曾治平，柳忠泉，趙樂強，李艷麗，王 超，高 平

（1.中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營 257015；2.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083）

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地二疊系是石油勘探與開發(fā)的重要層系［1-3］，其不僅是常規(guī)油藏的主要烴源巖層［4］，也是非常規(guī)油藏（如頁巖油、致密油）的重要儲集層［5-7］。近年來，隨著非常規(guī)油氣勘探的不斷深入，頁巖油已成為非常規(guī)油氣發(fā)展的重點領(lǐng)域［8-9］。目前，準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)部吉木薩爾凹陷中二疊統(tǒng)蘆草溝組和瑪湖凹陷下二疊統(tǒng)風(fēng)城組的頁巖油勘探已經(jīng)取得了重大突破［10-11］，盆地邊緣風(fēng)城組頁巖油勘探也取得了較大進展［12-14］。

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣是盆地主要的油氣聚集區(qū)之一，目前已在烏夏地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多個以二疊系為源巖的油氣田，如烏爾禾、風(fēng)城、夏子街等［15-16］。近年來，中國石化在哈拉阿拉特山（下文簡稱哈山）地區(qū)進行了廣泛的油氣勘探，并在哈淺6、哈山1、哈深斜1 等井二疊系風(fēng)城組見到豐富的油氣顯示，其中哈淺6 井在云質(zhì)頁巖中試油，獲得峰值日產(chǎn)油6.28 m3［5，12］，揭示了哈山地區(qū)風(fēng)城組具有廣闊的頁巖油勘探前景。以往研究表明，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣風(fēng)城組表現(xiàn)出相對復(fù)雜的巖性組合，屬于混積巖，既發(fā)育碎屑巖，也發(fā)育有白云巖和火山巖［15-17］。以往對準(zhǔn)噶爾盆地風(fēng)城組頁巖油儲層的研究主要集中于盆地內(nèi)部的瑪湖凹陷［8-9，18］，哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油勘探程度較低，亟待開展對其儲層特征及控制因素的研究，而且風(fēng)城組頁巖油儲層巖性多變，礦物類型與組成多樣［9，12，18］。因此，綜合巖石薄片觀察、掃描電鏡分析、有機地球化學(xué)測試、XRD分析和儲層物性分析，對哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層特征及其控制因素進行研究，以期為該區(qū)頁巖油勘探生產(chǎn)部署和決策提供借鑒。

1 地質(zhì)概況

哈山地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣，構(gòu)造上隸屬于哈-德（哈山—德倫山）構(gòu)造帶的西端，南部緊鄰瑪湖生烴凹陷，北以達爾布特斷裂為界與和什托洛蓋盆地相接，西部為扎伊爾山，整體呈北東—南西向展布，有效勘探面積約1 000 km2［5，12］（圖1a）。早二疊世晚期（風(fēng)城組沉積期），哈山地區(qū)經(jīng)歷了裂陷由鼎盛期至衰退期的整個過程，火山活動減弱，水體擴大加深，受水體蒸發(fā)和火山巖物質(zhì)蝕變影響，形成咸化-還原-堿湖沉積水體環(huán)境，形成了碎屑巖-火山巖-云質(zhì)巖混積，且呈此消彼長的特征［12］。風(fēng)城組沉積早期為大范圍湖侵期，廣泛發(fā)育濱淺湖—半深湖沉積，且火山活動相對強烈，砂體不發(fā)育，云質(zhì)巖在研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育［12-14］；風(fēng)城組沉積晚期，火山活動減弱，隨著物源供應(yīng)量的加大，扇體規(guī)模迅速擴大，碎屑巖廣泛發(fā)育，云質(zhì)巖展布范圍明顯減?。?2］?？傮w上，風(fēng)城組自下而上可分為風(fēng)一段—風(fēng)三段（圖1b）：風(fēng)一段主要發(fā)育湖泊相白云質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r等細?；旆e巖，底部常發(fā)育爆發(fā)相火山巖；風(fēng)二段主要發(fā)育湖泊相白云巖、泥質(zhì)白云巖等混積巖，夾薄層爆發(fā)相火山巖；風(fēng)三段主要沉積碎屑巖，巖性較細，主要為灰白色、棕褐色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等，夾薄層泥質(zhì)白云巖，屬于扇三角洲相沉積［12，14］。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)構(gòu)造位置（a）和哈深斜1 井二疊系風(fēng)城組巖性地層綜合柱狀圖（b）Fig.1 Tectonic location of Hashan area in northwestern margin of Junggar Basin（a）and lithostratigraphic column of Permian Fengcheng Formation of well Hashenxie 1（b）

2 頁巖基本特征

2.1 巖性特征

選取準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)3 口鉆井（哈淺6 井、哈山1 井和哈深斜1 井）風(fēng)城組頁巖樣品共23 塊，樣品采集自外來推覆體下盤，涉及層位風(fēng)一段、風(fēng)二段和風(fēng)三段，且均具有油氣顯示，在哈山地區(qū)具有一定的代表性。

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層巖性較為復(fù)雜，既發(fā)育碎屑巖，也發(fā)育碳酸鹽巖和混積巖（圖2）。碎屑巖頁巖油儲層巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖。其中，泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖主要礦物由棱角狀石英、長石和巖屑等組成，碎屑顆粒之間以泥質(zhì)膠結(jié)和鈣質(zhì)膠結(jié)為主（圖2a，2b）；泥巖中可以觀察到粉砂巖透鏡體結(jié)構(gòu)，代表了水體較為動蕩的環(huán)境，其中富黏土質(zhì)層的泥巖基質(zhì)中可見大量的有機質(zhì)碎屑，而粉砂巖透鏡體中的有機質(zhì)碎片相對較少（圖2c）；此外，在泥巖中還可見多層粗晶方解石條帶，隱約可見且平行于層理面（圖2d），表明沉積環(huán)境較為復(fù)雜。

碳酸鹽巖頁巖油儲層巖性主要為泥晶白云巖和泥質(zhì)白云巖。其中，泥晶白云巖中的白云石顆粒較小，夾少量石英碎屑顆粒，有機質(zhì)碎片散亂分布（圖2e），在一定條件下，泥晶白云巖也可以發(fā)生重結(jié)晶，形成微晶—細晶白云巖，但有機質(zhì)相對匱乏（圖2f）；泥質(zhì)白云巖中相對富集有機質(zhì)，通常以泥質(zhì)條帶形式分布，?？梢娪袡C質(zhì)紋層呈韻律分布，且紋層中方解石較為發(fā)育，紋層之間可見棱角狀碎屑顆粒（以石英和長石為主）（圖2g），這種韻律特征可能與古氣候韻律變化有關(guān)。此外，白云巖可在遭受強烈的硅化作用后形成硅質(zhì)巖（圖2h）。

圖2 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組巖性特征Fig.2 Lithology characteristics of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

2.2 有機地球化學(xué)特征

對哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖的有機地球化學(xué)分析主要包括總有機碳（TOC）分析和巖石熱解分析，分別采用LECO CS230 碳硫分析儀和OGE-Ⅱ型油氣評價工作站進行分析測試。研究區(qū)風(fēng)城組頁巖的TOC值、熱解參數(shù)S1，S2和Tmax值如表1 所列。

表1 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖基本信息、有機地球化學(xué)、礦物組成和孔隙度數(shù)據(jù)統(tǒng)計Table 1 Basic information，organic geochemistry，mineral compositions and porosity of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中的有機質(zhì)通常呈碎片狀或條帶狀分散賦存，有機質(zhì)豐度較高，TOC值為0.12%～3.88%，平均為1.44%，約70% 樣品的TOC值大于1.00%；生烴潛量（S1+S2）為0.20～21.60 mg/g，平均為6.41 mg/g，約45% 樣品的S1+S2值大于6.00 mg/g。根據(jù)陸相烴源巖評價標(biāo)準(zhǔn)［19］，哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖整體屬于好—最好烴源巖（圖3a）。

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖氫指數(shù)（HI）為77.12～592.04 mg/g，平均為352.70 mg/g。根據(jù)熱解參數(shù)HI類型明顯略好于風(fēng)一段頁巖（圖3b）。

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組烴源巖評價圖版Fig.3 Source rock evaluation charts of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖Tmax值較低，為359～438°C，平均為420°C。根據(jù)熱解參數(shù)HI與Tmax判別圖版，研究區(qū)風(fēng)城組頁巖有機質(zhì)處于未成熟階段，少數(shù)進入成熟早期階段（圖3b）。研究區(qū)風(fēng)城組頁巖有機質(zhì)成熟度較低，可能與該層系在哈山地區(qū)埋藏較淺有關(guān)，整體上推覆體下盤風(fēng)城組頁巖有機質(zhì)成熟度略高。個別樣品呈現(xiàn)出異常低的Tmax值，這可能與較低的S2有關(guān)。

2.3 礦物組成特征與巖相劃分

哈山地區(qū)風(fēng)城組全巖X-衍射（XRD）分析在Bruker D8 Advance 衍射儀上進行。研究區(qū)頁巖礦物組分復(fù)雜多樣，以石英、長石、方解石、白云石和黏土礦物為主。其中，石英、長石、方解石和白云石等脆性礦物質(zhì)量分數(shù)大于50%；黏土礦物質(zhì)量分數(shù)為5.1%～27.1%，平均為15.3%；黃鐵礦質(zhì)量分數(shù)變化較大，為2.1%～35.0%，平均為8.6%；少數(shù)頁巖樣品見方沸石，其質(zhì)量分數(shù)為3.4%～45.2%，個別頁巖樣品中的方沸石質(zhì)量分數(shù)可達到45.2%?？傮w而言，研究區(qū)風(fēng)城組頁巖礦物組合具有典型的混合沉積的特征。

目前關(guān)于頁巖巖相的分類與命名，基本上是采用XRD 礦物組分的三端元組分法，三端元分別為碳酸鹽礦物（方解石和白云石）、長英質(zhì)礦物（石英和長石）和黏土礦物［18，20］。由于哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中含有數(shù)量不等的方沸石，且方沸石屬于鈉鋁硅酸鹽，是常見的似長石礦物，因此將方沸石劃入長英質(zhì)礦物端元。根據(jù)三端元組分法，將研究區(qū)風(fēng)城組頁巖劃分為3 類巖相，即長英質(zhì)頁巖巖相、鈣質(zhì)頁巖巖相和混積頁巖巖相。其中，風(fēng)一段頁巖主要為長英質(zhì)頁巖和混積巖，而風(fēng)二段頁巖主要為鈣質(zhì)頁巖，風(fēng)三段頁巖以混積巖和鈣質(zhì)頁巖為主（圖4）。

圖4 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖礦物組成三角圖Fig.4 Triangular diagram of mineral compositions of shale of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

3 儲層特征

3.1 孔隙度

頁巖樣品的孔隙度測試是采用巖心公司生產(chǎn)的HPP 孔隙度測量儀進行測定的。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖孔隙度為0.30%～5.82%，平均為2.32%（參見表1），屬于低孔儲集層，且不同巖相頁巖之間孔隙度的差異并不明顯。

3.2 孔隙類型

根據(jù)巖心、巖石薄片以及掃描電鏡觀察，哈山地區(qū)風(fēng)城組常見的孔隙類型包括無機孔、有機質(zhì)孔和微裂縫等（圖5、圖6）。其中，無機孔較為發(fā)育，包括粒間孔和粒內(nèi)孔；有機質(zhì)孔發(fā)育程度較低，但在部分有機質(zhì)和油質(zhì)瀝青中仍可見數(shù)量不等的孔隙，分布極不均勻?？傮w而言，哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲集空間以無機孔和微裂縫為主。

圖5 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖主要孔隙類型顯微照片F(xiàn)ig.5 Micrographs showing major pore types of shale of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

3.2.1 無機孔

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層中的無機孔按照成因可以劃分為粒間孔和粒內(nèi)孔2 種類型。其中，粒間孔可以進一步劃分為原生粒間孔和次生粒間孔；粒內(nèi)孔主要包括粒內(nèi)溶蝕孔、黏土礦物層間格架孔和其他礦物粒內(nèi)孔。

原生粒間孔是指沉積物在成巖過程中原生粒間孔隙遭受機械壓實作用，導(dǎo)致孔隙體積縮小、連通性變差的一類孔隙。研究區(qū)風(fēng)城組較為典型的原生粒間孔是長英質(zhì)頁巖中碎屑顆粒（如石英、長石）之間存在的殘余孔隙，其形態(tài)多樣，常被油質(zhì)瀝青所充填，呈近似流動狀；剛性顆粒邊緣也容易殘留原生粒間孔，可被油質(zhì)瀝青所充填或包裹（圖5a）；大量剛性顆粒（如石英）可以組成抗壓實骨架，形成較大的粒間孔，但常被油質(zhì)瀝青所充填（圖5b）。在少數(shù)樣品中，還可見一些重礦物（如針狀金紅石）組成抗壓實骨架，形成少量原生粒間孔，為頁巖油賦存提供儲集空間（圖6a，6b）。此外，原生粒間孔在鈣質(zhì)頁巖中也較為常見，特別是在細晶—微晶白云石晶間殘留大量微米級的孔隙，其形態(tài)較規(guī)則，呈多邊形狀，常被油質(zhì)瀝青所充填（圖6a）。

次生粒間孔是指在成巖過程中粒間孔隙或微裂縫遭受膠結(jié)充填作用，殘留于膠結(jié)物內(nèi)部的晶間孔。這種孔隙在研究區(qū)風(fēng)城組泥質(zhì)白云巖中較為常見，特別是在白云巖早期溶蝕孔洞中，亮晶白云石膠結(jié)物晶間殘余有孔隙空間，后期部分被油質(zhì)瀝青充填（圖5c），或被方解石膠結(jié)物和硅質(zhì)膠結(jié)物充填（圖5d，5e）；部分早期的微裂縫經(jīng)歷后期硅質(zhì)膠結(jié)作用后依然可以殘存部分孔隙空間（圖5f），或為頁巖油初次運移提供通道（圖6c）。

圖6 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖主要孔隙類型掃描電鏡照片F(xiàn)ig.6 SEM photographs showing major pore types of shale of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

粒內(nèi)溶蝕孔主要由不穩(wěn)定礦物發(fā)生溶蝕作用所形成，孔隙形狀多樣，大小不一，孔徑分布范圍廣。研究區(qū)風(fēng)城組頁巖中的長石礦物和碳酸鹽礦物為最主要的不穩(wěn)定礦物，粒內(nèi)溶蝕孔主要發(fā)育在這2 類礦物中。在長英質(zhì)頁巖中，長石類礦物經(jīng)常遭受溶蝕作用，同時很容易被方解石所膠結(jié)充填（圖5g），且長石溶蝕多沿解理縫進行，其粒內(nèi)溶蝕孔呈長條狀，其中較大孔隙被油質(zhì)瀝青所充填（圖6c）；部分長石顆粒仍然可見高嶺石化，長石遭受溶蝕后形成大量的狹縫狀孔隙和具有書頁狀的高嶺石，部分孔隙被油質(zhì)瀝青所充填（圖6d）。風(fēng)城組頁巖中碳酸鹽礦物（如方解石和白云石）更容易遭受溶蝕作用，有機質(zhì)生烴演化形成的有機酸可以對方解石和白云石顆粒進行不同程度的溶蝕，形成粒徑大小不一的溶蝕孔，部分孔隙被油質(zhì)瀝青所充填（圖6e）。

黏土礦物層間格架孔主要形成于黏土礦物集合體之中，孔隙多呈狹縫狀，連通性相對較差，少量孔隙中充填油質(zhì)瀝青?？傮w上，這類孔隙在研究區(qū)風(fēng)城組較為發(fā)育（圖6f，6g）。其他礦物粒內(nèi)孔主要發(fā)育在黃鐵礦集合體內(nèi)部，一般呈不規(guī)則的多邊形或橢圓形，偶見被油質(zhì)瀝青局部充填（圖6b）。

3.2.2 有機質(zhì)孔

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中有機質(zhì)較為發(fā)育，頁巖中可見大量的有機質(zhì)碎片，形狀各異，多呈塊狀或條帶狀分布在頁巖中，掃描電鏡下這些有機質(zhì)碎片中的孔隙發(fā)育情況較差，可能與有機質(zhì)成熟度較低有關(guān)。部分有機質(zhì)碎片中仍可見數(shù)量不等的孔隙發(fā)育，孔隙呈近圓狀、橢圓狀或不規(guī)則狀等，有機質(zhì)孔徑從納米級到微米級（圖6h，6i）。有機質(zhì)孔可根據(jù)其形貌和成因進一步劃分為原生有機質(zhì)孔和次生有機質(zhì)孔。原生有機質(zhì)孔屬于有機質(zhì)內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)孔隙，常呈規(guī)律分布，粒徑不均一，以橢圓狀居多，偶見孔隙被其他黏土礦物所充填（圖6h）；次生有機質(zhì)孔與我國南方海相頁巖中的有機質(zhì)孔隙類似［21］，多呈不規(guī)則狀，粒徑多為納米級，在整塊有機質(zhì)碎片中均有分布（圖6i）。由于哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖有機質(zhì)成熟度較低，且有機質(zhì)初次裂解形成有機質(zhì)孔可能發(fā)生在Ro＞0.5%的條件下［22-23］，但干酪根在早期生油過程中也可能形成有機質(zhì)孔?？傮w而言，哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中發(fā)育有一定數(shù)量的有機質(zhì)孔，但其TOC值與孔隙度不具有相關(guān)性（圖7），因此，其總體上對儲集性能的貢獻較小。

圖7 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖孔隙度與TOC 值的關(guān)系Fig.7 Relationship between porosity and TOC of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

3.2.3 微裂縫

微裂縫是由于壓實作用、收縮作用及各種構(gòu)造應(yīng)力作用等形成的細小裂隙。哈山地區(qū)風(fēng)城組微裂縫一般呈直線或彎曲狀，裂縫延伸較長，可以達到幾十微米至幾厘米（圖5h 和圖6j）。微裂縫中經(jīng)?？梢娪唾|(zhì)瀝青賦存和運移，因此其不僅可以為頁巖油的富集提供儲集空間，還可以為油氣運移提供通道，改善頁巖油儲層的滲流條件。

4 儲層控制因素

準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層受多種因素的控制和制約，沉積相決定了巖石類型，成巖作用和構(gòu)造活動決定了儲層的改造程度。

4.1 沉積相

沉積相主要是通過控制沉積物的分選、磨圓、粒度和基質(zhì)含量來影響儲集巖的原生孔隙［8］。一般而言，顆粒大、分選和磨圓好、基質(zhì)含量低的巖石孔滲條件好［8，24］。哈山地區(qū)風(fēng)城組主要發(fā)育一套扇三角洲—淺湖—半深湖沉積體系，其中廣泛發(fā)育的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)白云巖為頁巖油儲層的主要儲集巖石類型。

研究區(qū)風(fēng)城組頁巖作為“源儲一體”的儲集巖，不僅需要具有生烴能力，還需具備儲集能力。沉積相對風(fēng)城組頁巖油富集的控制作用主要體現(xiàn)在以下2 個方面：①沉積相控制了頁巖中有機質(zhì)的富集程度；②沉積相控制了頁巖的礦物組成，從而控制了不同巖相頁巖的發(fā)育范圍［9］。隨著向湖盆方向推進，碎屑物源供給逐漸減少，云質(zhì)巖的發(fā)育程度逐漸增強，水體環(huán)境也逐漸趨于平靜，有機質(zhì)紋層逐漸增多，造成了遠岸地區(qū)混積頁巖長英質(zhì)礦物逐漸減少，碳酸鹽礦物逐漸增多，TOC值也逐漸升高。碳酸鹽礦物的過度增加對有機質(zhì)造成稀釋作用，降低了頁巖的TOC值（圖8a，8b）。同時，隨著向湖盆方向的推進，安靜水體中的黏土礦物可能與有機質(zhì)發(fā)生絮凝作用，從而造成了有機質(zhì)的富集。值得注意的是，在平靜水體中沉積的富碳酸鹽頁巖也具有較高的TOC值，這也造成TOC與黏土礦物含量的關(guān)系較為復(fù)雜（圖8c）。

圖8 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖不同礦物組分含量與TOC 值的關(guān)系Fig.8 Relationships between mineral compositions and TOC of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖孔隙度與長英質(zhì)礦物、碳酸鹽礦物和黏土礦物含量的相關(guān)關(guān)系顯示，孔隙度隨著長英質(zhì)礦物和黏土礦物含量的增加而呈現(xiàn)出上升趨勢（圖9a，9b），但并未表現(xiàn)出與碳酸鹽礦物具有明確的相關(guān)性（圖9c）。這主要是由于：①長英質(zhì)礦物的增加會形成貧有機質(zhì)的泥質(zhì)粉砂巖，大量剛性顆?？梢孕纬煽箟簩嵐羌埽M而形成大量的粒間孔；②黏土礦物中發(fā)育大量的層間格架孔，對總孔隙度的貢獻較大；③頁巖中的碳酸鹽礦物可以提供大量的粒間孔和粒內(nèi)孔，也可以造成廣泛的鈣質(zhì)膠結(jié)，降低整體孔隙度，因此孔隙度與碳酸鹽礦物含量之間的關(guān)系較為復(fù)雜。

圖9 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)二疊系風(fēng)城組頁巖孔隙度與不同礦物組分含量的關(guān)系Fig.9 Relationships between porosity and mineral compositions of Permian Fengcheng Formation in Hashan area，northwestern margin of Junggar Basin

4.2 成巖作用

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖自沉積后經(jīng)歷了不同程度的成巖作用，烴源巖有機質(zhì)演化處于未成熟階段（Ro＜0.5%），因此風(fēng)城組頁巖油儲層總體處于早成巖階段，壓實、膠結(jié)和溶蝕作用是影響儲層物性的主要因素。

4.2.1 壓實作用

壓實作用是早成巖期儲層孔隙度降低的主要因素［8-9］。在上覆地層壓實作用下，哈山地區(qū)風(fēng)城組巖石顆粒之間多呈線接觸，甚至凹凸接觸。壓實作用通過縮小巖石顆粒之間的孔隙體積，使原始粒間孔遭受破壞，原生孔隙大大減少。

4.2.2 膠結(jié)作用

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中的膠結(jié)作用主要包括鈣質(zhì)膠結(jié)和硅質(zhì)膠結(jié)，其膠結(jié)物填充了早期孔隙空間，使孔隙度大幅降低，從而導(dǎo)致儲層物性變差。在長英質(zhì)頁巖和混積頁巖中，碳酸鹽礦物幾乎在所有樣品中都存在，巖石顆粒之間廣泛發(fā)生鈣質(zhì)膠結(jié)，減少了沉積物的孔隙空間；不穩(wěn)定礦物（如長石）早期發(fā)生溶蝕以后，鈣質(zhì)膠結(jié)也會填充其溶蝕孔隙空間；當(dāng)泥巖中發(fā)育大量的碳酸鹽巖時，會在泥巖中形成致密的碳酸鹽巖條帶，從而降低總孔隙度。在泥晶白云巖和泥質(zhì)白云巖中，鈣質(zhì)膠結(jié)和硅質(zhì)膠結(jié)表現(xiàn)得更加明顯，其主要發(fā)生在早期形成的溶蝕孔洞中，以充填物的形式填充孔隙，個別樣品中硅質(zhì)膠結(jié)作用十分明顯，形成硅質(zhì)巖，大幅降低了頁巖的總孔隙度。

4.2.3 溶蝕作用

哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖中溶蝕作用較為明顯。溶蝕流體早期主要為下滲大氣淡水，主要形成早期的溶蝕孔洞，且孔洞粒徑較大；晚期為有機質(zhì)成熟過程中產(chǎn)生的有機酸，主要是對剛性顆粒進行不同程度的溶蝕，包括長石和碳酸鹽礦物的溶蝕，孔隙粒徑一般較小。溶蝕作用改善了頁巖的儲集物性，增加了總孔隙度。長石和碳酸鹽礦物溶蝕孔中賦存油質(zhì)瀝青，也表明了溶蝕孔隙是頁巖油的有效儲集空間。

4.3 構(gòu)造活動

哈山地區(qū)位處前陸沖斷帶，構(gòu)造活動強烈，斷裂發(fā)育，距離斷裂的遠近決定儲層裂縫的發(fā)育程度，即越靠近斷裂，裂縫發(fā)育程度越高。哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖巖心中常見微裂縫發(fā)育，微裂縫作為一種有效的油氣運移通道，經(jīng)常被油質(zhì)瀝青所充填，且明顯可見頁巖油順著微裂縫向周緣孔隙中發(fā)生運移。以往研究表明，構(gòu)造活動所產(chǎn)生的裂縫不僅可以改善儲層儲集空間，而且還可為后期的溶蝕作用提供流體運移的通道，形成裂縫-溶蝕孔體系［7］。例如，瑪湖凹陷風(fēng)城組云質(zhì)儲層裂縫和溶蝕孔配置關(guān)系較好，且常在靠近斷裂帶附近發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)油氣流井［8，25］。因此，后期構(gòu)造活動對頁巖油儲層的改造，可以有效提高頁巖油儲層的孔滲條件。

5 結(jié)論

（1）準(zhǔn)噶爾盆地西北緣哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層巖性較為復(fù)雜，主要包括長英質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖和混積頁巖3 類，總體屬于低孔儲集層。風(fēng)城組頁巖整體屬于好—最好烴源巖，有機質(zhì)類型以Ⅱ1型和Ⅱ2型為主，有機質(zhì)主要處于未成熟階段，部分進入成熟早期階段，具有頁巖油勘探潛力。哈山地區(qū)風(fēng)城組埋深較大的地區(qū)，特別是推覆體下盤，頁巖有機質(zhì)成熟度越高，則越有利于頁巖油的勘探。

（2）哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層孔隙空間包括無機孔、有機質(zhì)孔和微裂縫。其中，無機孔較為發(fā)育，包括原生粒間孔、次生粒間孔、粒內(nèi)溶蝕孔、黏土礦物層間格架孔和其他礦物粒內(nèi)孔；有機質(zhì)孔發(fā)育程度較低，但在部分有機質(zhì)和油質(zhì)瀝青中仍可見數(shù)量不等的孔隙，分布極不均勻。頁巖油儲集空間總體以無機孔和微裂縫為主。

（3）哈山地區(qū)風(fēng)城組頁巖油儲層發(fā)育受多種因素的控制和制約，主要包括沉積相、成巖作用和構(gòu)造活動。其中，沉積相不僅決定了巖石類型，還控制了有機質(zhì)的富集程度；成巖作用決定了儲層的改造程度，其中壓實作用和膠結(jié)作用對儲層物性具有負面影響，溶蝕作用可以大幅改善儲集物性；構(gòu)造活動形成的微裂縫，不僅可以為頁巖油的賦存提供儲集空間，還可以為油氣運移提供通道，進而改善頁巖油儲層的滲流條件。總而言之，在頁巖有機質(zhì)進入成熟階段的背景下，尋找有利頁巖油儲層的關(guān)鍵在于尋找優(yōu)勢相帶、溶蝕作用和構(gòu)造活動疊合改造區(qū)。