唐鑫萍，許 泓，曹宇暢，林火養(yǎng)，李 敏，曾濟楚

（1.中國石油大港油田公司，天津 300280；2.中國石油南方石油勘探開發(fā)有限責(zé)任公司，海南 ?？?570216；3.中國石油集團測井有限公司北京測井技術(shù)開發(fā)公司，北京 102206）

根據(jù)頁巖層系的巖性組合、頁巖油賦存方式，頁巖油可分為單一型、夾層型、互層型和厚層型4 種[1]。夾層型頁巖油的巖性組合以暗色厚層泥頁巖夾薄層碳酸鹽巖或粉砂巖為特征，泥頁巖生成的烴類“就近”運移至“夾層型”的碳酸鹽巖或粉砂巖中，形成頁巖油富集層段[2-3]。近年來，在“源內(nèi)找油”思路指導(dǎo)下，準噶爾盆地蘆草溝組、松遼盆地青白口組、渤海灣盆地沙河街組等層系均在夾層型頁巖中獲得了工業(yè)油流，開拓了一個廣闊的油氣勘探領(lǐng)域[4-5]。

三水盆地古近系布心組二段是該盆地主要的烴源巖發(fā)育層段，以往常規(guī)油氣研究通常僅將布二段作為烴源巖研究的對象[6]。雖然前人的沉積研究明確了該段“富泥”地層內(nèi)、沿湖盆邊緣發(fā)育大面積的碳酸鹽巖，但局限于常規(guī)油氣的勘探開發(fā)手段，這套碳酸鹽巖單層厚度小、物性差、無自然產(chǎn)能的特征使其被貼上了“成藏條件差”的標簽，長期未受重視[7-9]。如果這套薄層的碳酸鹽巖能從頁巖油“儲集甜點”的角度被重新認識、重新開發(fā)，非常有望打開三水盆地勘探開發(fā)的新局面。

1 沉積背景

在三水?dāng)嘞莺柩莼^程中，布二段沉積時期為湖盆發(fā)育的鼎盛時期，該時期盆地僅發(fā)育西北部物源，且物源波及范圍僅占盆地面積10%左右[7-9]。在此背景下，東部斜坡為貧物源環(huán)境，發(fā)育湖相泥巖-灰?guī)r間互沉積。該沉積背景一方面沉積形成了布二段厚層的暗色泥巖，形成該盆地主要的烴源巖；另一方面形成了東部斜坡區(qū)泥巖-灰?guī)r間互沉積，灰?guī)r在宏觀上呈條帶狀分布于盆地的斜坡區(qū)，形成了烴源巖內(nèi)疊置分布的薄夾層型灰?guī)r儲層（圖1）。

圖1 三水盆地布二段東西向連井沉積相分析

依據(jù)頁巖油定義[1]，發(fā)育于泥頁巖烴源巖層系內(nèi)、儲層單層厚度小于5 m 且儲層累計厚度占泥頁巖層系總厚比小于30%的原油屬于頁巖油范疇。為此，本文轉(zhuǎn)變以往常規(guī)油氣研究思路，以頁巖油“源內(nèi)找油”的思路，開展對頁巖油成藏至關(guān)重要的烴源巖、儲層研究。

2 烴源巖條件

三水盆地布二段暗色泥巖一般厚度為60～120 m，分布面積816 km2，廣覆式分布于整個盆地；干酪根類型為Ⅱ1-Ⅱ2型；鏡質(zhì)體反射率（Ro）介于0.8%～1.6%，整體處于成熟階段。烴源巖殘余有機碳（TOC）一般為0.80%～1.80%，平均1.45%；總烴（HC）的含量一般為500×10-6～800×10-6，平均643×10-6；生烴潛量（S1+S2）一般為8.00～16.00 mg/g，平均為10.54 mg/g（表1）；有機質(zhì)豐度較高，依據(jù)烴源巖劃分標準[10]，為好烴源巖。本文統(tǒng)計結(jié)果與前人研究大體相符。

表1 三水盆地布二段烴源巖有機質(zhì)豐度統(tǒng)計

為研究碳酸鹽巖發(fā)育區(qū)（東部斜坡）的烴源巖發(fā)育情況，將TOC等值線與暗色泥巖厚度進行疊合成圖分析（圖2），結(jié)果表明，泥巖厚度的分布大體與沉積中心的分布相吻合，即盆地中心的泥巖最厚，向湖盆邊緣減薄。TOC高值區(qū)集中分布于盆地兩個區(qū)域：北部凹陷SS1 井-Z1-井-SS21 井一帶、東部斜坡SJ-1井-NQ2井-SS38井一帶。由此可見，TOC分布呈現(xiàn)出高值區(qū)靠東的規(guī)律。正因如此，東部斜坡所對應(yīng)的淺湖斜坡區(qū)與TOC高值區(qū)大部分重疊。這一規(guī)律與該區(qū)早期烴源巖系統(tǒng)研究較為吻合：一方面，咸化湖的水體分層環(huán)境有利于有機質(zhì)保存；另一方面，斜坡區(qū)較集中的晚期火山熱活動有利于原始有機質(zhì)轉(zhuǎn)化，使得斜坡區(qū)大面積發(fā)育TOC值大于1%的“好烴源巖”[10]。

圖2 三水盆地布二段暗色泥巖厚度與TOC 等值線疊合

綜合分析可知，三水盆地布二段富有機質(zhì)烴源巖大面積分布，TOC高值區(qū)與東部斜坡較為匹配，東部斜坡具備較好的頁巖油烴源基礎(chǔ)。

3 儲層特征

研究區(qū)碳酸鹽巖儲層巖性主要為灰泥灰?guī)r（亦稱泥晶灰?guī)r）和泥灰?guī)r（圖3a、b）。灰泥灰?guī)r的礦物成分主要為方解石，含量85%以上（圖3c）；泥灰?guī)r的礦物成分主要為方解石和黏土礦物（伊利石為主），部分泥灰?guī)r發(fā)生白云石化（圖3d），形成白云質(zhì)泥灰?guī)r。巖石結(jié)構(gòu)組分主要為灰泥、生物化石碎片、粉砂級別的內(nèi)碎屑等。碳酸鹽巖顆粒含量較低，膠結(jié)物以灰泥為主，顏色為較暗的灰色-深灰色，結(jié)合其單層較薄、與泥巖互層的特征，可知碳酸鹽巖總體形成于較弱的水動力沉積環(huán)境。

三水盆地布二段巖心常見裂縫發(fā)育，在巖石薄片、掃描電鏡中常見基質(zhì)孔隙，儲集空間以裂縫、晶間孔為主，孔隙結(jié)構(gòu)為“基質(zhì)孔-裂縫型”。常規(guī)物性分析測試的孔隙度為2.8%～8.4%，滲透率一般小于1×10-3μm2。雖然巖石較為致密，但油氣顯示較好，以油跡-油斑為主，總體顯示活躍。針對這一特征，本次研究對儲層開展了巖心分析、薄片觀察、掃描電鏡分析，結(jié)果表明，灰?guī)r裂縫發(fā)育段具有裂縫含油的特征，取心時常見原油從裂縫中滲出（圖3a）；薄片觀察可見巖石中較發(fā)育裂縫、基質(zhì)孔，且多被黑色有機質(zhì)充填（圖3e、f）；掃描電鏡下可見，巖石基質(zhì)孔主要為微米級別的方解石晶間孔，多為2～6 μm。

圖3 三水盆地布二段碳酸鹽巖儲層圖像特征

綜合分析表明，油氣顯示好的層段，往往也是基質(zhì)孔、裂縫較為發(fā)育的層段，這種良好的響應(yīng)關(guān)系，說明孔縫網(wǎng)絡(luò)對于頁巖油成藏的重要作用。

4 頁巖油“甜點”特征

綜合烴源巖和儲層分析，可以明確，三水盆地布二段優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)灰?guī)r儲層疊置連片發(fā)育，組成源儲互層型的源儲配置關(guān)系，形成連續(xù)分布的夾層型頁巖油藏；“基質(zhì)孔-裂縫”組成的孔縫網(wǎng)絡(luò)既是儲集空間又是源儲輸導(dǎo)體系，利于油氣富集形成儲集甜點，源內(nèi)夾層型頁巖油儲層具有“物性決定含油氣”的特征。

鑒于研究區(qū)缺乏頁巖油針對性的鉆井和實驗分析資料，本文在充分利用前期資料基礎(chǔ)上，開展初步的頁巖油甜點特征綜合分析。根據(jù)本區(qū)夾層型頁巖油特征，以物性為突破點，結(jié)合電性、巖性、含油氣性、烴源巖性、脆性等特征，建立“六性”綜合柱狀圖，劃分五套頁巖油儲集甜點（圖4）。

圖4 三水盆地布二段碳酸鹽巖夾層型頁巖油甜點評價

縱向上的烴源巖TOC規(guī)律為：布二段中上部TOC值較高，一般為1.2%～1.8%；布二段下部TOC值相對較低，一般為0.8%～1.4%。從優(yōu)中選優(yōu)的角度，布二段中上部為烴源巖條件更好的層段。與上下泥巖圍巖較高的烴源巖指標相比，灰?guī)r儲層甜點的烴源巖指標較低，這一特點與渤海灣盆地沙河街組等地的夾層型頁巖油儲層相似[1-3]，但與單一型頁巖油儲層較高的烴源巖指標明顯不同[11-12]，這也正是夾層型頁巖油與單一型頁巖油最大的區(qū)別。本區(qū)夾層型頁巖油甜點具有物性較好、含油性好、脆性好的特點，且縱向厚度大、發(fā)育相對集中，單井最大累計厚度70 m。

因為本區(qū)頁巖油甜點本質(zhì)為優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)的灰?guī)r儲層集中發(fā)育區(qū)，因此甜點的預(yù)測實質(zhì)上即是灰?guī)r儲層的預(yù)測，通常泥巖層系內(nèi)灰?guī)r集中發(fā)育段均具“強振幅、較連續(xù)”的地震反射特征，這方面可充分借鑒祝圣賢等[13]對于三水盆地前期的地震相研究與儲層預(yù)測成果?？紤]到夾層型灰?guī)r儲層在研究區(qū)斜坡內(nèi)具有大面積發(fā)育、疊置連片的特征，本區(qū)夾層型頁巖油的勘探開發(fā)潛力不容小覷，非常有望成為一個新的油氣增產(chǎn)點。

5 結(jié)論

（1）三水盆地布二段在貧物源背景下形成泥巖-灰?guī)r間互沉積；富有機質(zhì)烴源巖大面積分布、TOC高值區(qū)與東部斜坡較為匹配，使東部斜坡具備較好的頁巖油烴源巖基礎(chǔ)；碳酸鹽巖儲層巖性主要為灰泥灰?guī)r和泥灰?guī)r，孔隙結(jié)構(gòu)為“基質(zhì)孔-裂縫型”，油氣顯示活躍。

（2）三水盆地布二段優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)的灰?guī)r儲層疊置連片發(fā)育，形成連續(xù)分布的夾層型頁巖油；油氣顯示好的層段，基質(zhì)孔、裂縫較為發(fā)育，“基質(zhì)孔-裂縫”組成的孔縫網(wǎng)絡(luò)既是儲集空間又是源儲輸導(dǎo)體系，利于油氣富集形成儲集甜點。

（3）三水盆地布二段夾層型頁巖油儲集甜點段具有“灰?guī)r集中、物性較好、脆性好、含油性好”的特征，表明該區(qū)具備良好的夾層型頁巖油“源內(nèi)成藏”條件，改變了對該套薄層、致密灰?guī)r“成藏條件差”的固有認識。