征，镜下观察其碱性矿物主要包括了硅硼钠石、碳钠钙石、碳钠镁石等（图）。白云质泥岩、含碱白云质泥岩和天然碱盐层的周期性沉积，在湖平面萎缩到最小时，可见天然碱盐层。总体上，该岩相的有机质丰度较差，含量均值仅为，部分纹层状发育的泥岩有机质丰度可达（图），随着碱性矿物的增加，有机质丰度变差。碱性矿物主要呈雪花状，条带状，网状分布在云泥岩中（图，），总石 油 实 验 地 质 ：第 卷?（?）?（?）?A1A2A3A4B1B4B3B2C1C2C3C4D1D2D3D4E1E2E3E4F1F2F3F4HS5,3 928.98 m?HS5,3 926.42 m?HS5,4 466.91 m?HS5,4 463.36 m?HS5,4 638.77 m?HS5,5 130.6 m?500 m5 mm2 mm500 m500 m5 mm500 m500 m2 mm2 mm500 m10 m10 m10 m100 m100 m500 m500 m图 准噶尔盆地哈山地区不同岩相的岩心照片及镜下特征 ，?020406080100HS5-1HS5-3HS5-5HS5-7HS5-9HS5-11HS5-13HS5-15020406080100HS5-17HS5-19HS5-21HS5-23HS5-25HS5-27HS5-29HS5-31HS5-33020406080100HS5-36HS5-38HS5-40HS5-42HS5-44HS5-46HS5-48HS5-50HS5-52HS5-54HS5-56HS5-58HS5-60020406080100HS5-61HS5-63HS5-65HS5-67HS5-69HS5-71HS5-73HS5-75a.?b.?c.?d.?/%?/%?/%?/%图 准噶尔盆地哈山地区不同岩相的矿物成分特征 ，第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式?7(?)?21(?)?10(?)()?(9()(?)?8?12(?)2.52.01.51.00.500.661.101.060.980.541.12(TOC)/%?（?）图 准噶尔盆地哈山地区不同岩相的有机质丰度特征 ，体反映半深湖相咸水沉积特征，主要发育于风一段上部以及风二段中、下部。（）含火山碎屑混积岩相。主要包括凝灰岩、凝灰质细砂岩、凝灰质泥岩等（图）。受火山喷发影响，发育层位和位置无规律性，哈山中部哈山 井的风一段、哈山西部哈深斜 井的风二段及哈山 井风一段均见到该岩相。其主要发育在滨浅湖相，以白云石矿物为主（，均值为），含角闪石、辉石等火山碎屑矿物（图），该岩相有机质丰度较高，平均 含量值为，部分含凝灰质白云质泥岩的 含量可达以上（图）。依据不同井风城组沉积相带、岩性岩相组合，结合测井预测及地震响应特征，编制了哈山地区风城组岩相平面展布图以及岩相发育模式图（图）。在三角洲外前缘相主要发育陆源碎屑岩相，包括泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和粉砂岩等；滨湖浅湖相主要发育白云质混积岩相，包括白云质泥岩以及白云质砂岩；受火山作用影响的地带发育含凝灰质混积岩相，因发育相带的差异，含火山碎屑混积?2?5?49BBCC?CCa.?b.?1?2?7?5（?）?5（?）?23?1?1?1?7?11?6?5?(?)5?23?01020 kmN图 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组泥页岩岩相展布与发育模式 ，石 油 实 验 地 质 ：第 卷 岩相的岩性组合存在差异，在滨浅湖相包括含凝灰质泥岩、含凝灰质白云质泥岩等，在三角洲相主要发育含凝灰质砂砾岩等，当火山物质较多时，可沉积沉凝灰岩；在深湖半深湖相区主要发育含碱性矿物混积岩相，包括含碱性矿物泥岩、含碱性矿物白云质泥岩等。优势岩相评价 储集性评价图 的岩心和薄片观察结果显示，在宏观尺度上，哈山地区主要发育裂缝和溶蚀孔。其中，陆源碎屑岩相泥页岩主要发育构造裂缝溶蚀孔（图，），裂缝多与溶蚀孔相伴生，主要为早期裂缝中充填的硅质或方解石被后期的地质流体溶蚀形成；受构造活动影响，泥页岩中也多发育高角度羽列式裂缝（图，）。薄片下陆源碎屑岩相的孔隙发育程度总体较差，主要为微裂缝（图，）。通过扫描电镜观察得出，在微观尺度上，陆源碎屑岩相（图）中（泥质）粉砂岩类主要发育陆源碎屑矿物的粒间孔，孔隙尺寸多小于 ，孔隙中常见有机质充填，其次发育黏土矿物收缩缝，收缩缝长度可达 ；在泥岩中黏土矿物收缩缝更为发育，主要为微米级，多被沥青充填（图）。白云质混积岩相泥页岩主要发育各式裂缝，如交叉缝、网状缝等（图，），为该岩相的主要储集空间。扫描电镜显示该岩相主要发育微裂缝（图）、粒缘缝（图）、长石溶孔、白云石溶孔等。溶蚀孔多为纳米级孔隙，连通性差，与宏观尺度的缝网发育存在较大差异。含碱矿混积岩相泥页岩发育溶蚀孔和裂缝（图），但裂缝多被碱性矿物充填（图 ，）；扫描电镜观察显示该岩相纯碱晶间孔最为发育，其次为粒缘缝。研究认为，由于纯碱在泥浆中有很好的流动性，纯碱晶间孔可能由后期重结晶产生，对地质条件下油气的赋存贡献不大。含火山碎屑混积岩相泥页岩主要发育层理缝和凝灰质溶蚀孔（图，），扫描电镜下可观察到较多的微裂缝及溶蚀孔（图）等，孔缝尺寸均较大，与宏观尺度上观察到的孔缝发育特征有较好的一致性。氮气吸附结果（图）显示，含火山碎屑混积岩相泥页岩孔隙结构最好，在相对压力（）较小时液氮吸附量缓慢增加。在 时，液氮吸附量迅速增加，表明孔隙较为发育，且主要为四周开放的狭缝型孔隙，孔隙连通性较好。陆源碎屑岩相泥页岩孔隙结构次之，液氮吸附量在 时逐渐增加，随压力增大，吸附量迅速增加，相较于（粉砂质）泥岩，（泥质）粉砂岩的吸附量明显较高且回滞环开口较大，表明（泥质）粉砂岩孔隙更为发育，孔隙结构也更为复杂。白云质混积岩相泥页岩氮气吸附量较小，且回滞环开口较大，表明孔隙发育较差且结构复杂，白云质砂岩的吸附量略051015202500.20.40.60.81.0d.?HS5-G,5 134.27 mHS5-H,5 341.09 m0246810121400.20.40.60.81.0a.?HS5-A3 928.8 m?,(),HS5-B3 931.4 m?,(),00.40.81.21.600.20.40.60.81.0b.?HS5-C4 462.42 m?,HS5-D4 471 m?,01.53.04.56.000.20.40.60.81.0c.?HS5-E,4 648.37 mHS5-F,4 640.82 m?cm g)3/(/?cm g)3/(/?cm g)3/(/?cm g)3/(/P P/0P P/0P P/0P P/0图 准噶尔盆地哈山地区风城组页岩不同岩相孔隙结构特征 ，第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式优于白云质泥岩，表明白云质砂岩的孔隙更发育。含碱性矿物混积岩相泥页岩在相对低压和相对中压区（）氮气吸附量较小，在相对高压区（）吸附量突增，表明其主要发育宏孔。为更好表征哈山地区不同岩相泥页岩的孔径分布特征，研究中采用氮气吸附与高压压汞联测的方法，表征不同岩相的孔隙分布特征与总孔体积。基于国际理论与应用化学联合会（）依据页岩储层孔径大小的孔隙分类方法，以、将孔隙分为微孔、介孔、宏孔。据表 可以看出，含火山碎屑混积岩相泥页岩的微孔、介孔较发育，累计孔容最高，其次为含碱性矿物混积岩相，主要发育宏孔，陆源碎屑混积岩相泥页岩主要发育介孔，其中（泥质）粉砂岩的孔隙发育明显优于（粉砂质）泥岩类，白云质混积岩相泥页岩的孔隙发育程度较差，总孔容明显低于其他岩相一个数量级，白云质砂岩的孔隙发育程度略好于白云质泥岩。虽然白云质混积岩相泥页岩的孔隙发育较差，但是从图、可以看出，白云质混积岩相泥页岩中广泛发育的裂缝可以为页岩油提供有利的运移通道及储集空间，依然是较好的储集岩。含油性评价在岩性划分基础上，首先通过对不同岩相泥页岩样品的含油性特征观察得出，陆源碎屑岩相泥页岩主要为基质含油，（泥质）砂岩中的含油性明显较好（图），与扫描电镜中观察到的陆源碎屑粒间孔内含油的结果吻合（图）；白云质混积岩相泥页岩裂缝中大量含油（图），且裂缝石英脉体中赋存大量的油包裹体（图），进一步表明了该岩相泥页岩以裂缝为主要储集空间；含碱性矿物混积岩相泥页岩在溶蚀孔缝中存在油气显示（图，），但因为后期的碱性矿物充填，可能不具备很好的开采性，扫描电镜显示出，该岩相的页岩油在长英质孔隙中也有赋存（图）；在含火山碎屑混积岩相中，页岩油主要赋存在层理缝及广泛发育的溶蚀孔缝中（图，）。通过对比不同井、不同岩相泥页岩的热解 值（图）分布特征可以看出，在推覆体或准原地地层中，白云质混积岩相及含火山碎屑混积岩相泥页岩的热解 值含量高，其次为（泥质）砂岩相，这与玛湖凹陷的玛页 井具有较好的相似性，但整体含油性要低于玛页 井。从准原地及推覆体地层含油性对比来看，准原地的白云质混积岩相及含火山碎屑混积岩相泥页岩热解 值普遍高于 ，优于推覆体的同类岩相。不同岩相泥页岩的含油饱和指数（）对比（图）分析显示，白云质混积岩相、含火山碎屑混积岩相泥页岩及部分（泥质）粉砂岩的 值普遍高于 （每克，下同），达到了页岩油商业开发标准，白云质混积岩相中的白云质砂岩的 略好于白云质泥岩。陆源碎屑岩相中的（粉砂质）泥岩含油饱和指数普遍低于 ，含碱矿混积岩相含油饱和指数在 范围内，可动性总体较差，不是有利岩相。总结哈山地区储集及含油性特征可以得出，白云质混积岩相、含火山碎屑混积岩相泥页岩孔缝发育程度和含油性总体优于其他岩相，为哈山地区风城组页岩油甜点层开采的最有利岩相，陆源碎屑岩相中的（泥质）粉砂岩相含油性及储层物性也相对较好，可作为甜点层开采的备选岩相。结合前文的沉积相特征，发育在三角洲外前缘的（泥质）砂岩表 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组不同岩相泥页岩氮气吸附孔隙体积分布 ，岩相微孔孔容（）介孔孔容（）宏孔孔容（）累计孔容（）陆源碎屑岩相白云质混积岩相含碱性矿物混积岩相含火山碎屑混积岩相（粉砂质）泥岩 （泥质）粉砂岩 白云质砂岩 白云质泥岩 注：表中分式意义为：最小值最大值平均值。石 油 实 验 地 质 ：第 卷 5 cm5 cm500 m500 m5 mabjcdeikfgh5 cm5 cm10 m5 cm5 cm5 cm图 准噶尔盆地哈山地区哈山 井二叠系风城组页岩不同岩相样品的含油性特征 ，陆源碎屑岩相，泥质粉砂岩，粉砂岩基质孔隙内含油；，陆源碎屑岩相，泥质粉砂岩，粉砂岩基质孔隙内含油孔隙内含油；，陆源碎屑岩相，长英质孔隙内含油，扫描电镜；，白云质混积岩相，白云质泥岩裂缝含油；，白云质混积岩相，高角度裂缝被石英脉充填（石英脉体内含大量油包裹体）荧光薄片；，含碱性矿物混积岩相，溶蚀孔缝内含油，后期被碱性矿物充填；，含碱性矿物混积岩相，溶蚀孔缝内含油，后期被碱性矿物充填；，含碱性矿物混积岩相，长石溶孔内含油，扫描电镜；，含火山碎屑混积岩相，凝灰岩溶蚀孔洞含油；，含火山碎屑混积岩相，纹层状凝灰质泥岩，层理缝内含油；，含火山碎屑混积岩相，顺层缝充填方解石（方解石脉体中含大量油包裹体）荧光薄片。，3 8004 0004 2004 4004 6004 8005 0005 2005 4005 6000246()?()?a.?53 2003 3003 4003 5003 6003 7003 8003 9004 0004 10002461 9001 9502 0002 0502 1002 1502 2002 2502 3002 3502 4000124 5504 6004 6504 7004 7504 8004 8504 9004 9505 000051015c.?1?d.?1?b.?1?m/?m/?m/?m/S1/(mg/g)S1/(mg/g)S1/(mg/g)S1/(mg/g)图 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组页岩不同岩相样品的含油性 ，第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式012345012345OSI100 mg/g?OSI50 mg/g?S1/(mg/g)(TOC)/%(?)?()?图 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组页岩不同岩相含油饱和指数（），带、发育在滨浅湖的白云质混积岩相带以及受火山作用影响的地区，均为页岩油开采的有利相带发育区，可为后期页岩油甜点区、甜点段优选提供依据。页岩油富集模式通过对比不同岩相泥页岩的岩性组合特征与有机质丰度、储集物性和含油性特征可以发现，不同岩相泥页岩的页岩油富集模式存在差异。在陆源碎屑岩相中，主要可分为泥质粉砂岩夹砂岩组合，泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层组合以及纯泥岩段。泥质粉砂岩夹砂岩组合有机质丰度较低（含量小于），热解 以及含油饱和指数（）与有机质丰度有较好的对应性，泥质粉砂岩的含油性更好（大于 ）；泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层组合，含量与热解 以及 的一致性较差（图），其中粉砂质泥岩的 含量较高（大于），但含油性较差，而泥质粉砂岩的 低值对应的含油性较好；在泥岩段，具有典型的高、低含油性特征。由前文的对比分析中不难发?0400OSI（mg/g.TOC-1）04S1（mg/g）03TOC（%）?0100?0100?0100?10150GR4075AC?4 6404 645?0400OSI（mg/g.TOC-1）04S1（mg/g）03TOC（%）?0100?0100?0100?10150GR4075AC?4 4604 4654 470?04000403?010001000100101504075?/m?3 930?、?，?5 135?/?(TOC)/%S1/(mg/g)OSI/(mg/g)?/%?/%?/%AC/(s/m)GR/API图 准噶尔盆地哈山地区二叠系风城组页岩油富集模式综合示意 ，石 油 实 验 地 质 ：第 卷 现，在陆源碎屑混积岩相中页岩油主要在（泥质）粉砂岩的基质孔内赋存（图，图），泥岩中的有机质丰度较高但含油性较差，主要原因在于生成的油气向邻层的（泥质）粉砂岩短距离运移聚集，形成了邻层运移型的致密油富集模式。在白云质混积岩相中，主要的岩相组合包括白云质泥岩夹泥质白云岩组合、白云质泥岩夹白云质砂岩组合以及白云质泥岩段。该岩相 含量与热解 含量总体显示出较好的一致性，白云质砂岩的含油性略好于白云质泥岩（图）。白云质混积岩相广泛发育裂缝，为该岩相页岩油赋存的主要储集空间。白云质砂岩中的长英质粒间孔更为发育，可作为页岩油赋存的孔隙空间。因此，可以判断，白云质混积岩相段的页岩油富集模式为夹层运移及裂缝赋存的富集模式，主要表现为白云质泥岩生成的油气向邻层白云质砂岩和裂缝中运移。在含碱性矿物混积岩相泥页岩中，有机质丰度和含油性普遍较低，碱性矿物含量越高，有机质丰度越差，有机质丰度较高的层位多为碱性矿物层间的富有机质泥岩纹层。除碱性矿物外，该层位也见孔隙发育较好的长英质或白云质纹层，可作为页岩油赋存的空间，主要为邻层或同层位页岩油赋存。但由于碱性矿物的后期充填，导致该岩相的含油性总体较差，不是有利的页岩油富集岩相。在含火山碎屑混积岩相泥页岩中，有机质丰度及含油性均较好（含量普遍大于，普遍高于 ），含量与热解 以及 有很好的对应关系，含量高的层位含油性普遍较好（图）。由岩心观察可以看出，该岩相主要发育一些层理缝及凝灰质溶蚀孔缝（图，图，），薄片以及扫描电镜显示该岩相的基质孔隙也较为发育（图，），且孔缝脉体内发育大量油包裹体（图）。火山凝灰质可以携带充足的营养物质进入水体，造成藻类勃发，提高湖泊生产力，从而促进有机质富集，孔缝的大量发育为页岩油的富集提供了储集空间，为典型的自生自储的基质型页岩富集模式。在此基础上总结出哈山地区的 种致密油 页岩油富集模式（图）：在三角洲前缘沉积相中，主要为邻层运移的富集模式，富有机质（粉砂质）泥岩与（泥质）粉砂岩储层互层，形成邻层运移的致密油藏；在滨浅湖云岩发育段主要为同层裂缝运移以及邻层运移的富集模式，白云质泥岩中生成的油气在白云质砂岩夹层及裂缝中赋存；在含火山碎屑混积岩相发育的层段，有机质丰度高且孔隙发育，形成自生自储的基质型页岩油富集模式。结论（）哈山地区风城组页岩为碱湖相混合细粒沉积，主要发育碱湖中心半深湖相、滨湖浅湖相及三角洲外前缘相。受陆源碎屑输入、内源化学沉积及火山作用联合控制，可划分为四大类岩相：包括陆源碎屑岩相，主要为（砂质）泥岩和（泥质）砂岩；白云质混积岩相，主要为白云质泥岩和白云质砂岩；含碱性矿物混积岩相及含火山碎屑混积岩相。（）陆源碎屑岩相裂缝和溶蚀孔较为发育，微观孔隙主要为陆源碎屑粒间孔、黏土矿物收缩缝等，孔隙结构较为复杂，主要发育介孔，其中（泥质）粉砂岩孔隙发育较好，部分样品 大于 ，为致密 页岩油赋存的优势岩相；白云质混积岩相泥页岩主要发育裂缝，微观孔隙类型主要为粒缘缝，长石溶孔、白云石溶孔等，孔径大小以宏孔为主，热解 值普遍高于 ，大于 ，为页岩油赋存的优势岩相，白云质砂岩储集物性和含油性略好于白云质泥岩；含火山碎屑混积岩相泥页岩裂缝、溶蚀孔广泛发育，热解 值普遍高于 ，大于 ，同样为页岩油赋存的优势岩相。（）哈山地区页岩油富集模式可分为 类：邻层运移的致密油藏，主要发育在三角洲外前缘带，相对安静水体环境发育富有机质泥岩，砂岩段储集物性好，泥岩生成的油气短距离运移至邻层砂岩储层中富集；自生自储的页岩油藏，在滨浅湖白云质岩发育段主要为同层裂缝运移及邻层运移富集模式，白云质泥岩中生成的油气在白云质砂岩夹层及裂缝中赋存；在受火山作用影响的含火山碎屑混积岩相段，凝灰质的存在有利于提高页岩的生烃及储集性能，形成自生自储的页岩油富集模式。致谢：感谢中国石化胜利油田分公司提供的样品与资料支持。利益冲突声明 所有作者声明不存在利益冲突。作者贡献 张奎华、孙中良参与文章写作与修改，宋振响、王斌、李志明、曹婷婷提供修改意见，张关龙，于洪洲，周健，宋梅远提供样品和资料支持。所有作者均阅读并同意最终稿件的提交。，第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式，参考文献：张善文准噶尔盆地哈拉阿拉特山地区风城组烃源岩的发现及石油地质意义石油与天然气地质，（）：，（）：支东明，宋永，何文军，等准噶尔盆地中下二叠统页岩油地质特征、资源潜力及勘探方向新疆石油地质，（）：，（）：胡涛，庞雄奇，于飒，等准噶尔盆地风城地区风城组烃源岩生排烃特征及致密油资源潜力中南大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：郑国伟，高之业，黄立良，等准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储层润湿性及其主控因素石油与天然气地质，（）：，（）：贾承造论非常规油气对经典石油天然气地质学理论的突破及意义石油勘探与开发，（）：，（）：宋永，杨智峰，何文军准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组碱湖型页岩油勘探进展中国石油勘探，（）：，（）：支东明，唐勇，郑孟林，等准噶尔盆地玛湖凹陷风城组页岩油藏地质特征与成藏控制因素中国石油勘探，（）：，（）：支东明，曹剑，向宝力，等玛湖凹陷风城组碱湖烃源岩生烃机理及资源量新认识 新疆石油地质，（）：，：，（）：张关龙，张奎华，王圣柱，等哈拉阿拉特山石炭系裂缝发育特征及成藏意义西南石油大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：刘勇，袁海锋，高耀，等准噶尔盆地哈山地区石炭系二叠系裂缝充填方解石的成因机制及石油地质意义地质学报，（）：，（）：钱永新，邹阳，赵辛楣，等准噶尔盆地玛湖凹陷玛页 井二叠系风城组全井段岩心剖析与油气地质意义油气藏评价与开发，（）：，（）：于洪洲，王越，周健，等准噶尔盆地西北缘哈山地区二叠系风城组沉积体系新疆石油地质，（）：，（）：肖雄飞哈山地区二叠系风城组云质岩储层发育特征研究北京：中国石油大学，：，马遵敬哈山地区二叠系油源对比及成烃演化研究北京：中国石油大学，：，于春勇，贾雨萌，李晓祥，等准噶尔盆地哈山地区石炭二叠系油气成藏期次及时间厘定录井工程，（）：，（）：石 油 实 验 地 质 ：第 卷 曾治平，柳忠泉，赵乐强，等准噶尔盆地西北缘哈山地区二叠系风城组页岩油储层特征及其控制因素岩性油气藏，（）：，（）：杨智峰，唐勇，郭旭光，等准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩油赋存特征与影响因素石油实验地质，（）：，（）：何文军，钱永新，赵毅，等玛湖凹陷风城组全油气系统勘探启示新疆石油地质，（）：，（）：张凤奇，刘伟，鲁雪松，等喜马拉雅晚期构造应力场及其与油气分布的关系：以准噶尔盆地南缘为例断块油气田，（）：，：，（）：匡立春，唐勇，雷德文，等准噶尔盆地二叠系咸化湖相云质岩致密油形成条件与勘探潜力石油勘探与开发，（）：，（）：唐勇，曹剑，何文军，等从玛湖大油区发现看全油气系统地质理论发展趋势新疆石油地质，（）：，：，（）：牛海青，陈世悦，张鹏，等准噶尔盆地乌夏地区二叠系碎屑岩储层成岩作用与孔隙演化中南大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：李佳思，付磊，张金龙，等准噶尔盆地乌夏地区中上二叠统碎屑岩成岩作用及次生孔隙演化岩性油气藏，（）：，（）：于洪洲准西北缘哈山地区石炭系火山岩储层特征及影响因素地质力学学报，（）：，（）：李鹏，熊健，晏奇，等准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组岩性对岩石力学特性的影响石油实验地质，（）：，（）：支东明，唐勇，何文军，等准噶尔盆地玛湖凹陷风城组常规非常规油气有序共生与全油气系统成藏模式石油勘探与开发，（）：，（）：李萧，劳海港，胡秋媛，等准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带构造特征及物理模拟实验石油实验地质，（）：，（）：李宗浩，刘海磊，卞保力，等准噶尔盆地西北缘掩伏带构造特征及勘探潜力分析特种油气藏，（）：，（）：，（）：孙中良，王芙蓉，韩元佳，等江汉盆地潜江凹陷古近系潜江组盐间可动页岩油赋存空间多尺度表征石油实验地质，（）：，（）：，（）：（编辑黄 娟）第 期 张奎华，等 准噶尔盆地哈山地区下二叠统风城组泥页岩优势岩相与页岩油富集模式