CN111610130A - 一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法 - Google Patents
一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，该方法利用泥页岩油勘探钻井取心、岩性及岩相精准描述、配套地质实验分析方法，对陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化特征评价，采用深度（m）、Ro（%）、地温（℃）、成岩阶段、总孔隙度（%）、有机页理缝（面孔率，%）、无机页理缝（面孔率，%）、无机孔（面孔率，%）、孔隙成因参数指标，建立了泥页岩油储集层孔隙演化模式，满足了泥页岩油勘探的需求。该方法评价陆相泥页岩油在中成岩晚期Ro1.1%～1.6%形成次生孔隙发育带，具有大规模聚集的储集空间及以微米级孔隙贡献为主，指导陆相页岩油“甜点”优选及勘探突破，丰富了非常规储集层地质学及泥页岩油勘探基础理论。
Description
技术领域
本发明涉及油田非常规油气勘探技术领域，尤其涉及一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法。
背景技术
中国在多个湖相盆地开展了泥页岩油勘探开发的探索，已在松辽、鄂尔多斯、渤海湾、南襄、准噶尔盆地等取得多口井工业油流及积极进展，展示了泥页岩油勘探开发的良好前景。泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价用于泥页岩储集空间成因及类型、表征、分布及演化特征研究，是页岩油甜点优选及勘探部署的重要依据。长期以来，国内一直把泥页岩当做烃源岩或者油气盖层而非储集层来研究，忽略了泥页岩油源储一体科学研究，松辽盆地大型淡水湖盆沉积演化的特殊性和复杂性对陆相页岩油勘探开发提出了挑战，迫切需要解决大型淡水湖盆陆相页岩油储集层孔隙形成与演化的评价问题。
有文献报道泥页岩储集层孔隙形成与演化评价方法，参见(1) 马存飞等“苏北盆地古近系泥页岩有机质孔发育特征及影响因素”(中国石油大学学报(自然科学版)，2017年第3期)；(2)黄潇等“陆相页岩孔隙类型、特征及油气共聚过程探讨—以辽河坳陷西部凹陷为例”(天然气地球科学,2015年第7期)；(3)焦淑静等“泥页岩孔隙类型、形态特征及成因研究”(电子显微学报，2015年第5期)； (4)崔景伟等“页岩孔隙研究新进展”(地球科学进展，2012年第12期)；(5)李吉君等“松辽盆地北部陆相泥页岩孔隙特征及其对页岩油赋存的影响”(中国石油大学学报(自然科学版)，2015 年第4期)；(6)朱如凯等“非常规油气致密储集层微观结构研究进展”(古地理学报，2013年第4期)等。上述(1)认为有机质孔泛指在有机质内部或边界处发育并与有机质具有成因联系的所有孔隙，包括原生有机质孔和次生有机质孔两类；有机质孔形态多样，分布具有非均质性，特别当有机质孔大量发育时，其内部结构是具有层状格架的似蜂窝状连通体等。上述(2)研究层段发育溶蚀孔缝、构造缝等有利于页岩油聚集和运移的大孔径孔洞和裂缝。扫描电镜下，研究层段发育无机矿物孔、有机质孔及微裂缝3种微观孔隙类型，其中低成熟度条件下大孔径有机质孔的形成主要与有机酸的溶蚀改造有关；对微裂缝的研究表明，有机质边缘和内部可以发育多种形态裂缝，而有机质内部生排烃裂缝的大量发育则是陆相低成熟度页岩与南方高成熟度页岩的重要区别。上述(3)泥页岩中常见微孔隙有：有机质孔隙、粘土矿物晶间孔、碳酸盐及长石溶蚀孔、微裂缝等四种类型；有机质孔隙是有机质达到一定成熟度后开始大量排烃，从而在有机质内部留下的孔隙；粘土矿物晶间孔多呈三角形或狭缝形，大小从几纳米到超过1微米；碳酸盐溶蚀孔多呈菱形，且多发生在矿物表面和边缘，长石溶蚀孔常沿长石解理方向平行分布，溶蚀孔与有机质分解过程中产生的有机酸有密切关系；微裂隙包括收缩裂缝，干裂缝，层间缝等，这些微孔隙及微裂缝为页岩气提供了重要的储存空间与流通通道。上述(4)提出工业CT—微米CT—纳米CT/FIB系列辐射扫描方法和压汞(MICP)—氮气吸附(N2)—二氧化碳吸附(CO2)流体法是孔隙定量表征的最优方法，通过单井孔隙度测井资料与实验室测定结果建立校正图版指导储集层孔隙发育段优选；页岩孔隙分类研究还应该考虑含油气性，利用原子力显微镜等工具加强孔隙含油性研究；孔隙演化规律研究应该采用模拟实验和真实剖面样品对比并结合矿物组成分析等寻找主控因素。上述(5)综合应用气体吸附、高压压汞和扫描电镜方法对松辽盆地白垩系陆相泥页岩内部微观孔隙特征进行刻画，进而结合岩石热解、全岩矿物分析等实验手段对泥页岩孔隙发育的控制因素及其对含油性的影响进行分析，研究区泥页岩孔隙类型以片状黏土矿物的层间微孔隙为主，裂缝发育程度不高，孔隙级别以微孔和介孔为主，泥页岩孔隙发育总体受控于埋深和次生孔隙发育情况，有机孔隙对页岩油储集层不具有重要意义；油源充足的情况下，泥页岩含油性明显受控于孔隙度，其中直径大于20nm孔隙是页岩油的主要赋存空间，在进行页岩油勘探开发时应着力寻找较大孔隙发育的甜点区；龙虎泡阶地南部与齐家－古龙凹陷交界处青山口组含砂岩或砂质薄夹层的泥页岩层系中泥岩次生孔隙发育，含油性高，易于压裂，是松辽盆地北部页岩油勘探开发的首选区域。上述(6) 认为致密储集层储集性能差，孔喉以纳米级为主，孔喉连通复杂；中国南方高过成熟海相页岩有机质纳米孔与粒内孔大小约为20～ 890nm；陆相泥页岩孔喉类型为有机质孔与基质孔，主体介于30～ 200nm之间；致密砂岩微米级孔喉为粒间溶孔、颗粒溶蚀孔与微裂缝，主体介于10～200μm之间，纳米级孔隙大小介于70～400nm 之间，以原生粒间孔与自生矿物晶间孔为主；致密灰岩孔喉类型有方解石粒内溶孔、粒间溶孔与微裂缝，大小介于50～500nm之间。可见，上述方法在泥页岩的孔隙类型及多样性、成因、孔隙发育的控制因素等取得多项研究成果，但缺乏不同成岩演化阶段陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化特征研究，不能解决大型淡水湖盆泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价、有效指导泥页岩油勘探的问题。
发明内容
本发明在于克服背景技术中存在的现有方法不能解决大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价、有效指导泥页岩油勘探的问题，而提供一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法。该大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，利用泥页岩油勘探钻井取心、岩性及岩相精准描述、配套地质实验分析方法，对陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化特征评价，建立了大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化模式。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，包括以下步骤：
1)将钻取岩心进行岩性及岩相精细准确描述，得到泥页岩储集层岩性及岩相描述结果；
2)依据步骤1)泥页岩储集层岩性及岩相描述结果，采集泥页岩储集层地质实验项目配套样品，得到泥页岩储集层地质实验样品；
3)将步骤2)得到的泥页岩储集层地质实验样品，按相应标准进行地质实验项目配套分析，得到泥页岩储集层配套地质实验分析结果；
4)将步骤3)得到的泥页岩储集层配套地质实验分析结果，按不同岩相对泥页岩储集层孔隙类型、孔隙数量和面积、分布、演化特征及控制因素进行定量评价，得到泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果；
5)结合步骤4)得到的泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果，采用孔隙形成与演化评价参数指标关系，得到大型淡水湖盆陆相泥页岩储集层孔隙形成与演化模式图，确定泥页岩储集层有利储集空间发育带。
所述步骤1)泥页岩储集层岩性及岩相描述结果为主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种泥页岩岩相。
所述步骤2)中地质实验配套分析项目包括岩石薄片鉴定、纳米孔隙结构、微纳米孔隙结构全尺度场发射电镜、全岩矿物、总孔隙度、空气渗透率及基质渗透率等。
所述步骤4)泥页岩储集层孔隙类型、孔隙面积、分布、演化特征及控制因素进行定量评价分别按纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种泥页岩岩相；泥页岩油孔隙类型包括基质孔和裂缝2大类6类13亚类，储集空间以纳米级孔隙数量多、微米级孔隙贡献多为特征。
所述步骤5)中大型淡水湖盆陆相泥页岩储集层孔隙形成与演化模式采用深度(m)、Ro(％)、地温(℃)、成岩阶段、总孔隙度 (％)、有机页理缝(面孔率，％)、无机页理缝(面孔率，％)、无机孔(面孔率，％)等参数，评价在中成岩晚期及Ro1.1％～1.6％演化阶段，以藻类生烃收缩形成有机页理缝，黏土矿物伊/蒙混层和伊利石转化(温度>105℃)、层状黏土矿物沿页理收缩形成无机页理缝和无机孔组合为主形成次生孔隙发育带，具有泥页岩油大规模聚集的储集空间。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：本发明提供了一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，该方法主要利用泥页岩油勘探钻井常规取心、岩性及岩相精准描述、配套地质实验分析，对泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价，采用三级分类方法将青山口组泥页岩孔隙类型分为基质孔和裂缝2大类6类13亚类，明确了青山口组主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种岩相类型，分别占84.6％、6.1％、 5.8％、1.0％、2.5％；确定了青山口组泥页岩储集层5类岩相孔隙定量特征，纳米孔隙数量多、微米级孔隙为泥页岩油储集空间的主要贡献；首次建立了大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化模式，提出了无机页理缝和有机页理缝及其对陆相页岩储集空间形成起重要控制作用，突破了国外学者页岩孔隙以“蜂窝状”有机质孔为主的观点，明确中成岩晚期Ro1.1％-1.6％页岩发育次生孔隙带，陆相页岩油具有大规模聚集的储集空间，奠定了大型淡水湖盆陆相泥页岩油大规模勘探的理论依据，有效指导了松辽盆地陆相页岩油“甜点”优选及勘探突破，有利勘探深度拓展到2600m，丰富了非常规储集层地质学内涵及泥页岩油勘探基础理论。
附图说明：
附图1为松辽盆地青山口组页岩主要发育基质孔和裂缝图；
附图2为松辽盆地青山口组主要泥页岩岩相图；
附图3为纹层状页岩相孔隙类型面孔率分布图；
附图4为纹层状页岩不同孔径孔隙面积分布图；
附图5为青山口组不同岩相总孔隙度、有效孔隙度分布图；
附图6为松辽盆地有机页理缝与北美页岩有机孔形成演化对比图；
附图7为松辽盆地青山口组不同成岩阶段页岩油储集层孔隙类型演化特征模式图；
附图8为双方向氩离子剖光场发射电镜页岩页理缝图。
具体实施方式：
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：
本发明主要提出了一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，其主要是利用泥页岩油勘探钻井取心、岩性及岩相精准描述、配套地质实验分析方法，对陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化特征评价，孔隙以纳米级孔隙数量多、微米级孔隙对储集空间主要贡献为特征，建立了大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化模式，首次提出了无机页理缝和有机页理缝及其对陆相页岩储集空间形成起重要控制作用，突破了国外学者页岩孔隙以“蜂窝状”有机质孔为主的观点，明确中成岩晚期Ro1.1％-1.6％泥页岩发育有机页理缝和无机孔缝组合的次生孔隙带，陆相页岩油具有大规模聚集的储集空间，奠定了大型淡水湖盆陆相泥页岩油勘探的理论依据。
一、泥页岩油储集层地质实验分析方法
1、泥页岩油储集层岩性及岩相精细准确描述方法
将钻井岩心按非常规致密砂岩和泥页岩岩心岩性精细准确描述方法(申请号zl201310659696.4)，得到致密储集层岩心岩性及岩相描述结果。
2、泥页岩油储集层配套地质实验分析方法
泥页岩油储集层配套地质实验分析项目采用行业标准或企业标准，薄片鉴定采用行业标准《岩石薄片鉴定》(SY/T 5368-2000),纳米孔隙结构采用企业标准《非常规储集层纳米孔隙结构分析技术》 (Q/SY DQ 1667-2015)，全岩矿物采用企业标准《非常规储集层全岩矿物含量分析方法》(Q/SY DQ 1666-2015)，空气渗透率采用企业标准《致密砂岩空气渗透率检测方法》(Q/SY DQ 1660-2015),基质渗透率采用行业标准《泥(页)岩渗透率检测方法》(Q/SY DQ 1663-2015),总孔隙度采用《泥(页)岩总孔隙度检测方法》(Q/SY DQ 1662-2015)，镜质组反射率采用行业标准《沉积岩中镜质组反射率测定方法》(SY/T 5124-2012)等。
3、泥页岩油储集层微纳米孔隙结构全尺度场发射电镜分析方法
(1)场发射电镜大视域图像自动拼接
编制场发射电镜大视域图像拼接软件，将场发射电镜单个图像自动拼接成大视域图像(视域面积3*2mm，发明专利201910632902.X)。
(2)孔隙类型识别提取
建立孔隙分类识别、人机交互***，实现孔隙类型、数量、孔径分布的高精度(1.8nm)自动提取。
(3)孔隙类型定量
将孔隙类型及微纳米孔隙的数量、面积归一化定量，得到孔隙类型的占比(％)，微米、纳米孔隙数量占比(％)和面积占比(％)。
4、泥页岩油储集层孔隙形成演化评价方法
(1)泥页岩油储集层孔隙类型
应用岩性精描、岩石薄片、场发射电镜等多技术对页岩进行厘米-毫米-微米级三尺度精准描述及评价，确定青山口组泥页岩岩性和矿物组成特征、孔隙类型。
(2)泥页岩油储集层孔隙定量特征及控制因素
利用泥页岩油储集层微纳米孔隙结构全尺度场发射电镜分析技术，研究青山口组泥页岩微纳米孔隙数量、面积定量特征，明确孔隙形成的控制因素。
(3)泥页岩油储集层孔隙演化特征
利用深度(m)、Ro(％)、地温(℃)、总孔隙度(％)、有机页理缝(面孔率，％)、无机页理缝(面孔率，％)、无机孔(面孔率，％) 参数)等参数，对不同深度及成熟度下的页岩油储集层孔隙形成与演化进行评价，建立泥页岩油储集层孔隙形成与演化模式，确定泥页岩储集层有利储集空间发育带。
本实施方式大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法是按下述步骤完成的：
1)将钻取岩心进行岩性及岩相精细准确描述，得到泥页岩储集层岩性及岩相描述结果；
2)依据步骤1)泥页岩储集层岩性及岩相描述结果，采集泥页岩储集层地质实验项目配套样品，得到泥页岩储集层地质实验样品；
3)将步骤2)得到的泥页岩储集层地质实验样品，按相应标准进行地质实验项目配套分析，得到泥页岩储集层配套地质实验分析结果；
4)将步骤3)得到的泥页岩储集层配套地质实验分析结果，按不同岩相对泥页岩储集层孔隙类型、孔隙数量和面积、分布、演化特征及控制因素进行定量评价，得到泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果；
5)结合步骤4)得到的泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果，采用孔隙形成与演化评价参数指标关系，得到大型淡水湖盆陆相泥页岩储集层孔隙形成与演化模式图，确定泥页岩储集层有利储集空间发育带。
实施例1
以下以大庆探区松辽盆地北部大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法为例说明本发明方法的实施过程。
1、研究背景
松辽盆地是大型陆相淡水湖盆，上白垩统发育大型陆相湖泊三角洲沉积，晚白垩系青山口组和嫩江组沉积时期发生两次大的湖侵，形成两套大规模湖相页岩沉积，是页岩油的赋存层系。青山口组以中高成熟页岩油为主，沉积了分布广泛的富含有机质的黑色泥岩、油页岩、页岩等，是成熟高成熟泥页岩油勘探的主要靶区，主要分布在齐家古龙凹陷、三肇凹陷等。泥页岩油在重点探井Yx58、Yp1、Syy1、Syy2、 chao21、Gy1井等取得一系列工业油流及勘探突破，展示了松辽盆地北部泥页岩油勘探的良好前景和巨大的资源潜力，成为大庆油田持续稳产及创建百年油田的重要领域。泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价研究是为了解决页岩油的储集空间最佳演化窗口的关键科学问题，是泥页岩储集性评价、“甜点”优选的重要依据，对泥页岩油勘探部署及开发具有重要意义。
2、青山口组泥页岩储集层孔隙类型
应用岩性精描、薄片、场发射电镜分析技术对松辽盆地北部青山口组岩心页岩进行厘米-毫米-微米级三尺度精准描述和分析评价，并借鉴国内外研究关于页岩储集层孔隙分类的主流观点，采用三级分类的方法，将青山口组页岩孔隙类型分为基质孔和裂缝2大类6类13种亚类(青山口组泥页岩储集层孔隙类型及其特征见表1)，主要发育类型为粒间孔、粘土矿物晶间孔、溶蚀孔、有机质孔、页理缝及微裂缝(图1)，青山口组主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种泥页岩岩相(图2)。
表1
3、青山口组泥页岩储集层孔隙定量特征及控制因素
(1)青山口组泥页岩储集层孔隙定量特征
利用泥页岩油储集层微纳米孔隙结构全尺度场发射电镜分析技术，对青山口组泥页岩储集层5类岩相孔隙定量特征研究。
纹层状页岩相：孔隙分布不均，孔隙类型以粒间孔(61％)为主，反映沉积条件对原生孔隙形成具有控制作用；页理缝(26％)发育，增大了页岩储集层的水平渗透性；粒内孔(8％)较发育，主要分布于粒度相对较粗的粉砂级长石颗粒内部及边缘，反映储集层具有一定的溶蚀作用；其它孔隙类型如晶间孔(4％)、有机质孔(<1％)不发育。纹层状页岩相孔隙相对发育,数量上纳米孔占孔隙总量的94.3％，且孔径多小于500nm；微米孔隙面孔率占比为80.9％，反映微米级孔隙对储集空间的贡献大。
油页岩相：与纹层状页岩相相比，孔隙分布相对均匀，孔隙类型以粒间孔(72％)为主，页理缝(22％)发育，其它孔隙类型如晶间孔(4％)、粒内孔(1％)、有机质孔(<1％)不发育。油页岩相孔隙相对发育，在数量上纳米孔隙占孔隙总量的95.6％，且孔径多小于500nm；微米孔隙面孔率占比为43.7％，与纹层状页岩相相比，微米级孔隙对储集空间的贡献略差。
粉砂岩相：多呈薄层、条带、团块的形式分布于页岩层系中，孔隙类型主要发育粒间孔、粒间溶孔、粒内孔、晶间孔，少见有机质孔。粉砂岩相孔隙发育较差，在数量上以纳米孔隙为主，占孔隙总量的 90.9％，孔径主要分布于100nm～500nm之间；粉砂岩相微米孔隙面孔率占比为47.4％，微米级孔隙对储集空间的贡献略差。
介屑灰岩相：多呈薄层状分布于页岩层系中，孔隙类型主要发育介屑体腔孔，少量介屑间微孔。介屑灰岩相孔隙发育较差，在数量上以纳米孔隙为主，占孔隙总量的86.7％，孔径主要分布于100nm ～500nm，部分介屑体腔孔孔径可达到10μm以上；介屑灰岩相微米孔隙面孔率占比为71.2％，微米级孔隙对其储集空间的贡献大于纳米孔隙。
泥晶云岩相：多呈薄层状分布于页岩层系中，孔隙类型以泥粉晶的白云石颗粒间孔为主，黏土矿物常充填于白云石颗粒间形成少量微小的黏土矿物晶间孔。泥晶云岩岩性致密，孔隙发育差，在数量上以纳米孔隙为主，占孔隙总量的88.7％，孔径主要分布于10nm～100nm；泥晶云岩相微米孔隙面孔率占比为63.1％，微米级孔隙对其储集空间的贡献大于纳米孔隙。
(2)青山口组泥页岩储集层孔隙形成的控制因素
1)矿物组成是页岩油储集层储集空间形成的物质基础
页岩形成过程中，成岩矿物之间或与有机质之间复杂的相互作用决定着页岩储集空间的发育，矿物成分、形态、矿物颗(晶)粒间的排列位置、接触方式和分布等决定着页岩油储集层微观孔隙特征，在矿物颗粒之间、矿物内部、晶粒间以及有机质与无机矿物间形成了多种不同类型的孔隙。青山口组页岩油储集层岩石矿物主要由石英、长石类矿物(斜长石、钾长石)、碳酸盐类矿物(方解石、铁白云石、白云石、菱铁矿)、黄铁矿、粘土矿物组成(松辽盆地北部青山口组页岩储集层岩石矿物组成见表2)，多以石英(各层段平均含量32％～34％)、粘土矿物(各层段平均含量19％～31％)为主，其次为长石类、碳酸盐类矿物。
矿物成分及含量对页岩储集层孔隙及物性特征具有重要的控制作用。青一段页岩油储集层的石英、粘土矿物含量与总孔隙度具有正相关性，表明石英、粘土矿物含量对储集空间的形成和保存具有积极作用；碳酸盐矿物、长石含量与总孔隙度具有负相关性，表明页岩中长石、碳酸盐矿物存在一定量的长石或碳酸盐粒内溶孔，但溶蚀作用发育程度非均质性强，局部溶蚀孔隙较发育(纹层状页岩相中粒度相对较粗的粉砂级长石颗粒内部及边缘)，碳酸盐矿物多充填原生孔隙，以胶结、堵塞孔隙作用为主，在一定程度上抑制了页岩孔隙发育。
表2
2)岩相类型对页岩油储集层储集空间及物性特征有重要影响
青山口组主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩五种岩相类型，分别占84.6％、6.1％、5.8％、1.0％、2.5％，主要岩相为纹层状页岩。纹层状页岩相纳米孔数量占94.3％、微米级孔隙面孔率占比为80.9％，油页岩纳米孔数量占95.6％、微米级孔隙面孔率占比为43.7％，粉砂岩纳米孔数量占90.9％、微米级孔隙面孔率占比为47.4％，介屑灰岩纳米孔数量占86.7％、微米级孔隙面孔率占比为71.2％，泥晶云岩纳米孔数量占88.7％、微米级孔隙面孔率占比为63.1％，可见不同岩相的孔隙对储集空间贡献不同。不同岩相的总孔隙度和有效孔隙度差异性较大(图4)，以油页岩平均11.6％和6.2％、纹层状页岩相7.9％和5.2％为最有利储集岩相，其次为粉砂岩5.3％和 4.6％、介屑灰岩4.1％和2.6％，最差为泥晶云岩3.3％和1.2％。
4、青山口组泥页岩储集层孔隙演化特征
青山口组页岩的粒间孔占总面孔率31～72％、页理缝占22～79％，表明页理缝对储集空间具有重要贡献。青山口组页岩孔隙的形成与演化特征明显受不同成岩阶段控制，页岩油储集层空间演化过程的低演化阶段，层状藻与矿物结合，成熟度增加藻类生烃收缩形成有机页理缝(图5)，在生烃高峰期有机页理缝孔隙度可达3.8％；北美页岩 (Woodford)有机质类型为海相II型，生烃主要形成蜂窝状有机质孔，与松辽青山口组陆相页岩油有机页理缝不同；在中成岩A2期以后(温度>105℃)，黏土矿物伊/蒙混层和伊利石转化，层状黏土矿物沿页理收缩形成无机页理缝。
利用深度(m)、成熟度(Ro)及成岩阶段泥页岩的总孔隙度(％)、有机页理缝(面孔率，％)、无机页理缝(面孔率，％)、无机孔(面孔率，％)参数指标等，建立松辽盆地青山口组不同成岩演化阶段泥页岩油储集层孔隙演化图(图6)。早成岩阶段(深度＜1400m、Ro＜0.7％)，无机孔隙发育，孔隙成因主要为沉积作用；中成岩A1期(深度1400～2050m、Ro0.7％～1.1％)，受压实影响孔隙不发育；中成岩 A2期(深度2050～2600m、Ro1.1％～1.6％)，由于层状藻生烃收缩形成有机页理缝，同时黏土矿物伊/蒙混层和伊利石转化，层状黏土矿物沿页理收缩形成无机页理缝，增加了储集空间(最大占总孔隙65％)，总孔隙度最大为15％，形成次生孔隙发育带；中成岩B期(深度＞2600m、 Ro＞1.6％)，由于温度压力升高(温度>117℃)，黏土矿物发生转化，无机粒间孔和无机页理缝大量发育(分别占总孔隙66％、33％)。
成岩演化过程中页理缝的发育有效改善页岩油横向渗流能力，水平渗透率是垂直渗透率10～100(相同深度水平和垂直渗透率分析结果对比见表3),双方向氩离子剖光场发射电镜分析证实水平页理缝明显多于垂直页理缝(图7)；页理缝的发育有效改善储集层孔隙结构，使微米级孔隙增多，层状和纹层状页岩总孔隙度(7.9％～11.6％)、有效孔隙度均较高(5.2％～6.2％)高于其它岩相，在中成岩晚期 (Ro1.1％～1.6％)页岩高演化阶段形成次生孔隙发育带，为页岩油大规模聚集提供了储集空间。
依据泥页岩油储集层孔隙演化模式，Gy1井优选青一段I类储集层2段(2530～2600m)，青二段下部优选II类储集层1段，压后日产油2.04方、气2016方，松辽盆地石油有利勘探深度拓展到2600 米。
表3
以上通过实例具体说明了本发明进行大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法的全过程，该方法泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价结果可用于泥页岩油勘探生产。本发明具有下述特点：
(1)提出并建立了大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，主要是利用利用泥页岩油勘探钻井取心、岩性及岩相精准描述、配套地质实验分析方法，对陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化特征评价，采用深度(m)、Ro(％)、地温(℃)、总孔隙度(％)、有机页理缝(面孔率，％)、无机页理缝(面孔率，％)、无机孔(面孔率，％)参数指标，建立了松辽盆地青山口组不同成岩演化阶段泥页岩油储集层孔隙演化模式，满足了泥页岩油勘探生成的需求。
(2)该评价方法在松辽盆地泥页岩油勘探中应用，采用三级分类方法将青山口组页岩孔隙类型分为基质孔和裂缝2大类6类13亚类，明确了青山口组主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种岩相类型，分别占84.6％、6.1％、5.8％、1.0％、2.5％；确定了青山口组泥页岩储集层5类岩相孔隙定量特征，纹层状页岩相纳米孔数量占94.3％、微米级孔隙面孔率占比为80.9％，油页岩纳米孔数量占95.6％、微米级孔隙面孔率占比为43.7％，粉砂岩纳米孔数量占90.9％、微米级孔隙面孔率占比为47.4％，介屑灰岩纳米孔数量占86.7％、微米级孔隙面孔率占比为71.2％，泥晶云岩纳米孔数量占 88.7％、微米级孔隙面孔率占比为63.1％。可见，纳米孔隙数量多，微米级孔隙为泥页岩油储集空间的主要贡献。
(3)首次提出了无机页理缝和有机页理缝，页理缝对陆相页岩储集空间形成起重要控制作用，突破了国外学者页岩孔隙以“蜂窝状”有机质孔为主的观点；陆相页岩油在中成岩晚期Ro1.1％～1.6％形成次生孔隙发育带，具有大规模聚集的储集空间，指导松辽盆地陆相页岩油“甜点”优选及勘探突破，有利勘探深度下限拓展到2600m，丰富了非常规储集层地质学内涵及泥页岩油勘探基础理论。
Claims (5)
1.一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，包括以下步骤：
1）将钻取岩心进行岩性及岩相精细准确描述，得到泥页岩储集层岩性及岩相描述结果；
2）依据步骤1）泥页岩储集层岩性及岩相描述结果，采集泥页岩储集层地质实验项目配套样品，得到泥页岩储集层地质实验样品；
3）将步骤2）得到的泥页岩储集层地质实验样品，按相应标准进行地质实验项目配套分析，得到泥页岩储集层配套地质实验分析结果；
4）将步骤3）得到的泥页岩储集层配套地质实验分析结果，按不同岩相对泥页岩储集层孔隙类型、孔隙数量和面积、分布、演化特征及控制因素进行定量评价，得到泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果；
5）结合步骤4）得到的泥页岩储集层孔隙形成与演化评价结果，采用孔隙形成与演化评价参数指标关系，得到大型淡水湖盆陆相泥页岩储集层孔隙形成与演化模式图，确定泥页岩储集层有利储集空间发育带。
2.根据权利要求1所述的一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，其特征在于：所述步骤1）泥页岩储集层岩性及岩相描述结果为主要发育纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种泥页岩岩相。
3.根据权利要求1所述的一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，其特征在于：所述步骤2）中地质实验配套分析项目包括岩石薄片鉴定、纳米孔隙结构、微纳米孔隙结构全尺度场发射电镜、全岩矿物、总孔隙度、空气渗透率及基质渗透率等。
4.根据权利要求1所述的一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，其特征在于：所述步骤4）泥页岩储集层孔隙类型、孔隙面积、分布、演化特征及控制因素进行定量评价分别按纹层状页岩、油页岩、粉砂岩、介屑灰岩、泥晶云岩5种泥页岩岩相；泥页岩油孔隙类型包括基质孔和裂缝2大类6类13亚类，储集空间以纳米级孔隙数量多、微米级孔隙贡献多为特征。
5.根据权利要求1所述的一种大型淡水湖盆陆相泥页岩油储集层孔隙形成与演化评价方法，其特征在于：所述步骤5）中大型淡水湖盆陆相泥页岩储集层孔隙形成与演化模式采用深度（m）、Ro（%）、地温（℃）、成岩阶段、总孔隙度（%）、有机页理缝（面孔率，%）、无机页理缝（面孔率，%）、无机孔（面孔率，%）等参数，评价在中成岩晚期及Ro1.1%～1.6%演化阶段，以藻类生烃收缩形成有机页理缝，黏土矿物伊/蒙混层和伊利石转化（温度>105℃）、层状黏土矿物沿页理收缩形成无机页理缝和无机孔组合为主形成次生孔隙发育带，具有泥页岩油大规模聚集的储集空间。
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