论文摘要
近年来,全球非常规油气的勘探和开发都取得了重要进展和突破,页岩油气正成为全球非常规油气发展的重要领域,同时也是研究的热点。北华北地区中晚元古代海相沉积分布范围较大,串岭沟组、洪水庄组以及下马岭组的泥页岩在华北北部普遍发育。前人研究资料表明,北华北中新元古代泥页岩都是较好的烃源岩,但将其作为储层的研究甚少。本文选取北华北地区天津蓟县剖面的中新元古代串岭沟组、洪水庄组和下马岭组泥页岩样品,通过全岩及粘土矿物X衍射分析确定其成分,通过压汞、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)气体吸附实验对其进行孔隙结构的定量分析,通过环境扫描电镜(ESEM)及场发射扫描电镜(FESEM)对其进行孔隙结构的定性分析,通过有机地球化学测试来研究其干酪根类型、有机碳含量及成熟度等一系列内容。同时选取张家口下花园地区下马岭组泥页岩样品进行成岩物理模拟实验,探讨低成熟泥页岩随温压条件变化其孔隙演化规律。在此基础上,结合区域地质资料,探讨了京津冀地区中新元古代页岩油气潜力。论文取得以下主要结论:蓟县剖面中晚元古代泥页岩干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ型为主,镜质体反射率(Ro)大于1%,有机质演化程度较高,处于生气阶段;矿物成分以石英和粘土矿物为主,石英为主要脆性矿物,粘土矿物主要是伊蒙混层(I/S),其次是伊利石(I)和绿/蒙混层(C/S)。孔隙类型包括颗粒间孔及粒间溶孔、有机质孔、有机质边缘孔、粒内孔及粒内溶孔、粘土矿物晶间孔等,以微孔和介孔为主;成岩物理模拟实验表明,Ro影响微孔和介孔体积变化趋势相似,随着Ro值的增加先增大后减小,其中Ro在1.7%‐2.2%之间时,介孔最为发育,Ro为1.8%时,微孔最为发育,因此,当Ro为1.6%‐2.2%时,微米‐纳米级孔隙最发育。综合矿物成分、有机碳(TOC)含量、镜质体反射率(Ro)以及其他各类指标,认为研究区中新元古代泥页岩储层发育较好的为洪水庄组,其次是下马岭组,最后是串岭沟组。从区域上看,京津冀地区洪水庄组泥页岩储层油气有利区分布在冀北坳陷的平泉地带,北京的十三陵地区和冀中坳陷的京101井地区,下马岭组泥页岩储层油气有利区在北京的十三陵地区。