吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层特征及含油性

吉木萨尔凹陷二叠系芦草海组页岩油储层特征及含油性许琳;常秋生;杨成克;陶亲娥;王仕莉;费李莹;徐士陆 【摘要】在岩心观察和薄片鉴定的基础上,结合扫描电镜、物性与地球化学分析等 资料,对吉木萨尔凹陷芦草沟组储层特征、控制因素及储层含油性进行了研究.分析 认为芦草沟组形成于咸化湖盆的沉积环境，发育一套湖相暗色泥、粉细砂及碳酸盐 的细粒混杂沉积,岩性主要为由粉细砂、泥及碳酸盐组成的混积岩，且粉细砂、泥及 碳酸盐具呈薄层状富集的特征.储集空间类型以粒间溶孔与晶间微孔为主、剩余粒 间孔次之、裂缝少量，影响芦草沟组页岩油储层发育的控制因素包括沉积相、岩性、 有机碳含量和成岩作用等.吉木萨尔凹陷芦草沟组储层物性对含油性有明显的控制 作用，白云质岩中油膜发育;储层的润湿性以中性为主，部分达到亲油场发射扫描电镜 发现了\"大孔亲油、含油，小孔亲水、含水\”的储层微观润湿性特征,表明吉木萨尔 凹陷芦草沟组页岩油储层具有良好的含油性，这为本地区页岩油的勘探与开发奠定 了良好的基础.【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷)，期】2019(040)003【总页数】15页(P535-549) 【关键词】含油性;润湿性;储集空间;储层;页岩油;咸化湖盆;芦草沟组;吉木萨尔凹陷;准噶尔盆地 【作者】许琳;常秋生;杨成克;陶亲娥;王仕莉;费李莹;徐士陆【作者单位】中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000;中 国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田 分公司实验检测研究院，新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发 研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉 玛依834000;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆克拉玛依834000;河 北省煤田地质局物测地质队，河北邢台054000【正文语种】中文【中图分类】TE122.2近年来，页岩油已成为非常规石油勘探开发的重要类型，已在全球能源结构中占据 重要地位［1-2］。

中国页岩油资源丰富，但目前勘探开发仍处在探索阶段［3］准噶 尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组是该盆地优质烃源岩层系之一，已发现近十亿 吨的页岩油研究表明，该凹陷页岩油分布范围广，埋深浅(2 300-4 600 m), 厚度大(200~350 m),含油显示好，源储一体储层岩性致密、颗粒细，普遍含 白云石［4］吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油勘探在近年来取得许多进展及成 果，多口钻井获得了工业油流，因具备丰富的油气资源和巨大的勘探潜力而受到高 度关注前人对吉木萨尔凹陷芦草沟组的岩石类型、沉积特征和烃源岩评价等方面开展了大 量研究［5-13］，但有关储层的研究工作比较初步，没有对储层成因和油气赋存规律 进行深入的研究，这限制了成藏规律的认识与勘探部署工作有鉴于此，本文力图 基于典型钻探井岩心观察、薄片分析、扫描电镜观测、物性测试和地球化学分析为 基础，明确吉木萨尔二叠系芦草沟组页岩油储层特征、控制因素、含油性与润湿性 等特征，以期对页岩油的研究和勘探开发有一定帮助1区域地质概况吉木萨尔凹陷是中石炭统褶皱基底上发展起来的一个西断东超的箕状凹陷，由西向 东表现为一个逐渐抬升的斜坡［14］,面积约为1 200 km2。

芦草沟组处于单斜背 景，整个凹陷均有分布，厚度大于200 m的地区面积达806 km2，钻遇油气显示 层段埋深一般为3 000-4 000 m芦草沟组岩石粒级普遍较细，岩石类型以纹层 状湖相碳酸盐（云、灰）岩、泥岩、（粉、极细、细砂）砂岩及粉细砂、泥、白云石、 方解石等富集层及混杂的过渡性岩类为主烃源岩条件好，有机质丰度高，泥岩 TOC平均达6%，源岩已进入低成熟-成熟阶段富泥质的优质烃源岩与富粉细砂 及云质的储集岩具源储一体，呈大面积互层状叠置分布，横向展布较稳定，具典型 页岩油特征［15］,且埋藏适中，为近期建产的现实目标和重要的页岩油研究及勘探 领域（图1）图1吉木萨尔凹陷芦草沟组顶面构造Fig.1 Top structure map of the Lucaogou Formation,Jimusaer sag2储层基本特征2.1储层沉积相特征根据岩石微量元素资料分析（表1）,吉木萨尔凹陷芦草沟组沉积时湖水盐度较高， 为缺氧的还原环境，有利于有机质富集和准同生白云岩化［16］一般来说，淡水沉 积物中Sr/Ba值小于1,而盐湖（海相）沉积物中Sr/Ba值大于1［17］;盐湖（海相）沉 积物中B/Ga值一般大于4.5 ,V/（V+Ni）值在（0.6~0.82）为水体分层不强的还原环 境，Th/U值在0-2指示缺氧还原环境［18］。

芦草沟组岩石中存在大量咸化湖泊及缺氧还原环境的标志，指示芦草沟组形成于咸 化湖盆的沉积环境及还原的地质背景°J173井芦草沟组发育含石膏假晶的泥晶云 岩，后期石膏被硅质交代，残留石膏假晶地层中黄铁矿较发育，常可见团块状、斑状、针状、草莓状分布的黄铁矿［19］（图 2）综上所述，吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组形成于持续沉降的咸化湖盆沉积环境［20］岩石粒级普遍较细，发育同生、准同生期云化作用形成的白云石平面上， 受古地貌、湖水盐度、湖水面的变化及湖水深度的影响，岩石中碳酸盐与泥、粉细 砂呈此消彼长［21］由于受盆地周围河流、波浪、沿岸流等作用，主要发育两大沉 积相类型，咸化湖泊相和三角洲相，发育碎屑滩、碳酸盐岩颗粒滩、混合滩、坝及 三角洲前缘水下分流河道、远砂坝、席状砂等沉积微相类型［22］2.2储层岩石学特征吉木萨尔二叠系芦草沟组主要发育一套暗色含云质的细粒沉积岩，为沉积于咸化湖 泊中，受机械沉积作用、化学沉积作用等控制的粉细砂、泥、碳酸盐的混积岩［23］， 岩石类型主要包括灰色泥岩、岩屑长石粉细砂岩、云屑砂岩、砂屑云岩、粉砂质白 云岩、泥晶白云岩及(含)云质粉细砂岩(图3)，其中粉细砂岩、砂屑云岩与白云质 粉砂岩为最主要的储集岩。

由于受准同生及调整白云石化等作用，岩石中普遍发育 泥晶、微晶白云石，岩石中碎屑粒径普遍较细，粉细砂、泥质及云质等混积特征明 显，富集层多呈互层状分布，为一套典型的源储一体的页岩油储层［24］表1吉木萨尔凹陷芦草沟组微量元素含量比值Table 1 Ratios of trace element the Lucaogou Formation,Jimusaer sag 微量元素含量比 Sr/BaB/GaV/NiV/(V+Ni)V/CrTh / U 变化范围 0.24 ~ 6.261.53 ~ 18.791.02 ~ 22.810.5 ~ 0.961.08 ~ 4.330.21 ~ 4.76 平均值 1.437.753.660.752.361.61 图2吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组咸化湖盆环境沉积特征Fig.2 Sedimentary characteristics of saline lacustrine basins in the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer saga.含石膏假晶泥晶云岩，J173 井，埋深 3 082.76 m , 岩石薄片(+) ; b.微泥晶云岩,发育白云石晶间溶孔J174井，埋深3 119.23 m,岩石 薄片；c.含粉砂质微泥晶云岩,J36井，埋深4 212.7 m,岩石薄片(-);d.含黄铁矿含 粉砂质泥岩，发育斑状及针状黄铁矿，J174井，埋深3 227.98 m,岩石薄片(-);e.含粉砂质云质泥岩，含黄铁矿,J174井，埋深3 327.64 m，岩石薄片(-);f.草莓状 黄铁矿集 合体，J174井，埋深3 152.98 m，扫描电镜照片图3吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要岩石类型Fig.3 The main rock types of the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer saga.含粉砂质泥晶云岩，J174 井， 埋深3 119.12 ~3 119.44 m，岩心照片；a'.为a的岩石薄片(+) ; b.含泥云质粉砂 岩，J174井，埋深3 264.55 ~3 264.70 m，岩心照片；b'.为b的岩石薄片(+)； c.砂屑云岩，J174井，埋深3 114.8 m，岩心照片；c'.为c的岩石薄片(+) 根据岩石薄片及扫描电镜鉴定结果统计，该区岩石中矿物成分可达12种，各种组 分在垂向上变化较大，粘土矿物含量较低，普遍含碳酸盐，矿物类型主要为白云石、 石英和斜长石，含量为20%~25%，主要以泥微晶白云石、云灰屑、方解石、白 云石胶结物及交代产物形式产出。

碎屑颗粒磨圆度主要为次棱角状，分选较差，以 颗粒支撑为主，接触方式主要为线-点状、点-线状接触胶结类型以压嵌式-孔隙 式为主，压嵌式次之2.3储层物性特征根据岩心覆压孔渗分析数据，吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组上储层段覆压孔隙度为 5.27%~19.84%，平均 10.84%，覆压渗透率为 0.000 4 x10-3 -1.950x10-3 口m2,平均 0.014x10-3 pm2；芦草沟组下储层段覆压孔隙度为5.64%~20.72% , 平均 11.2%，覆压渗透率为 0.002x10-3~2.764x10-3 pm2,平均 0.009x10-3 pm2(表2)说明芦草沟组岩石物性差，储层非常致密表2吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组孔隙度与渗透率Table 2 Statistics of porosity and permeability in the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer sag 层位覆 压孔隙度/%覆压渗透率/(10-3 pm2)最大值最小值平均值最大值最小值平均值上 储层段 19.845.2710.841.9500.000 40.014 下储层段 20.725.6411.202.7640.002 00.0092.4储集空间类型及特征根据岩石薄片、铸体薄片与扫描电镜等分析研究，吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组储 层孔隙可分为原生孔隙、次生孔隙及裂缝三大类，以粒间溶孔与晶间微孔（包括晶 间孔及晶间溶孔）为主、剩余粒间孔次之、裂缝少量。

2.4.1原生孔隙剩余粒间孔：是在沉积作用之后经过机械压实、各种胶结作用后残余的粒间孔隙 ［25］，孔隙边缘清楚，颗粒轮廓清晰，颗粒表面没有受到明显的溶蚀且粒间干净， 粒间胶结物晶体的外边缘平整清晰［26］，残余的原生粒间孔，是比较理想的储集空 间，多呈三角、四边形，大小和分布较均匀［27］（图4a，b），主要发育在粉细砂岩， 云屑（云质）粉细砂岩及泥质粉砂岩中，砂屑云岩中也可见到，通常被自生矿物部分 充填，是储层中重要的孔隙类型之一生物格架孔：主要来源于硅藻化石，包括圆筛状和鞭状两种硅藻化石［28］，其圆孔 状和微缝状的孔隙与其他类型的孔、缝有效连通，成为储集空间的一部分（图4d） 2.4.2次生孔隙颗粒溶孔：据镜下观察，颗粒溶孔分为粒内溶孔和铸膜孔两类，主要为砂屑、砾屑、 鲕粒、长石碎屑、岩屑、生物体腔等发生部分或整个溶蚀，孔隙形态不规则，大小、 分布不均匀，普遍发育在储层中的大部分岩性中，是储层中最主要的孔隙类型，在 微晶云岩、云质粉细砂岩中较常见（图4a，b，c，e）晶间孔：矿物晶体在沉淀及重结晶等作用过程中形成的晶体之间的孔隙，芦草沟组 晶间孔种类较多，常见的有白云石晶间孔、钠长石晶间孔、方解石晶间孔及黄铁矿 晶间孔等（图4f，g，h，i），其孔径一般较小，多为纳米级微孔；芦草沟组页岩油 储层中白云石晶间孔较发育，白云石晶粒间孔隙，主要是准同生期后泥晶灰质向微 晶、细晶转化的过程中体积逐渐减小而形成的孔隙［29］，主要发育在泥粉晶云岩、 微晶云岩、云质粉细砂岩等细粒岩石中，是储层中云质岩的主要孔隙类型之一。

基质溶孔：主要是粉、细砂岩粒间杂基被部分溶蚀形成，分布在下储层段储层中2.4.3裂缝吉木萨尔凹陷芦草沟组裂缝包括成岩压裂缝和构造缝两种类型，前者形状一般不规 则，且多为碳酸盐矿物充填，受成岩压溶作用的影响形成的压溶缝（缝合线）［30］， 主要发育在泥晶云岩中；而后者一般较为平直，少有自生矿物的充填，部分后期被 充填、半充填，或被部分溶蚀（图4j，k，l），砂质泥岩、云质泥岩中较发育，部分 为高角度缝3储层控制因素通过对各种资料综合分析，认为芦草沟组页岩油储层发育主要受沉积相、岩性、有 机碳含量及成岩作用等多重因素的影响3.1沉积环境与沉积相对储层物性的影响芦草沟组沉积时期，气候干旱炎热，湖盆水体较深，水动力较弱，盐度高，水体咸 化，湖盆底部为一个还原环境［31-32］，有利于有机质富集和准同生白云岩化，沉 积类型控制砂体的发育、展布及储层物性的变化［33］吉木萨尔凹陷芦草沟组发育上下两套储层段（表3），芦草沟组上段沉积相类型主要 为浅湖相、滨浅湖相、滨湖相夹云泥坪相（图5a），平面上依次向东展布，主要岩 性为内碎屑沉积的砂屑云岩、岩屑长石粉砂岩、云屑砂岩；中部主要为滨浅湖相沉 积，储层岩性以云质粉砂岩为主，夹薄层状砂屑云岩，西部J30井附近发育浅湖 沉积，主要储层岩性为云质粉砂岩，其中白云石含量较少，砂体单层厚度较薄。

储 层累计厚度13.4-43.0 m，平均为33 m芦草沟组下段沉积相类型主要为为三角洲前缘、浅湖、浅湖夹半深湖和半深湖沉积 （图5b）岩性主要为三角洲远砂坝与席状砂的云质粉砂岩凹陷的北部、东部、 南部浅湖相云质粉砂岩发育；而凹陷西部半深湖相较为发育，其烃源-储层配置关 系较好，有利于烃源岩的发育［34］储层累计厚度主要在17.5-67.5 m，平均为 42.8 m总体上，由凹陷边缘向凹陷中部、由凹陷西南部向凹陷东南部储层段发 育程度有增厚的趋势图4吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组主要储集空间类型Fig.4 The main reservoir space types of the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer saga.剩余粒间孑 L 及颗粒溶孔较发育，部分长石及泥晶云质砂屑具溶蚀现象，J174井，埋深3 114.86 m,砂质砂屑云岩，（-）蓝色铸体，；b.剩余粒间孔及粒间溶孔较发育，J174井， 埋深3 112.09 m，砂屑云岩，（-）蓝色铸体；c.溶蚀孔发育，J25井，埋深3 411.05 m，含粉砂质微晶云岩，具示底构造，溶蚀孔中被钠长石、方沸石、方解 石半充填，（-）岩石薄片；d.生物格架孔，J174井，埋深3 177.34 m，灰质粉砂岩， （-）蓝色铸体，；e.颗粒溶孔即铸模孔较发育，部分长石及泥晶云岩岩屑具溶蚀现象， J174井，埋深3 143.30 m，云屑砂岩，（-）蓝色铸体，；f.方解石晶间溶孔，方解 石斑块中晶间溶孔发育，晶间溶孔中被沥青质充填，J174井，埋深3 320.44 m , 纹层状含灰质含粉砂质云质泥岩，（-）岩石薄片，；g.钠长石晶间孔，有机酸作用形 成的溶蚀孔被自生钠长石半充填，发育钠长石晶间孔，J174井，埋深3 121.7 m , 含泥质云质粉砂岩，（+）岩石薄片，；h.白云石晶间孔，泥晶白云石呈自形松散堆 积，白云石晶间孔发育，J174井，埋深3 255.1 m，泥晶白云岩，扫描电镜；i.晶 间孔发育，粒状石英与沸石类矿物、球状黄铁矿集合体中晶间孔发育，J174井， 埋深3 155.32 m，白云质泥岩，扫描电镜；j.含粉砂质碳质泥岩，裂缝中见褐黄 色原油，J174井，埋深3 152.54 m，岩石薄片（-）；k.含粉砂云质泥岩，发育微裂 缝，沿微裂缝具溶蚀现象，发育溶缝，J176拄埋深3 027.29 m，岩石薄片（+） ； I. 应力作用下产生的微裂缝，沿微裂缝具溶蚀现象，发育溶缝，J174井，埋深3 121.97 m，微晶云岩，岩石薄片（+）表3吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层各类储 集岩孔隙度和渗透率 Table 3 Porosity and permeability of various reservoir rocks in the Lucaogou shale reservoirs,Jimusaer sag层位沉积相岩性孔隙度/%渗透率/（10-3 pm2）区间值平均值区间值平均值P2I2浅 湖相云质粉砂岩1.3 ~ 17.75.200.012 ~27.7000.204滨浅湖相岩屑长石砂岩/砂屑 云岩0.2 ~27.87.970.01 ~26.100.124滨湖夹云泥坪白云质粉砂岩/灰质粉细砂岩 0.8 ~ 19.15.880.017 ~ 11.8000.078P2I1 浅湖相云质粉砂岩 2.42 ~ 11.607.570.004 ~27.0000.370浅湖-半深湖相云质粉砂岩/泥质粉砂岩0.1 ~ 27.48.170.01 ~ 27.200.130半深湖相云质粉砂岩/云质泥岩1.0 ~ 13.57.200.012 ~2.8600.049三角洲前缘云质粉砂岩/中细砂岩7.45 ~ 11.289.830.289~3.0620.558图5吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组沉积相Fig.5 Sedimentary facies of the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer saga.二叠系芦草沟组上储层段（P2I2）; b.二叠系芦草沟组下储层段（P2I1） 3.2岩性对储层物性的影响物源是形成储层最基本的物质基础，对储层储集性有直接影响［35］。

研究表明，吉 木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层物源主要来自周边的古隆起，由于成岩演化 过程中受咸化湖水及烃源岩演化的影响，成岩作用十分复杂，造成芦草沟组岩性变 化较大［36］，组成岩石的矿物成分较多不同岩性储集性能不同，分析吉木萨尔凹 陷目的层15 口取心井1023块岩心常规孔渗数据，表明粉细砂岩、云质粉砂岩及 砂屑云岩储集性能相对较好（图6）,孔隙度多大于10%，为主要的甜点储集岩类型 统计岩石薄片、X-衍射等资料，发现岩石中矿物成分普遍含有白云石，白云石含 量与储层物性呈正相关关系岩石中较高的白云石含量，可提高岩石的脆性，有利 于进行大规模储层改造［37］3.3有机碳含量对储层物性的影响吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层中部分层段含有大量泥岩，泥岩有机质丰 度也是影响储层物性的影响因素之一有机碳含量对储层物性的影响主要体现在有 机质的分布状态［38］,孔隙度同TOC呈正相关关系（图7）,有机碳含量越高，储层 孔隙度越高，页岩油储层孔隙度与TOC大部分均在10%的范围内通过对吉木萨 尔凹陷芦草沟组页岩油储层岩心、铸体薄片和扫描电镜观察，储层中有机质含量较 高的一般是纹层状灰岩、灰质泥岩及块状泥岩，其有机质演化孔也较为发育，在储 层中有机质内部及边缘发育少量微裂缝，这既可能是由于干酪根生烃消耗有机成分 而产生的孔缝［39］，也有可能是生烃消耗水分产生的收缩孔缝［40］，还可能是生烃 增压而产生的孔缝等［41］。

另外，有机质与其相邻的矿物之间也会产生生烃成因的 孔缝，其成因可能与有机质收缩或生烃增压作用有关［42］图6吉木萨尔凹陷芦草沟组各类岩石常规孔隙度与渗透率关系直方图Fig.6 A histogram showing the relationship between conventional porosity and permeability in the Lucaogou Formation,Jimusaer sag图7吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组孔隙度与TOC的关系Fig.7 Correlation between porosity and TOC in the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer sag3.4成岩作用对储层物性的影响芦草沟组页岩油储层成岩作用复杂、类型多样，其中压实作用、胶结作用和溶蚀作 用，对储层物性和孔隙发育影响显著压实作用主要发生在成岩早期，中等偏强，芦草沟组深度与孔隙度的关系表明，随 着埋藏深度的增加，孔隙度略有减小，说明压实作用对储层物性有一定的破坏作用， 溶蚀作用对储层物性有较强的改造作用，在3 400-3 600 m左右，存在次生孔 隙发育带（图8）。

芦草沟组储层中胶结物类型丰富，胶结物种类主要包括沸石类、碳酸盐类、硅质类 和粘土类等几种类型，含量最多的为方解石、白云石和方沸石等碳酸盐胶结物胶 结物的类型和含量与页岩油储层物性关系比较密切，对储层物性的影响比较大，直 接关系到储层形成过程中孔隙度大小和数量状况［43］胶结作用往往是破坏性成岩 作用，但是早期胶结作用为后期储层物性的改善提供了物质基础此外，这些胶结 物在埋藏达到一定深度后，在合适的孔隙流体、环境介质及成岩温度作用下，将发 生溶蚀作用，使得储层的次生孔缝增加，提高了岩石的孔渗条件［44］但是也有部 分储集岩中碳酸盐胶结物含量较高，充填了大量粒间孔隙，造成储层物性急剧变差 ［45］图8吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组孔隙度与埋深的关系Fig.8 Porosity vs.burial depth of the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer sag吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储集层中的溶蚀作用比较发育对所研究的样本进行 镜下观察和扫描电镜分析发现，大量的溶蚀孔隙在溶蚀过程中出现，该储层的储集 性能被大大提高储层中发生溶蚀作用和溶蚀孔隙的物质种类较多，包括以石英、 长石颗粒等为主的碎屑颗粒发生溶蚀分解，以沸石、方解石、白云石为主的胶结物 发生溶蚀分解，形成大量微、纳米级晶间孔；另有少量的云母溶孔、方解石溶孔的 生成，以及微、泥晶的白云石、硅质、钠长石对剩余粒间孔及早期溶孔进行充填、 分割，将造成孔隙吼道的堵塞［46］，使微、毫米级孔隙孔径大大缩小，对储集层物 性产生不利影响。

3.5裂缝发育程度裂缝的发育程度对储层储渗性能有重要的影响：一方面可沟通裂缝周围各种孔隙， 为溶孔、溶洞的发育提供通道条件，提高储集性能，另一方面，可改善储层渗流能 力，有效提高油气产能［47］通过对吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组页岩油储层岩心 观察、铸体薄片观察和成像测井观察，发现构造缝相对较少发育，只有在J34井 和J174井构造缝密度相对较大，大于0.7条/m，其他井位构造缝较少发育，裂缝 密度小于0.5条/m ；天然裂缝也不发育，两向应力差大，不利于形成复杂缝网4储层含油特征4.1原油赋存特征研究表明，芦草沟组优质成熟烃源岩与致密储层成互层状直接接触，源储紧临，含 油性受源岩与云质岩分布控制，具有纵向上整体含油、平面上大面积连续分布的特 点［48］实钻证实，芦草沟组岩性为黑灰色泥岩与细粒沉积物互层，油气显示极其 丰富，岩屑见大段连续荧光，取心普遍见原油夕卜渗o J174井芦草沟组钻井取心32 筒，进尺246.01 m，心长245.41 m，收获率99.8%，油迹以上含油级别心长 52.19 m，占岩心总长度的21.3%(表4),其余具连续、大段荧光显示，揭示了芦 草沟组良好的含油性。

芦草沟组储层含油性受岩性和物性的影响明显，芦草沟组储 层含油性相对较好的岩性是白云岩、白云质粉砂岩、砂屑白云岩和粉砂岩等，相对 较差的一般为泥岩此外，物性好的储层含油性好于物性差的储层［49］图9为J176井和J34井49个密闭取心样品分析得到的孔隙度与含油饱和度交会 图，含油饱和度和孔隙度呈半对数相关关系，孔隙度越大，含油饱和度越高，物性 对含油性有明显的控制作用表4芦草沟组不同含油级别的岩心长度及比例Table 4 The length and recovery ratios of cores at various oil-bearing levels in the Lucaogou Formation 含油 级别含油油浸油斑油迹荧光岩心长度/m6.627.2814.5523.74193.22占总岩心长度 比例/%2.702.975.939.6778.73图9吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组孙隙度(①)与含油饱和度(So)的关系Fig.9 Correlation of porosity(^) and oil saturation(So) in the Permian Lucaogou Formation,Jimusaer sag通过岩心观察、岩石薄片、扫描电镜与含油饱和度联测分析，发现页岩油储层主要 存在的赋存形态为油膜(图10)，岩心普遍含油，具明显油浸特征，含油量较大， 油膜赋存于被敲开的新鲜粒间孔中，呈不规则粘连长条状；微观上，云质岩岩样新 鲜断面扫描电镜观察，岩石中发育大量的微晶状钠长石、石英、白云石等矿物晶间 孔，晶间孔多被油膜包裹；通过间断性观察，发现晶间孔中被油膜充填及包裹的现 象随时间的延长有增加的趋势，被油膜包裹及充填的孔隙比例增加，早期充填和包 裹的油膜主要发育在纳米级晶间孔，随时间的推移，微米级的孔隙也逐渐被充填。

为了进一步了解油膜的特征，通过场发射扫描电镜分析发现油膜主要赋存于粒间孔 和微裂缝，赋存空间相对较大，粒间孔平面尺寸主要为(0.18~0.8 pm)x(0.18~ 0.8 pm),油膜形状不规则，粒间孔或微裂缝的形状控制了油膜的赋存规模，油膜 主要呈浸染粘连状形态赋存于粒间孔或微裂缝中［50］(图11a , b);由于扫描电镜 受放大倍数的限制，油膜厚度无法测量，可观察到油膜厚度较均匀，在部分矿物晶 体表面断续分布，并有脱落和叠置的现象不同的矿物晶体及同一矿物不同的晶面， 粘附油膜的能力存在差异［51］图10吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层油膜特征Fig.10 Characteristics of oil film in shale oil reservoirs in the Lucaogou Formation,Jimusaer saga- a”.J174井，埋深3 274.15 m，含云质含泥质极细粒粉砂岩，纳米级微孔中充填有 油膜，扫描电镜；b-b”.J174井，埋深3 285.90 m,含云质含泥质粉粒极细砂岩， 纳米级微孔中充填有油膜,扫描电镜图11吉木萨尔凹陷芦草沟组纳米级微孔中油膜特征Fig.11 Oil film characteristics of nano-scale micro-pores in the Lucaogou Formation , Jimusaer saga.含泥质含云质极细粒粉砂岩，岩石中除发育微米级剩余粒间孔及粒 间溶孔外，见大量纳米级微粒石英及钠长石晶间孔及晶间溶孔，纳米级微孔被油膜 充填包裹，J174井，埋深3 274.15 m，场发射扫描电镜；b.灰质粉砂岩，纳米级 晶内溶孔表面吸附有油膜，J30井，埋深4 043.35 m，场发射扫描电镜；^含云 质极细粒粉砂岩，纳米级微孔较发育，微孔中被油膜充填包裹，J174井，埋深3 274.0 m,氩离子抛光场发射扫描电镜；d.含泥质粉砂质云岩，纳米级微孔中的油 膜，J31井，埋深2 897.90 m，氩离子抛光场 发射扫描电镜利用氩离子抛光场发射扫描电镜分析发现，低真空条件下，随着时间的延长和温度 的升高，油分子扩散的能力增强，纳米孔中油膜的厚度在均匀增厚，当油膜厚度增 加到约35 nm以后，不同部位油膜厚度开始变化，油膜的厚度有受重力、表面张 力等影响的迹象；很有可能纳米孔中的油膜，在一定条件下，随着油膜厚度的增加， 吸附油可转化为游离油［52］，之间界限大约油膜厚度在35 nm左右（图11c，d）； 在一定温度和压力差条件下，芦草沟组云质岩页岩油中吸附油可转化为游离油，场 发射扫描电镜分析表明，可流动的游离油要求的喉道半径下限至少为35 nm。

综上所述，样品的宏观观察和微观扫描电镜图片以及含油饱和度分析均表明吉木萨 尔凹陷芦草沟组页岩油储层具有良好的含油性，这为本地区页岩油的勘探与开发奠 定了良好的基础4.2润湿性润湿作用支配着油、气、水在地层岩石孔隙中的微观分布，岩石润湿现象指当不相 混合的两相流体（如油、水）与岩石相接触时，其中的一相沿着岩石表面铺开［53］， 能沿岩石表面铺开的一相称为润湿相选取了 J31井和J174井共7块样品，采用Amott自吸实验法进行润湿性测量， 测量结果如表5所示7块样品实验结果润湿性指数在-1 ~ 0.074，根据判别标准 吉木萨尔芦草沟组储层的润湿性以中性为主，部分达到亲油进一步分析发现，页岩油储层岩心的亲油特性表现为白云岩〉泥岩〉粉细砂岩；实 验中还发现：芦草沟组页岩油储层岩心渗吸过程中，毛管压力起支配作用，孔喉越 细小，毛管压力渗吸作用则越强［54］为了验证不同含油饱和度条件下储层的润湿性，选择J31井不同含油级别的6块 岩心样品进行了饱和度和润湿性的配套测量实验结果见表6，含油性较好的岩心 具有中性到弱亲油的润湿性特征，含油性较差的岩心既有亲水的润湿性特征储层的润湿性测试结果表明，芦草沟组主要的含油储层润湿性以中性为主，部分弱 亲油，且有含油饱和度越高，相对润湿指数越小，亲油性越强的特点［55］。

为了观察储层的润湿性的微观分布特征，应用场发射扫描电镜技术对储层孔吼表面 赋存的流体性质进行了观测首先，选择保存好的含油性好的样品样品取样而后， 选新鲜的、有代表性的断面进行氩离子抛光和镀膜处理，完成样品制备最后，按 照逐步加大放大倍数，实现先整体，后局部的解剖过程，完成孔喉表面流体性质及 变化规律的观察，从而评价储层的微观润湿性图12为J31井2 897.90 m砂屑 云岩一组场发射扫描电镜的图片图12a为氩离子抛光部分岩心样品的场发射扫 描电镜图片图12b为局部放大照片，照片显示粒间孔、粒间溶孔及粒内溶孔发 育其中，粒间溶孔可达几十微米进一步放大到3 570倍，如图12c，发现较 大孔喉的孔壁普遍被油膜覆盖，具有明显的油润湿的特点，相对较小孔喉孔隙壁无 油膜发育进一步放大（图12d）发现，微米级孔隙的孔隙壁普遍具油膜发育，油膜 厚度35 nm左右，相对较小的纳米级孔隙油膜发育程度不明显也就是说，场发 射扫描电镜发现了 〃大孔亲油、含油，小孔亲水、含水”的储层微观润湿性特征 多井、多块样品场发射扫描电镜证实这一微观润湿性现象综上所述储层岩石的润 湿性可以在一定程度上影响储层的含油性表5吉木萨尔凹陷芦草沟组储层润湿性测试结果Table 5 Experimental results of the wettability in the Lucaogou Formation,Jimusaer sag 井号样品号自吸 水排油量/ml水驱油量/ml自吸油排水量/ml油驱水量/ml水润湿指数油润湿指数 相对润湿指数润湿性判别J312012-0861700.80000中性J312012- 0859701.20000 中性 J312012-0859901.60000 中性 J312012- 116590.020.2500.07400.074 中性 J312012-1166000.50.25001-1 强亲油 J1742012-0089500.250000 中性 J1742012-0092100.30000 中性表6吉木萨尔凹陷J31井芦草沟组样品润湿性测试结果Table 6 Experimental results showing the wettability of samples from Well J31 in the Lucaogou Formation,Jimusaer sag样品编号深度/m岩性吸水排油量/ml水驱油量/ml吸油 排水量/ml油驱水量/ml水润指数油湿指数相对润湿指数润湿类型ZM312861.23 含油灰色粉砂岩 0.120.040.070.030.761 90.711 30.050 6 中性润湿 ZM072 715.00 含油粉砂岩 0.130.050.110.040.723 80.744 2-0.020 4 中性润湿 ZM172 724.28 含油深灰色粉砂岩 0.280.240.410.140.545 50.742 1-0.196 6 弱亲油 ZM332 854.08 灰色粉砂岩 0.080.030.080.110.711 50.414 50.297 0 弱亲水 ZM34-12718.90 饱含油粉砂岩 0.431.311.021.110.247 70.479 3-0.231 6 弱亲 油 ZM352 715.45 中含油粉砂岩 0.060.040.080.030.568 10.744 2-0.176 1 弱亲 油图12吉木萨尔凹陷J31井芦草沟组储层（埋深2 897.90 m）润湿性微观分布特征 Fig.12 Micro-scale distribution characteristics of the wettability of the Lucaogou reservoir （depth: 2897.90m） in Well J31,Jimusaer saga .岩样新鲜断 面氩离子抛光的环境扫描电镜；b.环境扫描电镜；c.部分孔隙油膜发育，环境扫描 电镜；d.油膜的发育特征，环境扫描电镜5结论1） 吉木萨尔凹陷芦草沟组总体为一套细粒沉积，其储层岩性主要为粉细砂岩、云 屑砂岩、砂屑云岩及（含）云质粉细砂岩；储层物性差，非常致密，具有页岩油储层 特征；储层孔隙类型以粒间溶孔与晶间微孔（包括晶间孔及晶间溶孔）为主、剩余粒 间孔次之、裂缝少量。

2） 吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层发育主要受沉积相、岩性、有机碳含量及成 岩作用等的影响其中浅湖相与三角洲前缘相储层物性较好；粉细砂岩、云质粉细 砂岩及砂屑云岩储集性能相对较好，白云石含量与储层物性呈正相关关系；有机碳 含量越高，储层孔隙度越高；成岩作用是影响页岩油储层纳米级微孔发育及储集物 性的重要因素3） 吉木萨尔凹陷芦草沟组储层物性对含油性有明显的控制作用，云质岩中油膜发 育；储层岩石的润湿性可以在一定程度上影响储层的含油性，芦草沟储层的润湿性 以中性为主，部分达到亲油；含油性较好的岩心具有中性到弱亲油的润湿性特征， 含油性较差的岩心既有亲水的润湿性特征；场发射扫描电镜发现了〃大孔亲油、含 油，小孔亲水、含水”的储层微观润湿性特征表明吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油 储层具有良好的含油性，这为本地区页岩油的勘探与开发奠定了良好的基础参考文献【相关文献】[1] 邹才能，陶士振,侯连华，等.非常规油气地质(2 版)[M].北京:地质出版社,2013.Zou Caineng,Tao Shizhen,Hou Lianhua,et al.Unconventional oil and gas geology[M].The second edition,Beijing:Geological Press,2013.[2] 童晓光.非常规油的成因和分布[J].石油学报,2012,33(增刊1):20-26.Tong Xiaoguang.Genesis and distribution of unconventional oil[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(S1):20-26.[3] 贾承造，邹才能,李建忠，等.中国致密油评价标准、主要类型、基本特征及资源前景[J].石油学 报,2012,33(3):333-350.Jia Chengzao,Zou Caineng,Li Jianzhong,et al.Assessment criteria,main types,basic features and resource prospects of the tight oil in China[J].Acta Petrolei Sinica,2012,33(3):333-350.[4] 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