网球之越前龙一(贾云倩等：有机质类型分异规律及其主控机制)

有机质类型分异规律及其主控机制

——以威远志留系龙马溪组页岩储层为例

贾云倩1,2，刘子平3，任晓海3，周一3，郑爱玲4，张娟1,2，韩登林1,2

1. 长江大学地球科学学院，武汉 430100

2. 储层微观结构演化及数字表征实验室，武汉 430100

3. 中国石油川庆钻探工程有限责任公司页岩气勘探开发项目经理部，成都 610000

4. 长江大学石油工程学院，武汉 430100

导读

有机质孔是页岩储层重要的孔隙类型，而有机质类型被认为是有机质孔形成演化的关键因素之一。笔者采用二维大区域多尺度组合电镜成像（MAPS）新技术设备对四川盆地威远气田龙马溪组页岩有机质类型开展微观识别及成孔效率的原位表征，丰富了非常规油气沉积学的研究方法。

页岩储层中的有机质特征不仅是生成烃类的核心因素，也是生成孔隙的关键因素。为了在显微尺度上定量评价有机质的类型及含量分布，以四川盆地威远气田志留系龙马溪组页岩储层为例，基于二维大区域多尺度组合电镜成像(MAPS)表征技术重点对有机质富集的龙一1亚段，进行有机质显微组分的图像识别，并运用显微组分分析法定量判别有机质类型。

所采用的MAPS（Modular Automated Processing System）扫描技术，是将样品表面区域划分为一系列规整网格，然后对每一网格进行扫描成像，获得一系列二维高精度背散射电子（BSE）扫描图像，将所有图像进行拼接，可以获得一幅完整的二维高精度大视域扫描图像，之后从中识别到有机质显微组分（腐泥组、镜质组、壳质组、惰质组）（图1~4）。

图1 腐泥组MAPS扫描图像（250 nm分辨率）

X3井（龙一11 2665.9 m）腐泥组沥青质体迁移有机质，可形成有机质网络

图2 镜质组MAPS扫描图像（250 nm分辨率）

X1井（龙一12 2742 m）镜质组无结构镜质体，呈均匀致密条带状

图3 壳质组MAPS扫描图像（250 nm分辨率）

（a）X2井（龙一14 2923.2 m）壳质组孢子体，呈椭圆形；（b）X2井（龙一14 2923.2 m）壳质组孢子体，呈受压后的蠕虫状或线条状

图4 惰质组MAPS扫描图像（250 nm分辨率）

X3井（龙一13 2653.4 m）惰质组丝质体，呈顺层排列纤维状

由于样品尺度小、相邻图像成分相似、总图像数量过大，因此，将拼接的MAPS小图像进行等距取点统计，统计选取点处的显微组分（图5）。

图5 X1-18样品MAPS扫描图像等距取点统计示意图及其干酪根类型判定图（部分）

在明确有机质不同显微组分含量的基础上，据T指数法公式计算得到干酪根类型（表1）：

T=（100A 50B-75C-100D）/100

式中A、B、C、D——腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的含量。

得到各样品不同有机质类型的含量统计数据，研究层段中，以Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根为主，Ⅱ2型干酪根含量较少，Ⅲ型干酪根仅在X1井中部分样品中零星可见。

表1 烃源岩有机质类型划分标准

垂向分布上，Ⅰ型干酪根主要富集于龙一11和龙一13小层，其中龙一11小层最高，而在龙一12和龙一14小层明显减少；Ⅱ1型干酪根主要富集于龙一12、龙一14小层，而在龙一11、龙一13小层含量较低。在单井垂向分布上，Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根相对含量和绝对含量大致都呈现龙一11、龙一13小层更高，而龙一12、龙一14小层较低的规律（图6，7）。

图6 威远地区X1井不同层位与有机质类型相对含量及含量关系图

图7 威远地区X1井不同层位与Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根相对含量及含量关系图

晚奥陶世五峰组—早志留世龙马溪组时期，威远地区处于川中隆起、雪峰隆起、黔中隆起，“三隆夹一坳”的闭塞环境，水动力弱、还原性强、具有陆源营养输入，有利于有机质的富集和保存。同时，在该时期发生了多期火山活动，火山灰入水后，可迅速释放铁盐等营养物质，形成富营养海盆，促进藻类生物繁殖，同时，火山作用带来了大量的还原性气体，产生极度缺氧的环境提高了有机质的埋藏量和保存率。

该时期，存在两次全球性海平面的升降，海平面第一次上升，龙马溪组地层开始沉积，较深的水体使其水体能量弱，同时形成了缺氧的还原环境，沉积了龙一11小层，海平面的快速上升，限制了陆源物质的大规模注入，使得海底缺氧环境更好地保存，洋流上升，富含营养的深层海水上涌，致使海水中浮游生物大量繁殖，该小层整体为强滞留缺氧富笔石页岩微相，以腐泥组为代表的Ⅰ型干酪根含量高。海平面下降，龙一12小层形成于第一次海退后，水体变浅，陆源物质较龙一11小层含量高，陆源有机质含量增加，该小层镜质组、惰质组含量较龙一11小层高，层段内Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根相对含量较低。此外，深层海水和表层海水进行了混合，致使底部缺氧环境遭受破坏，还原环境较弱，造成了该小层内有机质保存条件变差。经过两次全球性海平面的上升和多期火山活动，最终形成了龙一1亚段四个小层的沉积以及该沉积环境下有机质类型在垂向上的分布（图8）。

图8 威远地区龙一1亚段沉积发育模式图

水动力很弱的强滞留缺氧富笔石页岩微相沉积环境下，Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根含量高；而水动力较强、海水较浅、氧气增加的中滞留贫氧含笔石页岩微相沉积环境下，Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根含量较低。有机质类型在单井垂向上的分布规律是火山活动、海平面升降、洋流上升、水动力条件、构造条件、陆源有机质输入等因素共同影响的。此外，保存条件对于有机质富集至关重要，水动力弱的深水缺氧环境是其富集的主控因素，而洋流、火山活动、陆源营养物质供给等因素是利于有机质富集的辅助条件。

论文相关信息

第一作者：贾云倩，硕士研究生，油气储层地质学，E-mail: 913900396@qq

基金资助：国家科技重大专项（2017ZX05008-003-050）；川庆钻探长江大学非常规油气勘探开发研究中心项目（CQZT-YYQXMB-2020-JS-199）

DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2020.094

引用格式：贾云倩,刘子平,任晓海,周一,郑爱玲,张娟,韩登林.有机质类型分异规律及其主控机制——以威远志留系龙马溪组页岩储层为例.[J/OL].沉积学报：1-16[2020-11-19].
https://doi/10.14027/j.issn.1000-0550.2020.094