陳鑫, 戚明輝, 鄧翔, 曹茜*

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司, 天津 300452; 2.中海油能源發(fā)展股份有限公司非常規(guī)勘探開發(fā)重點實驗室, 天津 300452; 3.頁巖氣評價與開采四川省重點實驗室, 成都 610091; 4.四川省科源工程技術(shù)測試中心有限責(zé)任公司, 成都 610091)

泥頁巖結(jié)構(gòu)致密且物性較差,中外學(xué)者普遍認同其為“非儲層”[1-3]。頁巖氣不但受到油氣理論研究和能源勘探界的普遍重視,而且成為社會各界共同關(guān)注的對象[4-5]。泥頁巖不僅可以作為良好的烴源巖,而且也能成為優(yōu)質(zhì)的儲集巖,對泥頁巖儲集性能的研究逐漸引起了地質(zhì)工作者的重視[6-8]。目前,對泥頁巖儲集性能包括且不限于成巖作用、儲層物性和儲集空間演化特征的研究,已經(jīng)逐漸成為非常規(guī)油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域亟需解決的重大地質(zhì)熱點課題。

巖石內(nèi)的礦物組合、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等因素決定了巖石的成巖演化歷程,泥頁巖形成過程中各類成巖作用在時空關(guān)系上相互耦合,逐漸構(gòu)成外部界面相對封閉、內(nèi)部空間錯綜復(fù)雜的泥頁巖成巖演化系統(tǒng)。根據(jù)北美地質(zhì)專家對海相頁巖成巖作用的研究成果:Loucks等[8]認為早期的壓實作用可以導(dǎo)致泥頁巖孔隙度的損失率達80%以上,壓實和膠結(jié)等成巖作用、石英石和黏土礦物等富硅礦物集合體均是頁巖孔隙類型、頁巖儲層儲集性的重要控制因素之一,成巖作用是泥頁巖礦物組成構(gòu)成、儲集空間發(fā)育特征的首要控制因素,對泥頁巖的生油氣能力和儲油氣能力也起一定的控制作用[9]。

現(xiàn)采用野外觀察與室內(nèi)實驗相結(jié)合的方式,野外工作包括剖面觀察、野外取樣、巖性對比等工作。室內(nèi)實驗主要為巖石薄片鑒定方法、掃描電子顯微鏡技術(shù)、X射線衍射技術(shù)等技術(shù)。對鄂爾多斯盆地南部延長組7段頁巖儲層的礦物含量變化、組成類型、儲集空間分布以及成巖作用類型進行研究,根據(jù)測定的結(jié)果厘清鄂爾多斯延長組7段泥頁巖礦物縱橫向分布規(guī)律,分析泥頁巖中的儲集空間發(fā)育特征,探討不同成巖作用對儲集空間演化的影響。

1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地行政區(qū)域位于甘肅省及陜西省的南部地區(qū),盆地形成于中燕山運動(期),發(fā)展于喜馬拉雅運動(期)。總體上鄂爾多斯盆構(gòu)造為“南北翹而起、東翼緩而長、西翼陡而短”的近“南北”走向的不對稱大向斜構(gòu)造,如圖1(a)所示。研究目的層為延長組陸源碎屑巖,富含有機質(zhì),整體上是一套以湖泊到河流相沉積為主的陸相沉積,延長組亞相為淺湖,發(fā)育一套粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖,具有泥巖和粉砂巖的韻律性互層現(xiàn)象,延長組巖石顏色以深灰色、灰綠色和灰黑色為主,在研究區(qū)的局部地區(qū)夾雜薄-中層的粉-細砂巖隔夾層,如圖1(b)～圖1(e)所示。延長組地層與上覆的侏羅系延安組以及下伏的中三疊統(tǒng)紙坊組呈典型的平行不整合接觸關(guān)系。

圖1 鄂爾多斯盆地延長組長7段樣品位置及野外剖面圖Fig.1 Sampling and outcrop locations of the Yan-Chang #7 Formation in the Ordos Basin

2 儲層特征

2.1 巖石學(xué)特征

延長組7段陸源碎屑礦物由石英和長石組成,與黏土礦物不同,陸源碎屑礦物長石在埋藏過程中常常被溶蝕,形成新礦物[10]。泥頁巖樣品測試結(jié)果顯示:研究區(qū)延長組7段泥頁巖樣品中石英、長石等脆性礦物含量的平均值為41.6%;石英的含量分布范圍大,離散的分布在14.2%～49.3%;長石含量較高(平均值為14.2%),分布范圍廣,為2.8%～30.3%(圖2)。有研究表明脆性礦物含量越高,泥頁巖的脆性越強,越有利于儲層后期壓裂改造過程中形成誘導(dǎo)裂縫,提高壓裂效果[11-12]。美國頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗“巖石脆性越高,壓裂效果越好”[13-14],很好地證明了以上結(jié)論。

圖2 鄂爾多斯盆地南部延長組7段礦物組成三角圖Fig.2 Mineral composition of Member 7 of Yanchang Formation in the South of Ordos Basin

全球典型的頁巖氣盆地儲層礦物成分分布中黏土礦物成分含量一般較高,例如:Barnett頁巖中的黏土礦物成分含量高達70%[14],Woodford頁巖中的黏土礦物成分含量為20%～60%。鄂爾多斯盆地南部延長組7段泥頁巖黏土礦物由伊利石、高嶺石、蒙脫石、伊蒙混層以及綠泥石等組成,樣品中黏土礦物含量小于50%的僅有一個樣本數(shù)據(jù)(含量為48.48%),最高為73.02%,平均值為65.40%,同樣具有黏土礦物成分含量高的典型特征。延長組7段泥頁巖內(nèi)的伊利石含量比例較高,為11.01%～38.21%;高嶺石的含量較少,不超過黏土礦物的6%;蒙脫石和伊蒙混層的含量分布不穩(wěn)定,小部分泥頁巖樣品內(nèi)的含量偏高,平均含量為7.31%和11.42%;樣品內(nèi)的綠泥石占比較高,含量分布在5.11%～33.04%。相比Barnett頁巖黏土礦物含量,研究區(qū)內(nèi)伊利石和綠泥石的含量相對其他黏土礦物呈現(xiàn)較高的趨勢,具有總體變化趨勢比較平緩的特征。黏土礦物含量對天然氣的吸附性有直接的影響。有研究結(jié)果表明:在眾多黏土礦物中伊利石的吸附能力最強[15],該研究區(qū)伊利石的含量占黏土礦物總含量的一半以上,從頁巖氣勘探開發(fā)的角度來看,延長組7段伊利石含量較高,表明該地區(qū)的頁巖具有較好的吸附性能,有利于頁巖氣的儲存。綜上所述,鄂爾多斯盆地南部延長組7段泥頁巖脆性礦物石英含量變化大,長石含量較高,黏土礦物以伊利石和綠泥石為主,蒙脫石和伊蒙混層的含量不穩(wěn)定且含量較少。

鄂爾多斯盆地南苑延長組7段主要發(fā)育半深湖-深湖、淺湖和三角洲前緣亞相頁巖[8]。受盆地沉積水體環(huán)境、物源供給、氣候變化等因素的影響,不同巖相的巖石特征呈現(xiàn)顯著的差異性。頁巖顆粒粒度小、微觀形貌特征復(fù)雜、礦物成分及顆粒組構(gòu)關(guān)系變換多樣,成巖作用對巖石的改造強烈,即使宏觀特征相似的巖石其微觀形貌特征千變?nèi)f化。不同巖相的頁巖呈現(xiàn)出不同的顆粒排列組合關(guān)系。將長7泥頁巖可分為4種類型,分別為富有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖、低有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖、富有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖和低有機質(zhì)砂質(zhì)泥頁巖。本次研究分別在顯微鏡下觀測了不同類型頁巖的微結(jié)構(gòu)特征,發(fā)現(xiàn)不同類型頁巖的微結(jié)構(gòu)具有很大的差別。圖3為鄂爾多斯盆地南部延長組7段不同巖相頁巖的顯微薄片照片。圖3(a)和圖3(b)分別為典型的4種巖相顯微結(jié)構(gòu)(富有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖、低有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖、富有機質(zhì)砂質(zhì)泥頁巖和低有機質(zhì)砂質(zhì)泥頁巖)。富有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖中紋層由有機質(zhì)與粉砂質(zhì)(石英、巖屑、云母)分布不均而形成;紋層厚0.02～0.25 mm。石英粒徑為0.02～0.16 mm,粉砂占10%,細砂占4%。有機質(zhì)呈條帶狀分布。低有機質(zhì)黏土質(zhì)泥頁巖以粉砂為主,偶見石英沙粒,0.3 mm,粉砂主要由石英、巖屑、少量的長石和黑云母、白云母組成,巖屑里含有火山巖屑、泥質(zhì)巖屑,粒徑范圍為0.01～0.08 mm;極少量黃鐵礦,有機質(zhì)呈分散狀和近條帶分布。富有機質(zhì)砂質(zhì)泥頁巖中紋層由有機質(zhì)、石英、巖屑含量不等而成,紋層肉眼可見,鏡下不十分清晰,粉砂質(zhì)占10%;石英和巖屑粒級主要是在0.01～0.08 mm。有機質(zhì)主要呈絮狀、條帶狀分布,平行于紋層。低有機質(zhì)砂質(zhì)泥頁巖中石英、長石、云母大小范圍在0.02～0.12 mm,粉砂質(zhì)含量占12%,細砂占1%。不可見紋層;有機質(zhì)呈斑點和短絮狀分散分布,具有定向性,有機質(zhì)占4%。

圖3 鄂爾多斯盆地南部7段泥頁巖顯微薄片F(xiàn)ig.3 Micro-sections of Yan-Chang #7 shale in Ordos Basin

2.2 孔隙特征

基于孔隙發(fā)育產(chǎn)狀及成因,可知延長組7段泥頁巖中儲集空間主要發(fā)育有晶內(nèi)(溶蝕)孔、粒內(nèi)(溶蝕)孔、晶間(溶蝕)孔、粒間(溶蝕)孔、晶格間隙以及有機質(zhì)孔隙。其中,晶內(nèi)(溶蝕)孔和粒內(nèi)(溶蝕)孔來源于長石、石英、黏土礦物等不同礦物顆粒在壓實作用、溶蝕作用以及巖石礦物物化轉(zhuǎn)換等復(fù)雜改造作用下形成的原生孔隙。例如:蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化時,生成片狀或纖維狀伊利石晶體粒間存在有一定量的孔隙,孔隙呈狹縫狀分布,此外可見部分長石、白云石等礦物晶體因發(fā)生溶蝕作用其邊緣也會產(chǎn)生一定的晶間孔隙,部分晶(粒)間(溶蝕)孔有效性較高,孔隙間相互連通,如圖4(a)～圖4(c)所示;晶(粒)內(nèi)孔主要是在黏土礦物轉(zhuǎn)換過程中或者黃鐵礦等礦物晶體自生長過程中形成[圖4(d)],孔隙的形態(tài)主要為不規(guī)則狀多邊形,如圖4(e)和圖4(f)所示;7段泥頁巖在電子掃描電鏡下呈現(xiàn)發(fā)育有機質(zhì)內(nèi)部孔隙的典型特征,這部分有機質(zhì)內(nèi)部孔隙的可能成因如下,有機質(zhì)熱演化過程中不斷生成油氣,油氣不斷聚積、壓力不斷增大,突破有機質(zhì)后形成的原生微孔隙,隨著有機質(zhì)成熟度的增加,有機質(zhì)內(nèi)孔隙發(fā)育數(shù)量增加,部分相互獨立的“出油/氣孔”組成氣孔群,如圖4(g)和圖4(i)所示。

圖4 延長組7段泥頁巖孔隙類型Fig.4 The types of shales in Yanchang 7 Member

2.3 物性特征

鄂爾多斯7段泥頁巖儲層的孔隙度在0.1%～4%,其中48%樣品的孔隙度集中在0.1%～2.0%。滲透率在0.000 1～2 mD分布。長7頁巖微裂縫的發(fā)育導(dǎo)致了儲層的滲透率波動較大。80%樣品的滲透率<0.04 mD,其中滲透率為0.000 1～0.02 mD的樣品占50%,0.09～2 mD的樣品約占8%。

2.4 泥頁巖在空間上的分布規(guī)律

鄂爾多斯延長組7段測試樣品礦物組分總體上呈現(xiàn)穩(wěn)定的趨勢,除長石外,其他礦物組分所占比例差異較小,黏土礦物一般伊利石或伊蒙混層為主,綠泥石次之。根據(jù)頁巖脆性礦物和黏土礦物組成特征,將研究區(qū)樣品的泥頁巖組成劃分為以下4類(圖5)。

圖5 測試樣品泥頁巖礦物類型Fig.5 The mineral types of tested shale samples

富伊利石型,礦物成分主要為石英+伊利石+綠泥石,石英>20%,長石0～6%,長石含量較少;有些樣品則不含長石,黏土礦物含量較高,其中伊利石>30%,綠泥石>19%,并有一定比例的伊蒙混層。富伊利石、伊蒙混層型,礦物成分主要為石英+伊蒙混層+伊利石+綠泥石,脆性礦物以石英為主,石英>20%,含有極少量的長石。黏土礦物主要為伊利石+伊蒙混層,其中伊利石>14%,伊蒙混層>19%,綠泥石>18%。含長石富伊蒙混層型,礦物成分主要為石英+長石+伊蒙混層+綠泥石,其中黏土礦物以伊蒙混層為主(>50%),石英和長石>23%,脆性礦物含量相對較高,含少量的綠泥石。含長石富伊利石型,礦物成分主要為石英+長石+伊利石+綠泥石,石英含量平均約為31%,長石含量較高(>23%),碎屑礦物含量高,黏土礦物含量低(平均值為50%,伊利石>30%,綠泥石>15%)。

2.5 泥頁巖在空間上的分布規(guī)律

鄂爾多斯延長組7段測試樣品礦物組分總體上呈現(xiàn)穩(wěn)定的趨勢,除長石外,其他礦物組分所占比例差異較小,黏土礦物一般伊利石或伊蒙混層為主,綠泥石次之。根據(jù)頁巖脆性礦物和黏土礦物組成特征,將研究區(qū)樣品的泥頁巖組成劃分為以下4類(圖5)。

富伊利石型,礦物成分主要為石英+伊利石+綠泥石,石英>20%,長石0～6%,長石含量較少;有些樣品則不含長石,黏土礦物含量較高,其中伊利石>30%,綠泥石>19%,并有一定比例的伊蒙混層。

富伊利石、伊蒙混層型,礦物成分主要為石英+伊蒙混層+伊利石+綠泥石,脆性礦物以石英為主,石英>20%,含有極少量的長石。黏土礦物主要為伊利石+伊蒙混層,其中伊利石>14%,伊蒙混層>19%,綠泥石>18%。

含長石富伊蒙混層型,礦物成分主要為石英+長石+伊蒙混層+綠泥石,其中黏土礦物以伊蒙混層為主(>50%),石英和長石>23%,脆性礦物含量相對較高,含少量的綠泥石。

含長石富伊利石型,礦物成分主要為石英+長石+伊利石+綠泥石,石英含量平均約為31%,長石含量較高(>23%),碎屑礦物含量高,黏土礦物含量低(平均值為50%,伊利石>30%,綠泥石>15%)。

平面上,碎屑礦物長石從湖盆的邊緣向中心呈現(xiàn)減少的趨勢,黏土礦物伊利石含量由西南部向東南部逐漸減少,盆地西南部和東北部綠泥石含量較高;湖盆邊緣以含長石富伊利石型頁巖為主,湖盆中心的頁巖多為富伊利石型(圖6)。據(jù)X射線衍射實驗結(jié)果顯示,盆地延長組長石含量極不穩(wěn)定,有較強的非均一性。總的分布趨勢表現(xiàn)為,從盆地邊緣向湖盆方向長石含量逐漸減少(圖6)。盆地東部和西南部長石含量最高,且多有蝕變并與高變巖屑形成礦物組合,石英顆粒具波狀消光的特征,反映了母巖為高級變質(zhì)巖;南部長石含量次之,但石英含量較高,脆性礦物含量約為2/3,黏土礦物含量偏低;中部慶陽地區(qū)長石含量最少,有些則不含長石礦物,其含量遠低于平均水平,只有6%左右。

圖6 鄂爾多斯延長組礦物類型及長石、石英含量分布圖Fig.6 Mineral types and content distribution of feldspar and quartz in Yanchang Formation, Ordos

3 成巖作用

3.1 壓實作用

掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn):長7段泥頁巖在成巖作用過程中部分礦物結(jié)構(gòu)被改變,如塑性礦物、有機質(zhì)等成分的形態(tài)會發(fā)生較為明顯的變化,部分黏土礦物呈半定向-定向排列,部分石英、長石等脆性礦物內(nèi)部發(fā)育微裂縫等現(xiàn)象,如圖7(a)～圖7(c)所示;在壓實作用下,長7段泥頁巖儲層的儲集空間呈現(xiàn)驟減趨勢,儲層物性相應(yīng)的變差變壞。

圖7 長7段泥頁巖不同成巖作用現(xiàn)象Fig.7 Different diagenesis phenomena of shale in Chang 7 Member

3.2 黏土礦物轉(zhuǎn)化作用

長7段泥頁巖樣品中不同類型黏土礦物與深度變化關(guān)系圖(圖8)可知,隨著埋深增加,孔隙度減小,對應(yīng)研究區(qū)伊利石含量呈現(xiàn)先增大后減小再增大的過程,高嶺石和伊蒙混層含量均較少,隨深度變化不明顯;分析原因壓大量水分的排出導(dǎo)致部分黏土礦物成分和結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化,進而導(dǎo)致黏土礦物粒間孔隙/粒內(nèi)孔隙發(fā)生變化。結(jié)合7段泥頁巖黏土礦物轉(zhuǎn)化對孔隙發(fā)育的影響,既深度對孔隙度的影響可知(圖8):在早期成巖階段,隨著埋深加深,泥頁巖孔隙度減小,可能的原因是蒙皂石等黏土礦物吸水膨脹,導(dǎo)致泥頁巖中的孔隙變小、喉道變窄;在中期成巖階段,隨著埋深加深,蒙脫石、伊蒙混層等黏土礦物轉(zhuǎn)變?yōu)橐晾?伊蒙混層層間水脫出,礦物顆粒體積收縮形成黏土礦物間孔隙,增加儲層孔隙度;伊蒙混層層間水脫出,也會導(dǎo)致礦物粒間或礦物層間出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象,有利于泥頁巖收縮縫發(fā)育,增加儲層孔隙度。隨著伊利石不斷增多,黏土礦物轉(zhuǎn)化成因孔以伊利石晶間隙為主,孔隙數(shù)量減少,同時受壓實作用,原生晶(粒)內(nèi)、間孔和黏土礦物轉(zhuǎn)化成因孔都會有所減小。Berger等[15]研究表明:蒙脫石向伊利石轉(zhuǎn)化是一個低能耗的自發(fā)反應(yīng),可自行發(fā)生;隨著泥頁巖內(nèi)有機質(zhì)成熟增大,鉀長石的溶解增大,蒙脫石轉(zhuǎn)化為伊利石的速率也在增大,形成溶蝕孔隙的速度增大;同時,泥頁巖內(nèi)的流體介質(zhì)不斷發(fā)生變化,高嶺石逐漸轉(zhuǎn)化為綠泥石[12]。

3.3 有機質(zhì)生烴作用的影響

有機質(zhì)熱成熟過程中發(fā)育大量儲集空間,增大了泥頁巖儲層的孔隙度。大量的延長組7段泥頁巖掃描電鏡測試結(jié)果表明:隨著有機質(zhì)熱演化程度的增加,有機孔隙發(fā)育程度增大;隨著有機質(zhì)熱成熟(Ro)的增大(>1.1%),大量出氣孔組成“氣孔群”[23];此外,有機質(zhì)生烴過程中會不斷釋放出H2S、CO2、CH4等酸性介質(zhì),從而干擾無機成巖演化過程,并間接影響泥頁巖孔隙的演化和發(fā)育歷程。

3.4 溶蝕作用

Morse等[20]通過熱模擬實驗證明:泥頁巖中干酪根熱降解過程中生成有機酸(H2S、CO2、CH4等);有機碳生產(chǎn)有機酸的比例為1.30 mmol/g,有機質(zhì)酸性流體對泥頁巖中不穩(wěn)定礦物產(chǎn)生溶蝕作用[16]。研究區(qū)延長組7段泥頁巖中可以發(fā)現(xiàn)不同溶蝕程度的長石、碳酸鹽礦物以及黃鐵礦,可觀察到晶(粒)間溶孔、晶(粒)內(nèi)溶孔等次生孔隙,如圖7(d)～圖7(f)所示。

3.5 黃鐵礦形成作用

掃描電鏡下,研究區(qū)延長組7段泥頁巖內(nèi)黃鐵礦多呈自形晶體和草莓狀的球粒集合體形,可觀察到少量被壓扁后呈透鏡狀的黃鐵礦。其中,黃鐵礦集合體粒徑均勻的分布在 10 nm～1 μm;部分黃鐵礦晶體自生長形成過程中伴隨著生成晶間孔隙[16],孔隙呈多邊形分布,如圖7(g)～圖7(i)所示。

4 成巖作用與孔隙演化

在W11井中選取不同深度不同成熟度的泥頁巖樣品,并在掃描電鏡下觀察其成巖演化過程,可知:隨著埋藏深度增大,地層壓力和地溫不斷增高,研究區(qū)泥頁巖的成熟度相應(yīng)的增大,泥頁巖黏土礦物具備發(fā)生重結(jié)晶,以及黏土礦物(主要為蒙脫石、伊蒙混層等)逐漸向伊利石(具有物化性質(zhì)相對穩(wěn)定的特點)轉(zhuǎn)化的沉積環(huán)境,轉(zhuǎn)化過程中黏土礦物層間水分子逐漸排出、層間陽離子移除、結(jié)晶格架單層厚度的減薄、礦物孔隙直徑增大,孔隙度增加,有利于油氣的保存和運移[17-18](圖8)。Hower等[19]通過對地層中黏土礦物轉(zhuǎn)化研究提出,當埋深超過3 000 m、對應(yīng)地層溫度達到70～100 ℃時,蒙脫石將向伊蒙混層、伊利石等穩(wěn)定礦物轉(zhuǎn)化;隨著埋深的進一步加深,伊利石所占的比例將增大[20]。

早成巖階段,延長組7段沉積物處于弱固結(jié)到半固結(jié)成巖階段,古地溫大致在65 ℃以下,鏡質(zhì)體反射率Ro<0.5%。晚成巖階段,延長組7段泥頁巖巖石進入深埋藏成巖階段,延長組古地溫為65～140 ℃,Ro的分布范圍為0.5%～1.5%,伊蒙混層比為15%～50%,有機質(zhì)熱演化處于凝析油-濕氣階段。白堊世早期,延長組7段古地溫已高達90 ℃,Ro達到0.5%,有機質(zhì)進入早成熟階段。白堊世晚期,延長組7段泥頁巖Ro值分布于0.7%～1.1%。隨著埋藏深度、古地溫的增加,地層水酸性不斷減小,pH不斷增大,高嶺石的穩(wěn)定性逐漸減弱,在地層水存在K+、Ca2+、Na2+或Mg2+等離子的條件下,不穩(wěn)定的高嶺石會逐漸轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的蒙脫石或綠泥石,或者不穩(wěn)定的高嶺石和伊蒙混層反應(yīng)生成穩(wěn)定的伊利石[21-23]。礦物成巖演化過程使礦物的性質(zhì)趨于穩(wěn)定化,在此過程中伴隨著孔隙體積的變化(圖8和圖9)。

圖9 長7段泥頁巖黏土礦物轉(zhuǎn)化對孔隙發(fā)育的影響Fig.9 Effect of clay mineral transformation of Chang 7 shale on pore development

5 結(jié)論

對鄂爾多斯盆地南部延長組7段泥頁巖礦物成分含量及分布規(guī)律研究,論述不同因素對泥頁巖礦物組成及縱橫分布的影響,得出如下結(jié)論。

(1)鄂爾多斯南部延長組7段巖石脆性礦物石英含量高,長石的含量極不穩(wěn)定,非均一性較強,波動范圍較大;黏土礦物以伊利石、伊蒙混層和綠泥石為主,碳酸鹽巖、黃鐵礦等其他礦物含量較少,個別礦物中含有黃鐵礦,碳酸鹽礦物的含量變化不明顯,一般在5%左右。根據(jù)X射線衍射測試結(jié)果,將研究區(qū)泥頁巖劃分為以下4種類型:富伊利石型、富伊利石和伊蒙混層型、含長石富伊蒙混層型、含長石富伊利石型。

(2)平面上,碎屑礦物長石從盆地的四周向湖盆中心呈現(xiàn)減少的趨勢。黏土礦物伊利石含量由西南部向東南部逐漸減少,盆地西南部和東北部綠泥石含量較高?？v向上,隨著埋深增加,伊蒙混層的含量變化由高到低,伊利石的含量變化由低到高,礦物演化趨于礦物性質(zhì)穩(wěn)定化且平均孔隙體積增大[12]。頁巖礦物組分與沉積環(huán)境、成巖演化和構(gòu)造等因素有關(guān)。地層演化過程中成巖演化會造成不同地區(qū)縱向上礦物演化程度的差異,從而影響泥頁巖礦物的組成成分。

(3)7段泥頁巖中儲集空間主要有:晶(粒)內(nèi)(溶蝕)孔、晶(粒)間(溶蝕)孔晶間隙以及有機質(zhì)孔隙,各種類型的孔隙特征及發(fā)育程度有一定的差異性。成巖作用主要有:壓實作用、黏土礦物轉(zhuǎn)化作用、有機質(zhì)熱演化生烴作用、溶蝕作用以及黃鐵礦形成作用。隨著埋藏深度以及有機質(zhì)熱演化程度的增加,壓實作用明顯,黏土礦物成分、結(jié)構(gòu)以及對應(yīng)儲集空間發(fā)生變化,有機孔隙發(fā)育;有機質(zhì)生烴過程中會不斷釋放出H2S、CO2、CH4等有機酸性介質(zhì),影響無機成巖演化歷程,間接地影響泥頁巖內(nèi)孔隙發(fā)育特征和演化方向。7段泥頁巖中可以觀察到不同程度的溶蝕作用,包括長石、碳酸鹽礦物以及黃鐵礦,產(chǎn)生晶(粒)間溶孔、晶(粒)內(nèi)溶孔。