毛俊莉，張金川，劉 通，丁江輝

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083；2.國土資源部 油氣資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100034；3.國土資源部 頁巖氣資源戰(zhàn)略評價重點實驗室，北京 100083)

作為非常規(guī)油氣資源，頁巖油氣日漸成為中國油氣勘探的重要對象。目前國內(nèi)學(xué)者的研究主要集中在海相頁巖氣的形成條件、賦存形式、儲層評價、成藏機(jī)理、資源潛力及有利發(fā)育區(qū)等方面[1-10]。與海相相對單一的富有機(jī)質(zhì)頁巖紋層結(jié)構(gòu)相比，陸相斷陷盆地沉積相類型多樣，沉積水動力環(huán)境變遷較快，易于形成多樣性的頁巖紋層結(jié)構(gòu)。遼河西部凹陷沙三—沙四段富有機(jī)質(zhì)頁巖不僅形成于快速變化的斷陷沉降期，而且還由于沉積水體環(huán)境變化而出現(xiàn)了碳酸鹽巖沉積，構(gòu)建了復(fù)雜的頁巖紋層結(jié)構(gòu)類型。

湖相頁巖中的紋層通常是長期靜水條件下的沉積產(chǎn)物，分層的水體最有利于紋層的形成[11]。統(tǒng)計研究認(rèn)為，紋層發(fā)育的頁巖含氣和產(chǎn)氣效果遠(yuǎn)優(yōu)于紋層欠發(fā)育的泥巖[13-15]。頁巖紋層受多種因素影響和控制，與有機(jī)質(zhì)富集、頁巖油氣儲集空間、開發(fā)生產(chǎn)效果等關(guān)系密切，但由于頁巖沉積粒度細(xì)、紋層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、觀察與研究方法有限等，目前對頁巖沉積紋層的研究還很薄弱[16-17]，這直接制約了頁巖油氣的理論認(rèn)識和生產(chǎn)實踐。作為我國東部最具有代表性地區(qū)之一，遼河油田最早開展了頁巖油氣勘探研究，2010年成為中美頁巖氣合作研究的重要基地。本文著力于遼河坳陷巖心觀察和測試分析，在頁巖紋層結(jié)構(gòu)、成因與頁巖油氣儲集空間方面進(jìn)行了嘗試性探討。

1 地質(zhì)背景

遼河西部凹陷屬于渤海灣中、新生代裂谷盆地的三級負(fù)向構(gòu)造單元(圖1)，是在太古界基巖古地形背景上經(jīng)復(fù)雜構(gòu)造運(yùn)動發(fā)育起來的斷陷—坳陷湖盆，面積約2 560 km2。古近紀(jì)以來，先后經(jīng)歷了沙四—沙三期的斷陷期、沙一—沙二期的斷拗轉(zhuǎn)換期及東營期的區(qū)域拗陷期等3個演化階段[18]。

在西部凹陷，沙四—沙三段為湖盆發(fā)育的主要沉積旋回層。其中，沙四期整體為淺水沉積，早期主要發(fā)育封閉的湖相沉積，水體礦化度較高，碳酸鹽沉積物比較發(fā)育，晚期主要為開放特點的砂泥巖沉積；沙三期表現(xiàn)為多個沉降中心，早期在深湖沉積環(huán)境中發(fā)育了大套的暗色頁巖，中期的沖積扇、扇三角洲等向湖盆中心快速推進(jìn)，晚期的河流—扇三角洲等沉積對凹陷形成了大面積的覆蓋。

圖1 遼河西部凹陷構(gòu)造位置

2 西部凹陷頁巖紋層結(jié)構(gòu)

在沙四—沙三段厚達(dá)2 000多m的地層中，暗色頁巖主要埋藏在2 800 m以下，成為西部凹陷頁巖油氣發(fā)育的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。由于沙四段和沙三段沉積時期分別處于遼河坳陷的斷陷早期和深裂陷期，導(dǎo)致沙四段與沙三段頁巖在礦物成分、有機(jī)質(zhì)賦存及紋層結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)較大差別。

2.1 頁巖紋層結(jié)構(gòu)

對于大型湖相盆地，頁巖紋層一般由3個基本單元組成：隱晶質(zhì)碳酸鹽紋層、黏土—長英質(zhì)紋層和富有機(jī)質(zhì)紋層。不同的頁巖，紋層的組合方式有差異，與其中有機(jī)質(zhì)的賦存方式關(guān)系明顯。根據(jù)觀察和統(tǒng)計，頁巖中的有機(jī)質(zhì)賦存方式可劃分為連續(xù)紋層型、斷續(xù)紋層型和分散紋層型等3種，對應(yīng)于不同的沉積條件(表1)。根據(jù)頁巖礦物成分和有機(jī)質(zhì)的賦存狀態(tài)，其中的連續(xù)型紋層結(jié)構(gòu)可分為云(灰)巖彎曲狀紋層連續(xù)型和黏土平直狀紋層連續(xù)型2種。

表1 遼河西部凹陷頁巖紋層結(jié)構(gòu)分類

2.1.1 云(灰)巖連續(xù)型紋層結(jié)構(gòu)

顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，所有頁巖紋層均為規(guī)則或不規(guī)則彎曲狀。彎曲狀紋層頁巖主要形成于碳酸鹽含量較高的半深湖—淺湖相環(huán)境中。由于細(xì)粒碎屑物質(zhì)供給不足、鈣鎂離子沉淀及生物堆積等過程的交互作用，造成了頁巖中有機(jī)質(zhì)薄互層狀賦存，與泥晶白云石層狀間互(圖2a)。由于變化性的礦物沉積和差異性的壓實等作用，造成了有機(jī)質(zhì)紋層面均為彎曲狀，彎曲狀紋層主要發(fā)育在白云石(方解石)含量較高的沙四段混合型頁巖中。在此環(huán)境中，沉積水體鹽度大，密度分層明顯，在沉積水體底部形成還原環(huán)境，易于保存有機(jī)質(zhì)。由于有機(jī)質(zhì)的顏色偏深，而云質(zhì)成分的顏色偏淺，整體可呈現(xiàn)為變化較大的斑駁色。該類頁巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，w(TOC)>4%，以浮游藻類為主要來源的有機(jī)物易于形成以Ⅰ型和Ⅱ1型為主的干酪根，生烴潛力高(大于20 mg/g)，頁巖油氣資源潛力通常較大。

2.1.2 黏土紋層連續(xù)型結(jié)構(gòu)

平直狀紋層頁巖主要形成于水深較大、水體安靜、缺乏生物擾動及碎屑物質(zhì)供給的深湖—半深湖相中。由于沉積物供給的韻律性變化，導(dǎo)致了原始水平狀的有機(jī)質(zhì)紋層與黏土礦物互層分布，相對較小的礦物成分差異和穩(wěn)定的同生—準(zhǔn)同生作用完好地保存了原始的紋層結(jié)構(gòu)，形成了有機(jī)質(zhì)與黏土礦物呈平直且互層狀的分布，有機(jī)質(zhì)紋層平直且變化較小(圖2b)。平直狀紋層頁巖主要發(fā)育在沙四段深湖相黏土型頁巖中，頁巖的有機(jī)碳含量較高，通?？蛇_(dá)3%～9%，平均為5%；以Ⅱ1型為主的有機(jī)質(zhì)生烴潛力高，其巖石熱解氫指數(shù)在331～600 mg/g之間，平均455 mg/g，表明具有較大的頁巖油氣資源潛力。

圖2 遼河西部凹陷黑色頁巖有機(jī)質(zhì)賦存狀態(tài)

2.1.3 紋層斷續(xù)型結(jié)構(gòu)

斷續(xù)紋層狀頁巖主要形成于半開放環(huán)境中，盡管沉積古水深較大、沉積環(huán)境安靜，但沉積水體能量增加，攜砂能力增強(qiáng)，沉積環(huán)境主要為深湖—半深湖相。與平直狀紋層頁巖相比，巖石中的黏土礦物含量減少，而脆性礦物含量增加，有機(jī)質(zhì)含量明顯減少。在早期的壓實過程中，差異性分布的石英顆?？砂l(fā)生定向排列，并使原始沉積的紋層復(fù)雜化，形成斷續(xù)紋層狀頁巖。該類頁巖以石英與黏土礦物為主，兩者呈互層狀分布。頁巖有機(jī)質(zhì)含量偏低，巖石顏色偏淺，呈絲縷狀或條帶狀不均勻分布于黏土礦物中(圖2c)。斷續(xù)紋層狀頁巖主要分布在沙三段半深湖—深湖環(huán)境的長英型頁巖中；有機(jī)質(zhì)以Ⅱ1型為主，有機(jī)碳含量通常在2%～4%之間，生油潛力高(大于20 mg/g)，亦為優(yōu)質(zhì)的頁巖油氣母質(zhì)。

2.1.4 分散型結(jié)構(gòu)

分散狀有機(jī)質(zhì)頁巖主要形成于更加開放的環(huán)境中，沉積古水深變淺、沉積環(huán)境略有震蕩，沉積水體能量進(jìn)一步增加。盡管沉積環(huán)境仍然為深湖—半深湖相，但有機(jī)質(zhì)含量急劇減少，粉砂質(zhì)顆粒明顯增多，顆粒排列定向性變差，分布規(guī)則性變?nèi)?，常表現(xiàn)為塊狀結(jié)構(gòu)特征。手標(biāo)本中常見貝殼狀斷口，其中的石英、長石礦物含量較高，黏土礦物含量減少，頁巖顏色淺，有機(jī)質(zhì)常呈零星分散狀分布(圖2d)。該類頁巖主要分布在沙三段地層中，?？僧a(chǎn)出于半深湖、淺湖、三角洲及河流等環(huán)境中。

由此可見，有機(jī)質(zhì)含量與泥質(zhì)紋層發(fā)育程度有密切關(guān)系，紋層層理越發(fā)育，有機(jī)質(zhì)含量越高，反之則含量降低，反映為沉積速度、水體穩(wěn)定性及其變化條件下的頁巖結(jié)構(gòu)發(fā)育特點。在外源沉積物供源條件下，有機(jī)質(zhì)豐度及其賦存狀態(tài)受巖石礦物成分影響比較大，黏土礦物含量高，對應(yīng)的有機(jī)質(zhì)豐度比較高。在有內(nèi)源沉積物供源條件下，黏土礦物含量與有機(jī)質(zhì)含量對應(yīng)關(guān)系減弱，特別是當(dāng)碳酸鹽礦物成分(方解石或白云石)含量在20%～50%時，頁巖紋層極為發(fā)育，頁巖紋層主要表現(xiàn)為富碳酸鹽紋層、富有機(jī)質(zhì)紋層及富泥質(zhì)紋層等，為頁巖油氣的形成提供了良好的生、儲、聚等條件。

2.2 紋層結(jié)構(gòu)的形成

每種紋層形成條件不一樣，表現(xiàn)為巖石礦物成分和組合也不相同。隱晶白云石(方解石)紋層的形成需要一定的鹽度條件，與化學(xué)作用有關(guān)；黏土紋層則相對更多地與盆外的水體注入有關(guān)，主要為機(jī)械作用，這些被水流帶入湖泊的黏土物質(zhì)在安靜的水底沉積下來，從而形成黏土紋層；有機(jī)質(zhì)紋層則形成于浮游藻類的定期繁盛，盡管影響因素較多，但一般都與古氣候轉(zhuǎn)暖有關(guān)，溫暖的水體有利于浮游生物的繁盛，主要與生物作用相關(guān)[19-20]。

云(灰)巖紋層結(jié)構(gòu)通常也稱為(含)碳酸鹽混合型紋層頁巖，既可以與化學(xué)作用有關(guān)，也可以與藻類勃發(fā)產(chǎn)生的生物化學(xué)作用有關(guān)，或者是二者的共同作用。深(泥質(zhì)/有機(jī)質(zhì))淺(碳酸鹽)兩色紋層呈交替旋回性變化，代表沉積環(huán)境的冷熱氣候交替。紋層的形成是湖區(qū)物理化學(xué)和生物過程的產(chǎn)物，主要為內(nèi)源性泥巖，水動力微弱，具有半咸水性質(zhì)的淺湖—半深湖頁巖沉積，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型和Ⅱ1型為主，有機(jī)碳含量較高，一般大于5%。

富有機(jī)質(zhì)黏土型頁巖，主要包括氣候變化形成季節(jié)紋層(生物作用)。大量研究認(rèn)為，浮游植物的生長隨著季節(jié)的變化而波動，甚至在某一季節(jié)勃發(fā)。藻類勃發(fā)之后可以分解出大量的有機(jī)質(zhì)，在水體分層的條件下，這些有機(jī)質(zhì)的沉降速率比較慢，往往在水體比較穩(wěn)定的秋冬季節(jié)方能沉積下來。秋冬季節(jié)，生物的生產(chǎn)力降低，這些有機(jī)質(zhì)所形成的有機(jī)質(zhì)成層性較差，形成了以黏土含量較高為特點的富有機(jī)質(zhì)頁巖；有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型和Ⅱ1型為主，有機(jī)碳含量較高，一般大于5%。

斷續(xù)型紋層通常為黏土紋層有韻律組合，粉砂、黏土則是以平流或?qū)娱g流的方式季節(jié)性輸入(機(jī)械作用)。沉積物通過入湖的水系輸入湖中，在水體分層的情況下，碎屑物質(zhì)可以沿湖平面呈平流或?qū)娱g流的方式運(yùn)移到整個深湖區(qū)。這種平流或?qū)娱g流的發(fā)育程度直接與氣候或氣候控制下的入湖水量有關(guān)。有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1和Ⅱ2型，有機(jī)碳含量相對連續(xù)型紋層較低，一般為2%。

3 紋層結(jié)構(gòu)與頁巖儲集空間

紋層結(jié)構(gòu)是頁巖沉積環(huán)境的直接反映，在很大程度上體現(xiàn)為頁巖的礦物成分、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)豐度、頁巖儲集空間等頁巖氣關(guān)鍵參數(shù)的變化，甚至決定了含油氣量以及頁巖油氣的分布等。紋層組合與頁巖含油氣性有較好的對應(yīng)關(guān)系，在很大程度上決定了儲集空間，影響儲集能力。

在頁巖油氣的儲層研究中，借助氬離子拋光掃描電鏡、巖石薄片分析對組分、形態(tài)、大小以及組分的空間排列方式等方面分析，結(jié)合頁巖成巖作用，可以識別和研究頁巖的儲集空間。

3.1 連續(xù)型結(jié)構(gòu)與頁巖儲集空間

連續(xù)型富有機(jī)質(zhì)紋層頁巖儲集空間主要為無機(jī)孔，包括粒間孔、粒內(nèi)孔、晶間孔、晶內(nèi)孔和溶蝕孔，有機(jī)孔較斷續(xù)型紋層結(jié)構(gòu)更發(fā)育，總體上孔隙及其組合類型以原生碳酸鹽晶間孔—長石、石英粒間孔等基質(zhì)孔隙為主(圖3a-f)。富有機(jī)質(zhì)紋層狀巖相由于有機(jī)質(zhì)大量富集，有機(jī)質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)較高，易形成連續(xù)的有機(jī)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，干酪根生烴過程中產(chǎn)生微裂縫以及酸性流體產(chǎn)生的溶蝕孔隙使局部孔隙度增大。

這類紋層結(jié)構(gòu)主要形成于沙四段沉積時期的半咸水環(huán)境，垂向上受湖平面升降變化及水動力的影響，巖石礦物成分發(fā)生顯著變化[21-22]。水體變淺時白云石含量逐漸增高，黏土和有機(jī)碳含量減少；水體加深時，白云石含量減少，黏土含量增加，紋層結(jié)構(gòu)發(fā)育，有機(jī)質(zhì)為浮游藻類。薄片下富有機(jī)質(zhì)紋層狀巖相有機(jī)質(zhì)多為無定形組分，含量一般為55%～98%，多為具海綿結(jié)構(gòu)的絮凝團(tuán)塊，是強(qiáng)還原相水生生物藻類的產(chǎn)物。

在成巖過程中隨著埋深的增加，機(jī)械壓實作用增強(qiáng)，礦物緊密排列，孔隙體積減少。隨著壓實進(jìn)一步的增強(qiáng)，原生粒間骨架孔減少，蒙脫石持續(xù)脫水并向伊利石轉(zhuǎn)化，伊蒙混層增高，黃鐵礦晶體膠結(jié)導(dǎo)致孔隙度降低。在有機(jī)質(zhì)演化未成熟階段，形成有機(jī)質(zhì)—黏土—碳酸鹽混合體。埋深持續(xù)，長石石英粒間孔與碳酸鹽晶間孔已經(jīng)變成微孔特征，伊蒙混層向伊利石轉(zhuǎn)變，大規(guī)模排酸，在有機(jī)質(zhì)邊緣(或黏土礦物集合體部分)形成有機(jī)質(zhì)收縮縫，碳酸鹽晶間發(fā)育晶間溶孔，孔隙直徑在300～100 μm。有機(jī)孔—微縫儲集空間系統(tǒng)造成含油量高，且碳酸鹽含量與含油氣性正相關(guān)。雷家地區(qū)在有機(jī)質(zhì)演化過程中，因后期構(gòu)造抬升抑制了油氣的進(jìn)一步熱成熟，導(dǎo)致該區(qū)油氣演化階段停留在低熟至成熟生油階段[23-25]，且流體特點以石油為主，密度在0.89～0.95 g/cm3之間，分布在雷家地區(qū)2 500～3 000 m之間，頁巖油的有利分布面積可達(dá)145 km2。

圖3 遼河西部凹陷三種紋層結(jié)構(gòu)對應(yīng)的儲集空間特征

3.2 斷續(xù)型紋層結(jié)構(gòu)與頁巖儲集空間

斷續(xù)型富有機(jī)質(zhì)紋層頁巖儲集空間主要為黏土間微孔、粒間微孔，有機(jī)孔和溶蝕孔數(shù)量減少(圖3g-i)?？傮w上孔隙及其組合類型以長石—石英粒間孔、黏土間微孔等基質(zhì)孔隙為主。有機(jī)碳含量相對減少，難以形成連續(xù)的有機(jī)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，干酪根生烴產(chǎn)生的有機(jī)孔孔徑減小，收縮縫相對更發(fā)育?？讖酱笮≈饕獮?00 nm～10 μm，孔隙類型、孔隙大小及孔隙連通性分布不規(guī)則。

這類紋層結(jié)構(gòu)的形成條件主要在沙三段暢流湖盆，沙三段沉積期強(qiáng)烈沉降導(dǎo)致水體持續(xù)上升，形成深水靜水沉積環(huán)境，深水區(qū)大面積缺氧，沉積物均衡補(bǔ)償—過補(bǔ)償沉積，有機(jī)質(zhì)得以埋藏、保存形成黑色頁巖。主要沉積長英型斷續(xù)紋層的頁巖，巖石礦物成分以石英為主，石英礦物含量超過50%。斷續(xù)紋層結(jié)構(gòu)發(fā)育，有機(jī)碳含量相對減少，有機(jī)質(zhì)與黏土互層，有機(jī)質(zhì)為浮游藻類。薄片下富有機(jī)質(zhì)紋層狀巖相有機(jī)質(zhì)多為無定形組分，含量一般在48%～90%，生烴潛力大于20 mg/g。

在成巖過程中隨著埋深增加，持續(xù)到中成巖B期，有機(jī)質(zhì)成熟度Ro大于1.3%，達(dá)成熟—高成熟階段，伴隨有機(jī)酸含量降低，溶蝕孔隙減少，生烴作用產(chǎn)生的有機(jī)孔占主導(dǎo)，但孔徑變小，由微米級向納米級轉(zhuǎn)化，殘留在基質(zhì)孔隙中的石油和瀝青體積在減小，形成基質(zhì)孔隙—有機(jī)孔隙組合，對氣儲集貢獻(xiàn)較大。埋深大于3 500 m，伊利石含量增高，壓實擠壓，黏土礦物演化加強(qiáng)，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化。隨著壓實作用持續(xù)，流體負(fù)重，作用在黏土和有機(jī)質(zhì)的有效應(yīng)力降低，抑制有機(jī)質(zhì)的演化。目前有機(jī)質(zhì)演化階段為成熟油階段到過成熟干氣階段，主要表現(xiàn)為油氣分布序列完整，包括成熟油，高成熟凝析油，過成熟干氣。尤其在雙興1井現(xiàn)場解析過程中，在紋層狀長英型頁巖、韻律層理頁巖、粉砂巖與頁巖互層中發(fā)現(xiàn)大量頁巖氣。頁巖氣主要分布在清水洼陷深部，有利分布面積可達(dá)170 km2。

3.3 分散結(jié)構(gòu)與頁巖儲集空間

分散結(jié)構(gòu)頁巖石英礦物含量一般均大于50%，有機(jī)質(zhì)含量急劇減少，通常不足0.5%，有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ型，表現(xiàn)為塊狀結(jié)構(gòu)，主要發(fā)育在沙三段半深湖—深湖相。

比較沙四和沙三頁巖沉積結(jié)構(gòu)(表2)可以看出，在閉流半咸水湖盆中，水體相對較深時，紋層發(fā)育，紋層密度增加；有機(jī)質(zhì)順白云石層或黏土層富集，有機(jī)質(zhì)含量相對較高，有機(jī)質(zhì)以生烴量較大的Ⅰ型為主，有機(jī)質(zhì)的成熟度在0.5%～0.7%，處于中成巖A期；碳酸鹽含量相對較高，有利于促進(jìn)烴類轉(zhuǎn)化，也有利于儲集空間發(fā)育，儲集空間以溶蝕孔、黏土間微孔、有機(jī)孔為主，且有機(jī)孔以引爆孔為主，形狀為圓形或橢圓形，孔徑在300 nm～100 μm之間，黏土類型以伊蒙混層為主，混層比S(伊/蒙)為20%，儲集空間內(nèi)的流體有重油，也有成熟油，為該區(qū)特色。

表2 遼河西部凹陷沙四—沙三段頁巖紋層結(jié)構(gòu)及儲集能力關(guān)系

在暢流的沙三期湖盆中，水體加深，層狀結(jié)構(gòu)也發(fā)育，但有機(jī)質(zhì)的賦存方式發(fā)生變化，呈絲縷狀或條帶狀分布于黏土礦物間；有機(jī)質(zhì)的含量與黏土礦物含量的變化相關(guān)?？傮w上有機(jī)碳含量較沙四段低，一方面沉積環(huán)境由閉流半咸水環(huán)境向暢流淡水環(huán)境變化；另一方面成巖作用增強(qiáng)處于中成巖B期，烴類轉(zhuǎn)化充分，石油進(jìn)一步裂解為天然氣。黏土類型以伊蒙混層為主，混層比S(伊/蒙)在10%～15%，儲集空間主要為黏土間微孔、粒間微孔、溶蝕孔、有機(jī)孔，有機(jī)孔更加不規(guī)則，成巖收縮縫發(fā)育，儲集空間孔徑在100 nm～10 μm，儲集空間充滿天然氣。

通常情況下，連續(xù)型紋層頁巖埋深相對較淺，以伊蒙混層為主，混層比S(伊/蒙)通常大于20%，目前一般處于中成巖A期，有助于形成頁巖油，頁巖儲集空間內(nèi)流體主要為密度較大的石油。斷續(xù)型紋層頁巖埋藏相對較深，以伊蒙混層為主，混層比S(伊/蒙)通常在10%～15%，目前一般處于中成巖B期，有助于形成頁巖油氣，頁巖儲集空間內(nèi)流體主要為凝析油氣。

4 結(jié)論

(1)西部凹陷沙四—沙三段頁巖可以劃分為連續(xù)型、斷續(xù)型和分散型3種沉積結(jié)構(gòu)。連續(xù)型沉積結(jié)構(gòu)包括云(灰)巖型彎曲狀紋層結(jié)構(gòu)、黏土型平直狀紋層結(jié)構(gòu)。彎曲狀紋層結(jié)構(gòu)的巖石礦物成分中白云石(或方解石)含量高；斷續(xù)型和分散型沉積結(jié)構(gòu)巖石礦物成分以石英和長石等礦物為主。

(2)云巖彎曲狀紋層頁巖既可以與化學(xué)作用有關(guān)，也可以與藻類勃發(fā)產(chǎn)生的生物化學(xué)作用有關(guān)，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅰ型和Ⅱ1型為主，有機(jī)質(zhì)豐度較高，生烴潛力高。平直狀紋層頁巖，主要為氣候變化形成季節(jié)紋層(生物作用)，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1為主，有機(jī)碳含量較高。斷續(xù)型紋層通常由黏土紋層有韻律組合，粉砂、黏土則是以平流或?qū)娱g流的方式季節(jié)性輸入(機(jī)械作用)，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1型和Ⅱ2型，有機(jī)質(zhì)豐度較前2種低。分散型沉積結(jié)構(gòu)有機(jī)質(zhì)含量相對較低，黏土含量也較低。

(3)頁巖紋層結(jié)構(gòu)可能影響儲集能力。沙四段連續(xù)型紋層結(jié)構(gòu)(白云質(zhì)泥巖)頁巖儲集空間以無機(jī)孔為主，碳酸鹽含量和有機(jī)質(zhì)豐度高、生烴能力強(qiáng)，碳酸鹽含量與含油氣性正相關(guān)。沙三段斷續(xù)紋層頁巖有機(jī)碳含量明顯降低，成巖作用強(qiáng)烈，有機(jī)孔較發(fā)育，成巖收縮縫發(fā)育，儲集空間孔徑在100 nm～10 μm之間。分散型(塊狀泥巖)不易發(fā)生溶蝕和裂縫，含油氣性條件較差。