李曉慧， 姜振學(xué)， 黃立良， 何文軍， 高之業(yè)， 陳志祥， 宋嘉楠,，鄭國偉， 段龍飛， 張?jiān)?/p>

( 1. 中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測(cè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249； 2. 中國石油大學(xué)(北京) 非常規(guī)油氣科學(xué)技術(shù)研究院，北京 102249； 3. 中國石油新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000 )

0 引言

頁巖油通常與常規(guī)油氣伴生發(fā)育，縱向上具有一定的分層性，平面上常呈分帶、分區(qū)式分布，其富集程度受多種因素控制[1]，如烴源巖的生烴基礎(chǔ)[2]、頁巖儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)[3]、斷裂和裂縫的發(fā)育情況[4]，以及區(qū)域保存條件[5]等。北美頁巖油勘探結(jié)果顯示，頁巖油區(qū)塊一般靠近常規(guī)油氣區(qū)，滯留在泥頁巖中的油氣資源潛力巨大[4]。美國頁巖油勘探區(qū)構(gòu)造活動(dòng)穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)成熟度高；中國陸相盆地構(gòu)造活動(dòng)頻繁，有機(jī)質(zhì)成熟度相對(duì)較低，頁巖油成藏富集條件復(fù)雜[6-8]，頁巖發(fā)育特征表現(xiàn)為厚度大、生油條件好，但物性較差，地面開采條件復(fù)雜[9-11]。頁巖油的富集受烴源巖條件和儲(chǔ)層條件的共同控制，在構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈的地區(qū)還受保存條件的影響。

人們研究頁巖油富集條件[9,12-15]。柳波等[9]認(rèn)為，古龍凹陷青一段富有機(jī)質(zhì)紋層狀巖相、裂縫、可動(dòng)性、異常高壓為頁巖油富集的主控因素；梁世君等[12]認(rèn)為，不同地區(qū)的頁巖油富集主控因素各不相同，馬朗凹陷蘆草溝組頁巖油主控因素為烴源巖生烴條件好、儲(chǔ)集空間大、不發(fā)育破壞性斷裂及裂縫；根據(jù)生烴、儲(chǔ)層及保存條件，李吉君等[13]研究泌陽凹陷頁巖油的富集主控因素，認(rèn)為儲(chǔ)層改造、原油特征、開發(fā)方式為頁巖油的可采主控因素。頁巖既能為頁巖油的生成提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，也可作為儲(chǔ)層儲(chǔ)集并產(chǎn)出油氣[16-17]，當(dāng)總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.00%、有機(jī)質(zhì)(Ⅰ和Ⅱ1型)成熟度小于1.50%時(shí)，頁巖油才具有可采能力[3,18-22]。對(duì)于美國鷹灘和尼奧泊拉頁巖，控制頁巖油富集高產(chǎn)的主要地質(zhì)因素包括：頁巖富含有機(jī)質(zhì)(w(TOC)>2.00%)，鏡質(zhì)體反射率(Ro)在0.75%～1.10%之間，埋藏適中，頁巖厚度大，儲(chǔ)集性能好，構(gòu)造穩(wěn)定，發(fā)育天然裂縫[23]。王文廣等[24]從構(gòu)造角度建立滄東凹陷孔二段頁巖油“源控”“儲(chǔ)控”“帶控”約束條件下的富集模式；王智[25]從地質(zhì)、地球化學(xué)、儲(chǔ)層角度研究沾化凹陷頁巖油臨界富集條件；李廷微[26]認(rèn)為儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)頁巖油富集具有重要控制作用，沾化凹陷頁巖油主要賦存于10～2 000 nm的孔隙。

準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷風(fēng)城組頁巖為研究區(qū)一套重要的烴源巖[27]，近年來的勘探結(jié)果顯示，風(fēng)城組頁巖油具有巨大勘探潛力。為加大勘探力度，在瑪湖凹陷中心布設(shè)瑪頁1井，主要以風(fēng)城組頁巖油為鉆探目標(biāo)。瑪頁1井鉆遇大套頁巖地層，含油性較好，全井段含油，具有良好的頁巖油勘探前景，但處于研究初期階段，頁巖油富集主控因素不明確。筆者利用巖心和掃描電鏡觀察，以及巖石熱解、總有機(jī)碳(TOC)測(cè)定、CO2和N2吸附、高壓壓汞實(shí)驗(yàn)、全巖X線衍射、物性測(cè)試等方法，研究瑪湖凹陷風(fēng)城組頁巖油富集主控因素，預(yù)測(cè)風(fēng)城組頁巖油的有利富集層段，為研究區(qū)后續(xù)勘探開發(fā)提供指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地位于中國西北部，處于西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊、塔里木板塊的交匯區(qū)[28-31]，是大型的陸內(nèi)盆地與前陸盆地疊合型的富油氣盆地之一，總面積約為1.3×105km2[32]?，敽枷菸挥跍?zhǔn)噶爾盆地中央凹陷的西北部，屬于次一級(jí)的負(fù)向構(gòu)造單元，面積約為5.0×103km2[33]?，敽枷輺|北側(cè)與石英灘凸起和英西凹陷相鄰，東南側(cè)為達(dá)巴松凸起、夏鹽凸起和英西凹陷，西側(cè)緊鄰烏爾禾—夏子街?jǐn)嗔褞?烏—夏斷裂帶)和克拉瑪依—百口泉斷裂帶(克—百斷裂帶)，是盆地油氣富集程度最高的生烴凹陷[28,33]?，敽枷蒿L(fēng)城組總體上向凹陷內(nèi)傾斜，呈西北厚東南薄的楔狀特征，是瑪湖凹陷的主力烴源巖層系[34]。

研究區(qū)為瑪頁1井區(qū)塊，位于瑪湖凹陷北部斜坡帶，研究層位為二疊系風(fēng)城組，埋藏深度約為4.5 km，構(gòu)造上位于西部隆起的烏—夏斷裂帶(見圖1)，主要形成于半干旱條件，季節(jié)性潮濕環(huán)境與干旱環(huán)境互相交替，除發(fā)育典型的白云巖沉積外，還發(fā)育特征性堿類礦物，如硅硼鈉石、碳鈉鎂石、碳鈉鈣石等堿類礦物富集層段。研究區(qū)整體上沉積厚度較大，最大埋藏深度接近5.0 km，自下而上可劃分為三段，即風(fēng)城組一段(風(fēng)一段)、風(fēng)城組二段(風(fēng)二段)和風(fēng)城組三段(風(fēng)三段)。其中，風(fēng)二段地層厚度可達(dá)189 m，明顯大于風(fēng)一段和風(fēng)三段的，巖性、巖相較為復(fù)雜[35]，主要巖性為頁巖，可見粉砂巖隔夾層，發(fā)育塊狀、層狀、紋層狀沉積構(gòu)造；礦物組成以硅酸鹽礦物(石英、長(zhǎng)石)和碳酸鹽礦物(白云石、方解石)為主，具有典型頁巖油的發(fā)育特征。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Tectonic position of the study area

2 頁巖基本特征

與常規(guī)油氣不同，頁巖油主要賦存于頁巖層系，頁巖層系既是生油層也是儲(chǔ)油層。

2.1 有機(jī)地球化學(xué)特征

當(dāng)頁巖層系作為烴源巖研究時(shí)，其生烴能力對(duì)頁巖油的富集具有基礎(chǔ)性和決定性作用。評(píng)價(jià)烴源巖的生烴能力主要包括有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度。與南方海相頁巖相比，瑪湖凹陷風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)豐度偏低。風(fēng)一段w(TOC)分布范圍為0.06%～1.43%，平均為0.64%，生烴潛量(S1+S2)分布范圍為0.07～11.65 mg/g，平均為3.06 mg/g；風(fēng)二段w(TOC)分布范圍為0.14%～2.85%，平均為0.76%，生烴潛量(S1+S2)分布范圍為0.07～14.51 mg/g，平均為3.43 mg/g；風(fēng)三段w(TOC)分布范圍為0.11%～3.19%，平均為0.86%，生烴潛量(S1+S2)分布范圍為0.11～18.31 mg/g，平均為3.23 mg/g。整體上，風(fēng)城組w(TOC)普遍大于0.50%，占樣品總數(shù)的70%；生烴潛量(S1+S2)普遍大于1.00 mg/g，占樣品總數(shù)的79%，具有良好的生烴基礎(chǔ)，其中風(fēng)二段和風(fēng)三段的生烴能力好于風(fēng)一段的(見圖2)。

圖2 瑪湖凹陷瑪頁1井風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)豐度分布特征Fig.2 Distribution characteristics of organic matter abundance in Fengcheng Formation of Maye 1 Well in Mahu Sag

根據(jù)巖石熱解實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，結(jié)合tmax—HI有機(jī)質(zhì)類型判別圖(見圖3(a))，風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)類型包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，主要為Ⅱ型，以生成油氣為主?，敽枷蒿L(fēng)城組干酪根鏡質(zhì)體反射率(Ro)分布在0.60%～0.80%之間，處于低成熟—成熟階段，以生油為主。由圖3(b)可知，隨埋藏深度增加，有機(jī)質(zhì)成熟度呈增強(qiáng)趨勢(shì)，熱解作用對(duì)有機(jī)質(zhì)成熟度的演化具有重要影響。

圖3 瑪湖凹陷風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)類型及鏡質(zhì)體反射率演化特征Fig.3 Organic matter types and evolutionary characteristics of vitrinite reflectanc in the Fengcheng Formation of the Mahu Sag

2.2 儲(chǔ)層特征

頁巖儲(chǔ)層主要發(fā)育微—納米級(jí)的孔隙和裂縫，與常規(guī)砂巖儲(chǔ)層的大孔明顯不同，對(duì)頁巖油的富集具有重要影響。掃描電鏡可以直觀、定性地觀察頁巖孔隙的發(fā)育特征，高壓壓汞和CO2、N2吸附實(shí)驗(yàn)可以對(duì)頁巖孔隙進(jìn)行定量表征。利用掃描電鏡觀察、高壓壓汞、CO2和N2吸附實(shí)驗(yàn)，對(duì)研究區(qū)頁巖孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性和定量表征。

根據(jù)掃描電鏡及薄片觀察，風(fēng)城組發(fā)育粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔、有機(jī)質(zhì)孔及微裂縫4種孔隙類型，主要發(fā)育粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔及微裂縫，有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育較少(見圖4)。

圖4 瑪湖凹陷瑪頁1井風(fēng)城組孔隙類型Fig.4 Pore types of Fengcheng Formation in Maye 1 Well in Mahu Sag

根據(jù)國際理論化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的孔隙分類方法[5]，按照孔徑的大小可將孔隙劃分為微孔(<2 nm)，中孔(2～50 nm)和大孔(>50 nm)[36]。利用CO2和N2吸附、高壓壓汞實(shí)驗(yàn)分別對(duì)微孔、中孔、大孔的孔體積及比表面積進(jìn)行定量表征[5]。與頁巖氣不同，頁巖油分子直徑相對(duì)較大，微孔對(duì)頁巖油富集的研究意義相對(duì)較小。因此，主要對(duì)研究區(qū)風(fēng)城組不同巖相類型的樣品開展N2吸附和高壓壓汞實(shí)驗(yàn)，對(duì)中孔和大孔進(jìn)行表征。

陸相頁巖巖相變化塊，非均質(zhì)性強(qiáng)，采用李兆豐等的巖相劃分方案[37]對(duì)風(fēng)城組頁巖進(jìn)行巖相劃分。風(fēng)城組不同巖相的孔隙大小分布差異較大，塊狀粉砂巖、紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、層狀含長(zhǎng)英云質(zhì)頁巖以大孔為主，層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、塊狀含灰長(zhǎng)英質(zhì)頁巖以中孔為主?？左w積主要由大于10 nm的孔提供(見圖5(a))，孔體積增量在3.3～11.4 μL/g之間，比表面積增量在0.245 9～1.171 2 m2/g之間。其中，塊狀粉砂巖孔體積增量較大，大于50.0 μL/g，以大孔為主；層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、塊狀含灰長(zhǎng)英質(zhì)頁巖以中孔為主，比表面積增量由中孔提供；紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、層狀含長(zhǎng)英云質(zhì)頁巖孔體積最小，孔體積增量主要由大孔提供，比表面積增量主要由中孔提供，儲(chǔ)集能力最差。

圖5 瑪湖凹陷風(fēng)城組不同巖相孔體積、比表面積變化特征Fig.5 Pore volume and surface area variation characteristics of different lithofacies of Fengcheng Formation in Mahu Sag

孔隙度反映儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力，滲透率反映儲(chǔ)層的滲流能力，孔隙度與滲透率之間的關(guān)系可以在一定程度上反映儲(chǔ)層的連通性。風(fēng)城組孔隙度普遍小于6.00%，滲透率普遍小于0.010×10-3μm2，具有低孔致密的特征(見圖6)。由圖6(a)可知，風(fēng)城組孔隙度與滲透率呈一定的正相關(guān)關(guān)系，說明儲(chǔ)層的連通性較好。由圖6(b)可知，不同巖相儲(chǔ)層的儲(chǔ)集能力差異較大，在風(fēng)城組發(fā)育的主要巖相類型中，粉砂巖和含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集能力相對(duì)較好，含長(zhǎng)英云質(zhì)頁巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集能力最差。塊狀粉砂巖的物性最好，平均孔隙度為6.78%，平均滲透率為0.045×10-3μm2；層狀含長(zhǎng)英云質(zhì)頁巖的物性相對(duì)最差，平均孔隙度為1.71%，平均滲透率極低，為0.010×10-6μm2。從礦物組成角度分析，長(zhǎng)英質(zhì)礦物含量越高的巖相滲透率相對(duì)較高，碳酸鹽礦物含量越高的巖相物性越差。這是由于瑪湖凹陷發(fā)育堿性沉積環(huán)境，長(zhǎng)石礦物在堿性環(huán)境中易發(fā)生溶蝕作用，碳酸鹽礦物在酸性環(huán)境中易發(fā)生溶蝕，在堿性環(huán)境中不易發(fā)生溶蝕。因此，長(zhǎng)英質(zhì)礦物含量高的巖相物性相對(duì)較好，碳酸鹽礦物含量高的巖相還受膠結(jié)作用的影響，滲流能力較差。從沉積構(gòu)造角度分析，不考慮粉砂巖，紋層狀的巖相物性相對(duì)較好，紋層的發(fā)育不僅為頁巖儲(chǔ)層提供儲(chǔ)集空間，也為頁巖儲(chǔ)層提供良好的滲流通道。

圖6 瑪湖凹陷瑪頁1井風(fēng)城組不同巖相孔滲關(guān)系及物性分布特征Fig.6 Relationship between permeability and porosity, and physical property distribution of different lithofacies in Fengcheng Formation of Maye 1 Well, Mahu Sag

3 頁巖油富集主控因素

頁巖油富集受多種因素的共同控制，根據(jù)頁巖發(fā)育特征，分析風(fēng)城組頁巖油富集影響因素。熱解烴含量(S1)與含油飽和度(So)可用于表征頁巖油的含油性，評(píng)價(jià)頁巖油的富集程度[3,15,22,38-40]。其中，So為基于儲(chǔ)層孔隙度計(jì)算的含油飽和度，可以直觀反映頁巖儲(chǔ)層中頁巖油的含量。S1和So隨總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，呈現(xiàn)分界明顯的“三區(qū)域”分布特征：當(dāng)S1<1.00 mg/g、So<20.00%時(shí)，S1、So隨總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈無規(guī)則變化，表明此區(qū)域內(nèi)生成的頁巖油主要滿足頁巖自身吸附；當(dāng)1.00 mg/g2.00 mg/g、So>30.00%時(shí)，S1、So隨總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈快速增加的趨勢(shì)，表明頁巖油在滿足自身富集后，開始通過短距離運(yùn)移向周圍的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)生高效富集(見圖7)。因此，將S1=1.00 mg/g、So=20.00%作為風(fēng)城組頁巖油富集的標(biāo)準(zhǔn)。

圖7 瑪湖凹陷風(fēng)城組頁巖油富集標(biāo)準(zhǔn)Fig.7 Oil enrichment criteria for the Fengcheng Formation shale in the Mahu Sag

3.1 有機(jī)質(zhì)類型及演化程度

有機(jī)質(zhì)類型及演化程度對(duì)頁巖油富集具有一定的影響作用，選取演化程度相似(Ro在0.65%～0.70%之間)且有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1型的樣品，分析S1、So與總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)關(guān)系(見圖8)。由圖8可知，S1、So與總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)因數(shù)超過0.77。有機(jī)質(zhì)類型、成熟度和總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)共同控制頁巖油的富集，結(jié)合風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)演化程度分布范圍小、有機(jī)質(zhì)類型相對(duì)單一的特征，總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)是控制風(fēng)城組頁巖油富集的主要因素。當(dāng)0.60%1.30%時(shí)，為頁巖油的高效富集層段。

圖8 瑪湖凹陷瑪頁1井風(fēng)城組熱解烴、含油飽和度與總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.8 The correlation between pyrolytic hydrocarbon, oil saturation and total organic carbon content in Fengcheng Formation of Maye 1 Well in Mahu Sag

3.2 儲(chǔ)集空間

泥頁巖儲(chǔ)層的物性條件對(duì)頁巖油的富集影響較大，孔隙度大的頁巖儲(chǔ)層可以為頁巖油富集提供足夠的儲(chǔ)集空間，滲透率大的頁巖儲(chǔ)層可以促進(jìn)頁巖油的流動(dòng)，并且有利于頁巖油的開發(fā)[41-43]。根據(jù)風(fēng)城組主要巖相類型含油飽和度與孔隙度、滲透率關(guān)系(見圖9)，含油飽和度與孔隙度、滲透率呈一定的正相關(guān)關(guān)系，其中含油飽和度與滲透率的相關(guān)關(guān)系更明顯，表明孔隙度和滲透率共同控制風(fēng)城組頁巖油的富集，滲透率對(duì)頁巖油的富集具有更大的控制作用。以So=20.00%作為風(fēng)城組頁巖油富集的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)孔隙度在4.00%～6.50%之間、滲透率介于(0.020～1.000)×10-3μm2時(shí)，頁巖油的含油飽和度為20.00%～30.00%，頁巖儲(chǔ)層處于頁巖油的富集層段；當(dāng)孔隙度大于6.50%、滲透率大于1.000×10-3μm2時(shí)，頁巖油的含油飽和度大于30.00%，頁巖儲(chǔ)層處于頁巖油的高效富集層段。

圖9 瑪湖凹陷風(fēng)城組不同巖相含油飽和度與孔隙度、滲透率關(guān)系Fig.9 Correlation between oil saturation and porosity and permeability in different lithofacies of Fengcheng Formation in Mahu Sag

3.3 保存條件

構(gòu)造活動(dòng)是影響頁巖油富集的主要宏觀控制因素，相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)頁巖儲(chǔ)層破壞性小，大規(guī)模斷裂較少，有利于頁巖油原地富集成藏。裂縫的發(fā)育對(duì)頁巖油的富集具有雙重作用，既可以作為頁巖油富集的主要空間，也可以作為滲流通道使油氣逸散，破壞頁巖油原地富集。異常壓力可以側(cè)面反映保存條件的好壞，良好的保存條件易形成異常高壓環(huán)境?，敽枷菡w構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定，為頁巖油的原地滯留成藏提供良好的基礎(chǔ)條件，因此，以裂縫發(fā)育情況和異常壓力為主要控制因素，分析研究區(qū)頁巖油富集的影響因素。

研究區(qū)風(fēng)城組具有油氣顯示的巖心裂縫密度大于10條/m，當(dāng)裂縫密度大于32條/m時(shí)，巖心含油級(jí)別達(dá)到油浸級(jí)別以上。裂縫密度的變化斜率(見圖10)顯示，從油斑級(jí)別到油浸級(jí)別明顯高于從油斑級(jí)別到油跡級(jí)別的，表明含油性越好的頁巖裂縫密度越大，具有更好的儲(chǔ)層保存條件。

圖10 不同巖相各含油級(jí)別的巖心裂縫密度變化情況Fig.10 Variation of core fracture density for each oil-bearing grade in different lithofacies

研究區(qū)日產(chǎn)油量與壓力因數(shù)呈明顯的三區(qū)域變化特征(見圖11)。當(dāng)壓力因數(shù)小于1.2時(shí)，日產(chǎn)油量極低，小于1 t/d；當(dāng)壓力因數(shù)大于1.2時(shí)，日產(chǎn)油量明顯升高，大于10 t/d；當(dāng)壓力因數(shù)大于1.5時(shí)，日產(chǎn)油量可達(dá)45 t/d。因此，將裂縫密度為10條/m、壓力因數(shù)為1.2作為頁巖油富集的臨界保存條件。

圖11 瑪湖凹陷風(fēng)城組頁巖油富集的臨界壓力因數(shù)劃分Fig.11 Division of critical pressure coefficient for shale oil enrichment in Fengcheng Formation of Mahu Sag

4 頁巖油有利富集層段

結(jié)合研究區(qū)頁巖發(fā)育特征、頁巖油富集主控因素，以及頁巖油富集評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3,15,39-43]，以S1=1.00 mg/g、So=20.00%作為風(fēng)城組頁巖油富集的標(biāo)準(zhǔn)，將頁巖油富集劃分為不富集區(qū)、富集有利區(qū)、高效富集區(qū)。當(dāng)S1<1.00 mg/g或So<20.00%時(shí)，并且當(dāng)w(TOC)<0.60%、孔隙度<4.00%、滲透率<0.020×10-3μm2、裂縫密度<10條/m、壓力因數(shù)<1.2時(shí)，頁巖油不發(fā)生富集；當(dāng)0.60%1.30%、孔隙度>6.50%、滲透率>1.000×10-3μm2、裂縫密度>32條/m、壓力因數(shù)>1.5時(shí)，頁巖油發(fā)生高效富集。

根據(jù)瑪湖凹陷頁巖油富集評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以瑪頁1井為典型解剖井，在剖面上對(duì)研究區(qū)風(fēng)城組頁巖油進(jìn)行富集有利層段劃分。相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造活動(dòng)、裂縫密度、異常壓力為瑪湖凹陷瑪頁1井區(qū)塊頁巖油的富集提供良好的保存條件。結(jié)合總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、孔隙度、滲透率等頁巖油富集主控因素，縱向上將瑪頁1井風(fēng)城組頁巖劃分為6個(gè)富集層段，包括1個(gè)高效富集層段、3個(gè)有利富集層段和2個(gè)特殊富集層段(見圖12)：

圖12 瑪湖凹陷瑪頁1井風(fēng)城組頁巖油富集的有利層段Fig.12 Favorable shale oil enrichment strata in Fengcheng Formation of Maye 1 Well, Mahu Sag

(1)高效富集層段①。位于風(fēng)三段底部4 589～4 617 m處，厚度為28 m，平均w(TOC)為1.43%，平均孔隙度為7.73%，平均滲透率為0.125×10-3μm2，平均So為35.31%，產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)2.64 m3/(d·m-1)，有利富集巖相為紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖及粉砂巖。

(2)有利富集層段②。位于風(fēng)二段頂部4 630～4 650 m處，厚度為20 m，平均w(TOC)為0.83%，平均孔隙度為10.35%，平均滲透率為0.095×10-3μm2，平均So為22.06%，產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)0.54 m3/(d·m-1)，有利富集巖相為塊狀粉砂巖、層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖互層層段。

(3)有利富集層段③。位于風(fēng)二段中部4 737～4 772 m處，厚度為35 m，平均w(TOC)為0.86%，平均孔隙度為4.00%，平均滲透率為0.067×10-3μm2，平均So為27.55%，產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)0.71 m3/(d·m-1)，有利富集巖相為紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖。

(4)有利富集層段④。位于風(fēng)二段底部4 836～4 860 m處，厚度為24 m，平均w(TOC)為0.62%，平均孔隙度為4.60%，平均滲透率為0.210×10-3μm2，平均So為23.52%，產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)0.48 m3/(d·m-1)，有利富集巖相為層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖、紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖。

(5)特殊富集層段⑤和⑥。其中，層段⑤分布在4 664～4 693 m之間，厚度為29 m，滲透率極低，平均滲透率為0.086×10-4μm2，沒有達(dá)到頁巖油的富集標(biāo)準(zhǔn)，但是孔隙度較高，可達(dá)6.67%，且產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)0.45 m3/(d·m-1)；主要原因是堿類礦物富集層和微裂縫極其發(fā)育，微裂縫多平行于紋層發(fā)育，后期被充填的裂縫較少，可作為頁巖油富集的主要空間。層段⑥分布在4 789～4 818 m之間，厚度為29 m，孔隙度較低，平均孔隙度為2.40%，位于頁巖油的不富集區(qū)，但是滲透率較高，可達(dá)0.740×10-3μm2，并且產(chǎn)油強(qiáng)度可達(dá)0.89 m3/(d·m-1)；主要原因是紋層極其發(fā)育，以白云質(zhì)紋層為主，形態(tài)平直，堿類礦物紋層較少，裂縫多垂直于紋層，且發(fā)生后期充填作用明顯，導(dǎo)致裂縫提供儲(chǔ)集空間的作用減小，紋層和裂縫主要提供良好的滲流通道。由于受裂縫的形態(tài)及后期充填情況的影響，特殊富集層段⑤和⑥有一定的頁巖油富集，有利富集巖相為層狀長(zhǎng)英質(zhì)頁巖和紋層狀含云長(zhǎng)英質(zhì)頁巖，兩種巖相交替發(fā)育，各巖相層段厚度小于10 m。

5 結(jié)論

(1)瑪湖凹陷風(fēng)城組有機(jī)質(zhì)豐度普遍大于0.50%，生烴潛量普遍大于1.00 mg/g，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主，干酪根鏡質(zhì)體反射率分布在0.60%～0.80%之間，處于低成熟—成熟階段；風(fēng)二段和風(fēng)三段的生烴能力好于風(fēng)一段的，具有良好的生油條件。

(2)研究區(qū)孔隙度普遍小于6.00%，滲透率普遍小于0.010×10-3μm2，屬于低孔低滲儲(chǔ)層；孔隙類型主要有粒間溶蝕孔、粒內(nèi)溶蝕孔、有機(jī)質(zhì)孔及微裂縫4種類型；孔體積主要由大于10 nm的孔提供，孔體積增量在3.3～11.4 μL/g之間，以大孔為主。

(3)總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、孔隙度、滲透率、裂縫密度、壓力因數(shù)為研究區(qū)頁巖油富集的主控因素。當(dāng)w(TOC)>1.30%、孔隙度>6.50%、滲透率>1.000×10-3μm2、裂縫密度>32條/m、壓力因數(shù)>1.5時(shí)，頁巖油高效富集；當(dāng)0.60 %