苏北盆地高邮凹陷古近系阜宁组二段页岩油成藏条件分析

付 茜，刘启东，刘世丽，段宏亮

(中国石化 江苏油田分公司 勘探开发研究院，江苏 扬州 220009)

随着页岩油气勘探开发的成功、经济的高速发展以及常规油气资源的逐渐减少，非常规—常规油气时期已经到来，页岩油气革命已拉开序幕[1-6]。传统理论认为，页岩作为生油气烃源岩，而非储层，但随着以连续型“甜点区”为核心的非常规油气理论的革新，打破了这一“禁区”，页岩油作为非常规油气资源之一受到世界各国的广泛关注。目前，国内外对页岩油的范畴有不同理解，存在一定争议[7-8]，页岩油有广义和狭义之分。本文所述的页岩油为广义的概念[9-15]，主要是指以游离态和吸附态赋存于富有机质页岩及其碳酸盐岩、砂岩薄夹层中的液态烃，为富有机质泥页岩生成但未能完全排出而滞留或仅经过极短距离运移而就地聚集的产物，属于自生自储型油气类型。

针对页岩油国内外诸多学者开展了研究，在基质型或者裂缝型页岩油的储层物性、形成机理和富集条件等方面研究较为深入[16-23]，但针对夹层型页岩油研究较少，对其地质特征、成藏条件等尚不明确。本文通过对苏北盆地高邮凹陷深凹—内坡带E1f2碳酸盐岩夹层型页岩油开展地质评价，研究夹层型页岩油成藏条件，明确页岩油勘探有利层段，为下一步页岩油勘探提供参考。

1 地质概况

苏北盆地位于苏北—南黄海盆地陆上部分，其南北分别以苏南隆起和鲁苏古陆为界，西至郯庐断裂，东与南黄海盆地相接，面积3.8×104km2[24]。盆地内发育上白垩统泰州组二段(K2t2)、古近系阜宁组二段(E1f2)和四段(E1f4)等多套湖相泥页岩层，E1f2和E1f4泥页岩厚度大、分布广、丰度较高、脆性矿物含量高，生烃指标优于K2t2。从油气显示来看，在苏北盆地金湖凹陷和高邮凹陷E1f2和E1f4页岩层系见200余井次油气显示，有13口井试获原油，累计产油在1 000 t以上的井有4口，丰富的油气显示及试油成果证实苏北盆地E1f2和E1f4具备形成、聚集页岩油气的条件[25]。盆内发育碳酸盐岩夹层型页岩油和砂岩夹层型2种类型页岩油，其中E1f2碳酸盐岩夹层型页岩油油气显示更为丰富。E1f2碳酸盐岩夹层型页岩油勘探的有利区在金湖凹陷和高邮凹陷的深凹—内坡带，本文主要探讨高邮凹陷深凹—内坡带E1f2碳酸盐岩夹层型页岩油的成藏条件。

2 成藏条件分析

2.1 沉积环境分析

图1 苏北盆地高邮凹陷阜宁组二段富有机质页岩沉积环境

2.2 源岩品质分析

2.3 储层品质分析

2.3.1 碳酸盐岩夹层厚度

2.3.2 储集空间和性能

图2 苏北盆地高邮凹陷深凹—内坡带阜宁组二段各页岩段储集空间及类型

图3 苏北盆地高邮凹陷深凹—内坡带阜宁组二段各页岩段孔径大小及孔隙类型

3 工程条件

3.1 脆性矿物含量

表1 苏北盆地高邮凹陷深凹—内坡带阜宁组二段综合评价

3.2 岩石力学参数

3.3 黏土矿物组成

页岩在不同的成岩作用阶段，黏土矿物组成有所不同，从而使页岩可压裂性不同[27]，但随着成岩演化作用的增强，页岩的脆性和可压裂性也会增强。

黏土矿物主要由蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石组成，黏土矿物遇水易膨胀，黏土矿物膨胀能力蒙脱石最强，其次是伊蒙混层，再次是伊利石和绿泥石，高岭石最不易膨胀。高邮凹陷深凹—内坡带E1f2碳酸盐岩夹层黏土矿物以伊/蒙混层和伊利石为主，各页岩段夹层伊/蒙混层和伊利石含量均大于80%，高岭石和绿泥石含量很少，含量均小于10%(图4a)。当埋深大于3 500 m，页岩成岩程度达中成岩期末，黏土矿物中伊蒙混层含量明显减少，伊利石含量几乎增加了一倍。由此可见，随着埋深加大，成岩演化程度增强，页岩的成岩程度增加，黏土矿物中伊蒙混层向伊利石转化更加明显，页岩脆性及可压裂改造条件变好[27](图4b)。

图4 苏北盆地高邮凹陷深凹—内坡带阜组二段页岩黏土矿物组成

3.4 可动性评价

可动性分析主要评价含油率和可动系数2个关键指标[32]。含油率参数OSI值[OSI=S1×100/w(TOC)]大于75 mg/g时，页岩油开始可动，具有产出能力；OSI>100 mg/g时，页岩层产出页岩油的能力良好。高邮凹陷深凹—内坡带阜二段OSI值多小于50 mg/g，平均为5～36 mg/g，仅有9个数据点大于100 mg/g，可见该区可动潜力不高[33]。

4 “甜点”层段优选

5 结论