劉忠寶，胡宗全，劉光祥，李 鵬，王鵬威，李倩文，金治光，張 哲

1頁(yè)巖油氣富集機(jī)理與有效開發(fā)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院；3中國(guó)石油化工股份有限公司勘探分公司；4中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院

0 前言

頁(yè)巖源-儲(chǔ)一體的特性是其內(nèi)部頁(yè)巖油氣能夠形成、賦存、富集和高產(chǎn)的關(guān)鍵。不同類型頁(yè)巖中的源、儲(chǔ)特征存在明顯差異，導(dǎo)致頁(yè)巖中源和儲(chǔ)在靜態(tài)空間配置及動(dòng)態(tài)時(shí)間演化上耦合特征的多樣性和復(fù)雜性［1-4］。對(duì)四川盆地及周緣五峰組—龍馬溪組海相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖段的研究［5-6］表明：有機(jī)質(zhì)孔的大量發(fā)育對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)集性能及頁(yè)巖氣的富集高產(chǎn)具有重要貢獻(xiàn)，隨著頁(yè)巖有機(jī)碳含量（TOC）增大，孔隙度也增大，體現(xiàn)了頁(yè)巖源-儲(chǔ)密切相關(guān)、良好配置的特性。與五峰組—龍馬溪組相比，四川盆地侏羅系自流井組陸相頁(yè)巖中不同程度地發(fā)育多種類型的夾層（介殼灰?guī)r類、粉細(xì)砂巖類），由于陸源碎屑、生物介殼等的輸入，導(dǎo)致頁(yè)巖巖相組合（不同類型頁(yè)巖與夾層）、頁(yè)巖中礦物成分、巖相類型的多樣性和復(fù)雜性［7-8］。不同巖相組合類型在體現(xiàn)沉積環(huán)境差異的同時(shí)，表現(xiàn)出頁(yè)巖內(nèi)部有機(jī)顯微組分、生烴能力、有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育及油氣富集能力的差異。本文以四川盆地自流井組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖為研究對(duì)象，從分析源（TOC）-儲(chǔ)（孔隙度）關(guān)鍵參數(shù)相互關(guān)系的復(fù)雜性入手，劃分了宏觀源-儲(chǔ)耦合類型，剖析了微觀源-儲(chǔ)特征及成因機(jī)理，以期為深入探討陸相頁(yè)巖氣富集規(guī)律及優(yōu)選甜點(diǎn)區(qū)提供指導(dǎo)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

四川盆地侏羅系發(fā)育較完整，自下而上依次為下侏羅統(tǒng)自流井組、中侏羅統(tǒng)千佛崖組（涼高山組）和沙溪廟組、上侏羅統(tǒng)遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組。下侏羅統(tǒng)自流井組沉積厚度一般在300～500 m之間，淺湖—半深湖相泥頁(yè)巖發(fā)育廣泛，自下而上可以進(jìn)一步劃分為4個(gè)巖性段，即珍珠沖段、東岳廟段、馬鞍山段及大安寨段。半深湖相富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖主要發(fā)育于東岳廟段和大安寨段，兩套富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的TOC均主要分布在0.5%～2.0%之間，最高可達(dá)4.0%，平均值均大于1%；有機(jī)質(zhì)類型有Ⅱ1、Ⅱ2及Ⅲ型，以Ⅱ1、Ⅱ2型為主；鏡質(zhì)組反射率（Ro）主要介于1.1%～1.8%，已進(jìn)入成熟—高成熟演化階段，有利于頁(yè)巖油氣生成。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)分析

在巖心觀察描述的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)選取川北Y4井、Y30井，川東F1井、F10井、X101井等5口典型鉆井采集樣品136個(gè)，重點(diǎn)開展了巖礦（巖石薄片、全巖礦物X衍射）、有機(jī)地球化學(xué)（TOC、有機(jī)巖石學(xué)、干酪根碳同位素、鏡質(zhì)組反射率）、儲(chǔ)層（氦氣孔隙度、氬離子拋光-掃描電鏡）等3大類8項(xiàng)分析測(cè)試。所有分析測(cè)試均在中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)研究中心完成，其中氬離子拋光-掃描電鏡分析采用Helios650 FIB-SEM/AZtec X-MAX 50儀器，以GB/T 18295—2001、SY/T 5162—2014及SY/T 6189—2018為檢測(cè)依據(jù)完成，實(shí)現(xiàn)了各類無(wú)機(jī)礦物、有機(jī)質(zhì)及其相關(guān)孔隙的高精度表征。

3 頁(yè)巖巖相特征

巖心觀察、頁(yè)巖全巖X射線衍射分析表明：自流井組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖礦物組成以黏土礦物、石英為主，黏土礦物含量高；其次為方解石及斜長(zhǎng)石，方解石以生物介殼發(fā)育。其中，東岳廟段132個(gè)樣品的黏土礦物含量平均值為49.0%，石英＋長(zhǎng)石含量平均值為41.3%，碳酸鹽礦物含量平均值為10.3%；大安寨段181個(gè)樣品的黏土礦物含量平均值為48.3%；石英＋長(zhǎng)石含量平均值為35.7%，碳酸鹽礦物含量平均值為12.6%。為了進(jìn)一步識(shí)別頁(yè)巖巖相類型，首先以碳酸鹽礦物、長(zhǎng)英質(zhì)礦物和黏土礦物為三端元進(jìn)行全巖礦物含量巖相分區(qū)命名（圖1a）：以50%為邊界確定巖相主名，在三角圖的三個(gè)端元分別劃分出頁(yè)巖巖相區(qū)（Ⅰ）、粉砂巖巖相區(qū)（Ⅱ）及灰（云）巖巖相區(qū)（Ⅲ），同時(shí)將3種組分含量均不超過(guò)50%的中間區(qū)命名為混合巖巖相區(qū)（Ⅳ）。在此基礎(chǔ)上，以礦物含量25%為界進(jìn)行二級(jí)分區(qū)，如將泥頁(yè)巖巖相一級(jí)區(qū)劃分為黏土質(zhì)頁(yè)巖相（Ⅰ1）、粉砂質(zhì)頁(yè)巖相（Ⅰ2）及灰質(zhì)頁(yè)巖相（Ⅰ3）等3個(gè)二級(jí)區(qū)。而對(duì)于混合巖巖相區(qū)，以其三角區(qū)各邊界中點(diǎn)向中心點(diǎn)連線劃分為3個(gè)二級(jí)分區(qū)，每個(gè)區(qū)內(nèi)任意兩類礦物含量之和大于70%，以這兩類礦物作為前綴命名。

圖1 四川盆地自流井組全巖礦物含量三端元巖相劃分Fig.1 Three terminal lithofacies division of Ziliujing Formation in Sichuan Basin based on whole rock mineral content

將全巖礦物含量在巖相分區(qū)圖中進(jìn)行投點(diǎn)（圖1b），結(jié)果表明研究區(qū)以發(fā)育粉砂質(zhì)頁(yè)巖（Ⅰ2）、黏土質(zhì)粉砂質(zhì)頁(yè)巖（Ⅳ1）、泥質(zhì)粉砂巖（Ⅱ2）為主。但是，根據(jù)圖1命名的巖相與巖心觀察取得的認(rèn)識(shí)存在較大差異，反映出僅依據(jù)三端元礦物進(jìn)行的巖相命名存在一定的局限性。如圖2a和2b，兩個(gè)樣品的黏土礦物含量分別為60%和54%，石英含量分別為31%和37%，礦物組成十分接近，但圖2a肉眼很難識(shí)別出明顯的石英顆粒，推測(cè)主要為自生石英，而圖2b則表現(xiàn)為粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，兩者在巖石薄片中的石英粒度結(jié)構(gòu)差異十分明顯，因此將圖2b樣品命名為粉砂質(zhì)頁(yè)巖，而將圖2a、2c樣品命名為黏土質(zhì)頁(yè)巖。此外，自流井組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中方解石礦物主要以生物介殼發(fā)育（圖2d），在巖相命名中應(yīng)有所體現(xiàn)，結(jié)合全巖礦物含量，將其命名為介殼灰質(zhì)頁(yè)巖。

圖2 四川盆地自流井組典型頁(yè)巖巖相及特征Fig.2 Typical shale lithofacies and characteristics of Ziliujing Formation in Sichuan Basin

以全巖礦物含量三端元巖相劃分為基礎(chǔ)，結(jié)合非黏土礦物結(jié)構(gòu)及相關(guān)沉積構(gòu)造校正與完善命名［9］，對(duì)東岳廟段與大安寨段頁(yè)巖層系巖相進(jìn)行識(shí)別和劃分。結(jié)果表明：川東地區(qū)東岳廟段與大安寨段頁(yè)巖層系以深灰色—灰黑色黏土質(zhì)頁(yè)巖、介殼紋層狀黏土質(zhì)頁(yè)巖夾介殼灰?guī)r為主；而川北地區(qū)東岳廟段頁(yè)巖層系以灰色—深灰色（含）粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾粉細(xì)砂巖為主，大安寨段以深灰色—灰黑色黏土質(zhì)頁(yè)巖、（含）介殼灰質(zhì)頁(yè)巖夾介殼灰?guī)r、粉細(xì)砂巖為主。綜合大量鉆（錄）井資料分析，自流井組主要可識(shí)別出純頁(yè)巖型、頁(yè)巖夾介殼灰?guī)r型、頁(yè)巖夾粉砂巖（介殼灰?guī)r）互層型及頁(yè)巖夾粉—細(xì)砂巖型4大類巖相組合［9］。

4 頁(yè)巖源-儲(chǔ)耦合特征及類型

4.1 宏觀源-儲(chǔ)耦合特征

四川盆地五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖富氣層段TOC主要集中在2%～4%之間，孔隙度主要分布在4%～6%之間，具有較好的源-儲(chǔ)耦合特征，表現(xiàn)為源（TOC）與儲(chǔ)（孔隙度）參數(shù)之間具有較好的正相關(guān)關(guān)系，即隨著TOC的增大，孔隙度也增大［1］。自流井組東岳廟段與大安寨段陸相頁(yè)巖TOC主要集中在0.5%～2%之間，孔隙度主要分布在2%～6%之間，與五峰組—龍馬溪組相比，其TOC明顯偏低，孔隙度大小差異更大，源（TOC）與儲(chǔ)（孔隙度）參數(shù)之間相關(guān)性較差（圖3），反映出源-儲(chǔ)耦合特征的復(fù)雜性。在細(xì)分頁(yè)巖巖相的基礎(chǔ)上，下文從巖相、TOC、孔隙度三者之間相互關(guān)系的角度進(jìn)行分析。

圖3 四川盆地自流井組頁(yè)巖TOC與孔隙度相關(guān)關(guān)系圖Fig.3 Correlation between TOC and porosity of shale of Ziliujing Formation in Sichuan Basin

對(duì)不同巖相頁(yè)巖的TOC和孔隙度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（圖4a，4b），可見同一巖相頁(yè)巖的TOC、孔隙度變化范圍也比較大：黏土質(zhì)頁(yè)巖TOC分布在0.10%～3.03%之間,孔隙度分布在1.01%～8.42%之間；（含）粉砂質(zhì)頁(yè)巖TOC分布在0.22%～1.92%之間，孔隙度分布在1.11%～5.17%之間。這反映出同一巖相的頁(yè)巖其源、儲(chǔ)特征也存在差異。但從不同頁(yè)巖巖相之間的對(duì)比來(lái)看，黏土質(zhì)頁(yè)巖、（含）介殼灰質(zhì)頁(yè)巖的平均TOC與平均孔隙度均明顯高于（含）粉砂質(zhì)頁(yè)巖，也就是說(shuō)從整體上來(lái)看，黏土質(zhì)頁(yè)巖、（含）介殼灰質(zhì)頁(yè)巖具有“源”高、“儲(chǔ)”高的特點(diǎn)，反映出頁(yè)巖巖相類型對(duì)TOC和孔隙度具有一定的控制作用。結(jié)合沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)類型及儲(chǔ)層孔隙等方面的研究，綜合分析認(rèn)為黏土質(zhì)頁(yè)巖、（含）介殼灰質(zhì)頁(yè)巖TOC較高，與這兩類巖相發(fā)育于相對(duì)深水環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)富集有關(guān)；而其孔隙度高，可能主要與這兩類頁(yè)巖黏土礦物含量高，層間發(fā)育大量縫型孔隙，且有機(jī)質(zhì)類型好，瀝青質(zhì)體及內(nèi)部有機(jī)質(zhì)孔隙相對(duì)發(fā)育有關(guān)。粉砂質(zhì)頁(yè)巖TOC與孔隙度略低，主要是因?yàn)槠涑练e水體相對(duì)淺，陸源碎屑供給多，不利于有機(jī)質(zhì)富集，而且有機(jī)質(zhì)以鏡質(zhì)組為主，有機(jī)質(zhì)孔不發(fā)育；該類頁(yè)巖埋深較大，壓實(shí)作用強(qiáng)，無(wú)機(jī)孔發(fā)育也受到一定影響。因此，陸相頁(yè)巖巖相類型多，以無(wú)機(jī)礦物孔為主，有機(jī)質(zhì)孔為輔，有機(jī)質(zhì)孔對(duì)總孔隙度的貢獻(xiàn)相對(duì)?。?0-13］，這是整體上“源”與“儲(chǔ)”相關(guān)性弱的主要原因。

圖4 不同巖相類型頁(yè)巖TOC、孔隙度對(duì)比Fig.4 Comparison of TOC and porosity of shale of different lithofacies types

4.2 微觀源-儲(chǔ)耦合特征

4.2.1 有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)礦物之間的關(guān)系

頁(yè)巖中除了各類無(wú)機(jī)礦物外，還富含有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì)孔的形成演化過(guò)程與無(wú)機(jī)礦物成巖作用及無(wú)機(jī)孔的形成過(guò)程密不可分。從自流井組東岳廟段和大安寨段頁(yè)巖樣品的氬離子拋光-掃描電鏡鑒定結(jié)果來(lái)看，有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)礦物顆粒之間存在2種賦存形式：一是有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)礦物互為支撐的共存結(jié)構(gòu)，這類有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為有固定形態(tài)，如條帶狀（圖5a）、塊狀（圖5b）等，絕大多數(shù)有機(jī)質(zhì)內(nèi)部為致密均質(zhì)狀，其與各類無(wú)機(jī)礦物之間為穩(wěn)定的相互支撐結(jié)構(gòu)，結(jié)合有機(jī)巖石學(xué)分析，認(rèn)為其主要為鏡質(zhì)體或絲質(zhì)體，其母質(zhì)主要為高等植物碎片。二是有機(jī)質(zhì)賦存于無(wú)機(jī)礦物顆粒間，其形態(tài)明顯受無(wú)機(jī)礦物及其形成的相關(guān)孔隙控制（圖5c，5d），如粒間孔、粒內(nèi)孔等均可見該類有機(jī)質(zhì)（固體瀝青）賦存，表現(xiàn)為無(wú)固定形態(tài)，有機(jī)質(zhì)個(gè)體大小不一，內(nèi)部不同程度地發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔隙。

圖5 不同類型有機(jī)質(zhì)與無(wú)機(jī)礦物之間的關(guān)系Fig.5 Relationship between different types of organic matter and inorganic minerals

4.2.2 有機(jī)質(zhì)孔與無(wú)機(jī)礦物孔之間的關(guān)系

頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)進(jìn)入生油高峰期時(shí)，生成的液態(tài)烴會(huì)就近儲(chǔ)存在頁(yè)巖自身的無(wú)機(jī)礦物孔隙中，隨著熱演化程度的不斷提高，液態(tài)烴發(fā)生裂解，生成天然氣（形成氣孔），并稠化、固結(jié)為固體瀝青。在掃描電鏡下觀察，不同類型無(wú)機(jī)礦物孔中均可以賦存固體瀝青，且瀝青內(nèi)部發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔，有機(jī)質(zhì)與有機(jī)質(zhì)孔形成源-儲(chǔ)一體耦合關(guān)系。主要可以分為3種類型：①主要受較大的石英顆粒（碎屑石英）形成的穩(wěn)定支撐格架控制的粒間孔中，相對(duì)大個(gè)體的固體瀝青得到了良好保存，通常情況下大個(gè)體固體瀝青內(nèi)發(fā)育較多、較大的有機(jī)質(zhì)孔（圖6a）。②黏土礦物層間孔中小個(gè)體條形固體瀝青，內(nèi)部幾十納米至百納米級(jí)有機(jī)質(zhì)孔較發(fā)育（圖6b），盡管抗壓實(shí)能力弱，但黏土礦物與有機(jī)質(zhì)及少量小個(gè)體自生石英顆粒共同形成的格架，在一定程度上對(duì)有機(jī)質(zhì)及內(nèi)部孔隙起到了支撐及保護(hù)作用。③少量方解石粒內(nèi)孔中充填固體瀝青，大小幾百納米不等，內(nèi)部發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔，有機(jī)質(zhì)孔以幾十納米為主（圖6c，6d）。方解石粒內(nèi)孔中有機(jī)質(zhì)及有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)現(xiàn)，充分反映在頁(yè)巖內(nèi)部油氣生成后，經(jīng)歷了近距離運(yùn)移進(jìn)入無(wú)機(jī)孔的過(guò)程。

圖6 不同類型無(wú)機(jī)礦物孔中有機(jī)質(zhì)及內(nèi)部孔隙特征Fig.6 Characteristics of organic matter and internal pores in pores of different types of inorganic minerals

4.2.3 有機(jī)質(zhì)與微裂縫之間的關(guān)系

東岳廟段與大安寨段頁(yè)巖在掃描電鏡下可見一種個(gè)體相對(duì)較大的有機(jī)質(zhì)，形態(tài)以條帶狀、枝狀、塊狀等為主，盡管有機(jī)質(zhì)內(nèi)部基本不發(fā)育孔隙，但有相當(dāng)一部分在邊緣發(fā)育微裂縫（圖7a，7b），甚至個(gè)別有機(jī)質(zhì)內(nèi)部也有微裂縫發(fā)育（圖7c，7d）。有機(jī)質(zhì)內(nèi)生微裂縫的形成，可能與有機(jī)質(zhì)組分在生烴過(guò)程中局部產(chǎn)生異常壓力（超壓）導(dǎo)致破裂作用有關(guān)。而相對(duì)較多的有機(jī)質(zhì)邊緣縫主要與有機(jī)質(zhì)生烴轉(zhuǎn)化過(guò)程中體積收縮有關(guān)。東岳廟段與大安寨段頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)與其邊緣收縮微裂縫在頁(yè)巖內(nèi)部形成源儲(chǔ)相鄰的關(guān)系，這些有機(jī)質(zhì)邊緣縫的發(fā)育，在提高頁(yè)巖儲(chǔ)滲性能的同時(shí)，也是頁(yè)巖氣富集的有效儲(chǔ)集空間。

圖7 有機(jī)質(zhì)與微裂縫的配置關(guān)系及特征Fig.7 Configuration relationship and characteristics of organic matter and microcracks

4.3 頁(yè)巖源-儲(chǔ)耦合類型

陸相頁(yè)巖“源”的關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)TOC與“儲(chǔ)”的關(guān)鍵評(píng)價(jià)參數(shù)孔隙度之間相關(guān)性具有一定復(fù)雜性，呈現(xiàn)多樣性而沒有統(tǒng)一的規(guī)律。從目前已有鉆井頁(yè)巖層系中TOC與孔隙度的關(guān)系來(lái)看，可以識(shí)別出3種源-儲(chǔ)耦合類型：①源-儲(chǔ)較高相關(guān)型。頁(yè)巖巖相相對(duì)均一，壓實(shí)程度和無(wú)機(jī)礦物孔發(fā)育程度基本相當(dāng)，TOC較高，有機(jī)質(zhì)類型好，固定瀝青和有機(jī)質(zhì)孔相對(duì)較發(fā)育，“源”對(duì)“儲(chǔ)”的貢獻(xiàn)相對(duì)較大，源與儲(chǔ)表現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系（圖8a）。②源-儲(chǔ)中等相關(guān)型。縱向上巖相及其組合類型發(fā)生變化，局部頁(yè)巖段的抗壓實(shí)程度及有機(jī)質(zhì)類型發(fā)生變化，TOC相對(duì)低，但整體上隨著TOC增大有機(jī)質(zhì)孔有所增多，源對(duì)儲(chǔ)具有一定的貢獻(xiàn)（圖8b）。③源-儲(chǔ)弱相關(guān)型。頁(yè)巖中僅發(fā)育高等植物（鏡質(zhì)體及絲質(zhì)體），局部發(fā)育極少量固體瀝青，其中少量結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體內(nèi)部發(fā)育體腔孔，個(gè)別富氫鏡質(zhì)體菌化形成少量有機(jī)質(zhì)孔，少量有機(jī)質(zhì)邊緣發(fā)育微裂縫，總體上“源”對(duì)“儲(chǔ)”的貢獻(xiàn)較?。▓D8c）。

圖8 3種典型源（TOC）-儲(chǔ)（孔隙度）關(guān)系柱狀圖Fig.8 Columns showing three typical relationships between sources(TOC)and reservoir(porosity)

5 頁(yè)巖源-儲(chǔ)耦合機(jī)理及發(fā)育模式

陸相頁(yè)巖層系具有3個(gè)共性特點(diǎn)：①介殼灰?guī)r類、粉細(xì)砂巖類夾層的基質(zhì)儲(chǔ)集性能均較差，平均孔隙度均小于2%，鑄體薄片鏡下除個(gè)別見少量微裂縫外，絕大多數(shù)孔隙不發(fā)育，反映出夾層致密，儲(chǔ)集性能明顯不及頁(yè)巖，對(duì)油氣儲(chǔ)集能力的直接貢獻(xiàn)相對(duì)有限［14-17］。但從空間上來(lái)看，夾層厚度較薄，橫向上多以透鏡狀不連續(xù)分布為主。②黏土礦物含量高、抗壓實(shí)能力弱，以發(fā)育黏土礦物晶間孔和部分顆粒邊緣縫為主，黏土礦物相關(guān)孔隙是孔隙度的主要貢獻(xiàn)者。③從有機(jī)質(zhì)組成來(lái)看，整體以鏡質(zhì)體、絲質(zhì)體為主，其次為固體瀝青（不同地區(qū)及層段含量有差異），有機(jī)顯微組分類型是決定有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育的關(guān)鍵，而有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育程度是判斷頁(yè)巖中“源”對(duì)“儲(chǔ)”貢獻(xiàn)及源-儲(chǔ)耦合關(guān)系的核心。

針對(duì)3類源-儲(chǔ)耦合類型，為進(jìn)一步從微觀角度探討其源-儲(chǔ)耦合機(jī)理，在開展不同類型頁(yè)巖、介殼灰?guī)r、粉細(xì)砂巖的物性特征分析的基礎(chǔ)上，以識(shí)別與劃分出的不同巖相組合類型為框架，將不同巖相組合中頁(yè)巖的源（TOC、有機(jī)巖石學(xué)特征、干酪根碳同位素組成）、儲(chǔ)（礦物類型，孔隙大小、形態(tài)及類型）特征進(jìn)行綜合分析，并在對(duì)各類主要的無(wú)機(jī)礦物、孔隙和裂縫進(jìn)行刻畫的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)不同類型有機(jī)質(zhì)的形貌、相對(duì)大小、內(nèi)部有機(jī)質(zhì)孔是否發(fā)育、是否發(fā)育邊緣縫等特征進(jìn)行了表征，在空間上進(jìn)行組合與匹配，建立了與不同類型巖相組合相對(duì)應(yīng)的源-儲(chǔ)耦合模式（圖9）。

圖9 陸相頁(yè)巖層系中不同源-儲(chǔ)耦合類型發(fā)育模式圖Fig.9 Development patterns of different source-reservoir coupling types in continental shale series

純頁(yè)巖型（或局部夾少量薄層介殼灰?guī)r）組合主要發(fā)育于靜水、深水沉積環(huán)境，成烴生物相對(duì)繁盛，有機(jī)質(zhì)豐度高，有機(jī)質(zhì)類型好（Ⅱ型）。生油高峰期時(shí)生成的液態(tài)烴短距離運(yùn)移至無(wú)機(jī)孔中保存，進(jìn)入過(guò)成熟階段后液態(tài)烴開始不斷裂解生氣并固化，內(nèi)部形成較多的富氣有機(jī)質(zhì)孔，加之組成頁(yè)巖的無(wú)機(jī)礦物含量基本一致，抗壓實(shí)能力相當(dāng)，無(wú)機(jī)礦物孔隙發(fā)育程度相當(dāng)，“源”（有機(jī)質(zhì)孔）對(duì)“儲(chǔ)”的貢獻(xiàn)相對(duì)較大，有利于形成源-儲(chǔ)較高相關(guān)型的耦合關(guān)系（圖9a）。

頁(yè)巖夾介殼灰?guī)r型組合主要發(fā)育于遠(yuǎn)離湖盆邊緣，且較靠近生物介殼灘的相對(duì)靜水、較深水沉積環(huán)境，與純頁(yè)巖型相比，水體略淺。由于風(fēng)暴頻繁且強(qiáng)度大，介殼灰?guī)r層增多且加厚，影響成烴生物生存，造成有機(jī)質(zhì)豐度略低。盡管有機(jī)質(zhì)孔對(duì)于總孔隙度的貢獻(xiàn)有所減小，但在微觀尺度下仍能形成源-儲(chǔ)一體的耦合關(guān)系（圖9b）。

頁(yè)巖夾粉砂巖、介殼灰?guī)r互層型組合主要發(fā)育于沉積物供給同時(shí)受到湖盆邊緣碎屑物源和生物介殼灘共同影響的混積過(guò)渡相區(qū)。由于局部層段砂質(zhì)沉積物混入，水體變渾濁，影響低等成烴生物的富集與保存，有機(jī)質(zhì)類型差，生油潛力低，后期有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育較差。整體而言，該類巖相組合中“源”（有機(jī)質(zhì)孔）對(duì)“儲(chǔ)”仍具有一定的貢獻(xiàn)（圖9c）。

頁(yè)巖夾粉—細(xì)砂巖型組合主要發(fā)育于靠近湖盆邊緣碎屑物源區(qū)的淺水沉積環(huán)境，整體上有機(jī)質(zhì)豐度較低，成烴生物以高等植物為主，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型，除少量富氫有機(jī)質(zhì)經(jīng)菌化作用發(fā)育少量有機(jī)質(zhì)孔外，絕大多數(shù)有機(jī)質(zhì)以均質(zhì)、致密為特征，不發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔。但部分有機(jī)質(zhì)在生氣、固化過(guò)程中可形成邊緣縫，對(duì)天然氣儲(chǔ)集具有一定的貢獻(xiàn)（圖9d）。

6 討論

我國(guó)廣泛發(fā)育的陸相泥頁(yè)巖層系盡管表現(xiàn)為盆地類型多（斷陷型、坳陷型、擠壓前緣型等）、層系多（中上二疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)、下侏羅統(tǒng)、白堊系和古近系），但從目前的認(rèn)識(shí)來(lái)看［3,18-19］，整體上普遍存在3大共性特點(diǎn)：①富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中常常發(fā)育夾層，夾層的類型主要包括粉細(xì)砂巖類、碳酸鹽巖類（石灰?guī)r、白云巖）、凝灰?guī)r類，夾層類型可以是其中一種或者多種。如鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組以頁(yè)巖夾砂巖、凝灰?guī)r為主；渤海灣盆地古近系沙河街組以頁(yè)巖夾薄層—紋層砂巖和石灰?guī)r為主；準(zhǔn)噶爾盆地二疊系蘆草溝組頁(yè)巖夾粉砂巖、白云巖、凝灰?guī)r。②頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型多樣，多為兩種以上。如松遼盆地白堊系泉頭組和青山口組、渤海灣盆地古近系沙河街組有機(jī)質(zhì)類型均以Ⅰ、Ⅱ型為主；柴達(dá)木盆地古近系下干柴溝組頁(yè)巖中Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型有機(jī)質(zhì)均發(fā)育。③頁(yè)巖儲(chǔ)集空間以無(wú)機(jī)孔為主，有機(jī)質(zhì)孔相對(duì)欠發(fā)育或不發(fā)育。而本文研究以四川盆地自流井組頁(yè)巖層系為例，對(duì)于陸相頁(yè)巖源-儲(chǔ)耦合機(jī)理的闡述及發(fā)育模式的建立，正是主要源于上述3個(gè)方面的核心要素。因此，基于巖相組合-有機(jī)質(zhì)類型及顯微組分差異建立陸相頁(yè)巖層系中不同源-儲(chǔ)耦合類型發(fā)育模式，對(duì)于開展我國(guó)陸相泥頁(yè)巖層系頁(yè)巖油氣研究具有較好的借鑒意義。

目前針對(duì)我國(guó)鄂爾多斯、松遼、渤海灣、準(zhǔn)噶爾、四川等大型盆地陸相層系均已開展了研究和實(shí)際鉆探工作［20-22］，從頁(yè)巖油氣富集有利層段（甜點(diǎn)層）的發(fā)育情況來(lái)看，仍然存在較大的差異，需要具體分析和研究。鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7、準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組、渤海灣盆地孔店組二段、三塘湖盆地馬朗凹陷條湖組等主要以砂質(zhì)、灰質(zhì)、白云質(zhì)及凝灰質(zhì)等夾層為有利層段［20］。2020年，中國(guó)石化針對(duì)川東復(fù)興地區(qū)東岳廟段④小層純頁(yè)巖型源-儲(chǔ)較高相關(guān)型組合層段部署實(shí)施的涪頁(yè)10HF井測(cè)試日產(chǎn)氣5.58×104m3，日產(chǎn)油17.6 m3，取得了該區(qū)陸相頁(yè)巖油氣勘探的重大突破［21］。松遼盆地古頁(yè)油平1井以青白口組一段下部頁(yè)理型頁(yè)巖為甜點(diǎn)靶層，獲得日產(chǎn)油30.5 t、日產(chǎn)氣13 032 m3的高產(chǎn)工業(yè)油氣流［22］，也是純頁(yè)巖型層段油氣富集的實(shí)例。

7 結(jié)論

（1）四川盆地侏羅系自流井組陸相頁(yè)巖層系源（TOC）-儲(chǔ)（孔隙度）參數(shù)相關(guān)關(guān)系較為復(fù)雜，但黏土質(zhì)頁(yè)巖、（含）介殼灰質(zhì)頁(yè)巖具有“源”高、“儲(chǔ)”高的特點(diǎn)，反映出頁(yè)巖巖相類型對(duì)于TOC和孔隙度的大小具有一定的控制作用。

（2）在自流井組頁(yè)巖層系中可識(shí)別出源-儲(chǔ)較高相關(guān)型、源-儲(chǔ)中等相關(guān)型、源-儲(chǔ)弱相關(guān)型3種宏觀源-儲(chǔ)耦合類型。有機(jī)質(zhì)顯微組分類型是決定有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育的關(guān)鍵，而有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育程度是判斷頁(yè)巖中“源”對(duì)“儲(chǔ)”貢獻(xiàn)及源-儲(chǔ)耦合關(guān)系的核心。

（3）建立了不同巖相組合控制下的4種陸相頁(yè)巖源-儲(chǔ)耦合發(fā)育模式，提出源-儲(chǔ)耦合關(guān)系的差異對(duì)頁(yè)巖油氣的富集程度具有重要控制作用，其中純頁(yè)巖型、頁(yè)巖夾薄層介殼灰?guī)r型巖相組合的源（TOC較高，有機(jī)質(zhì)類型好）、儲(chǔ)（有機(jī)質(zhì)孔相對(duì)較多）發(fā)育條件好，源與儲(chǔ)相關(guān)性最佳，有利于頁(yè)巖油氣富集。

致謝:中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司、勘探分公司相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及同事在資料上給予了大力支持，在此表示感謝！