陆相富碳酸盐页岩纹层组合对页岩油富集的控制作用——以渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组页岩为例

doi:10.11743/ogg20250205

石油与天然气地质 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 392-406.doi: 10.11743/ogg20250205

陆相富碳酸盐页岩纹层组合对页岩油富集的控制作用——以渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组页岩为例

李军亮¹(), 王民²^,³(), 秦峰¹, 王勇¹, 魏晓亮¹, 孟伟¹, 沈安超²^,³, 宋兆京²^,³, 余昌琦²^,³, 李俊乾²^,³, 刘嘉祺²^,³

^1.中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营 257029
^2.深层油气全国重点实验室，山东青岛 266580
^3.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛 266580

收稿日期:2024-11-26 修回日期:2025-03-07 出版日期:2025-04-30 发布日期:2025-04-27
通讯作者: 王民 E-mail:lijunliang.slyt@sinopec.com;wangm@upc.edu.cn
第一作者简介:李军亮（1975—），男，博士、高级工程师，油气地质综合研究。E-mail： lijunliang.slyt@sinopec.com。
基金项目:
国家自然科学基金项目(42473064);国家油气重大专项(2024ZD1405100)

Controlling effects of lamina assemblages on shale oil enrichment for lacustrine carbonate-rich shales： A case study of shales in the Paleogene Shahejie Formation， Jiyang Depression， Bohai Bay Basin

Junliang LI¹(), Min WANG²^,³(), Feng QIN¹, Yong WANG¹, Xiaoliang WEI¹, Wei MENG¹, Anchao SHEN²^,³, Zhaojing SONG²^,³, Changqi YU²^,³, Junqian LI²^,³, Jiaqi LIU²^,³

^1.Exploration and Development Research Institute，Shengli Oilfield Branch Company，SINOPEC，Dongying，Shandong 257029，China
^2.State Key Laboratory of Deep Oil and Gas，Qingdao，Shandong 266580，China
^3.School of Geosciences，China University of Petroleum （East China），Qingdao，Shandong 266580，China

Received:2024-11-26 Revised:2025-03-07 Online:2025-04-30 Published:2025-04-27
Contact: Min WANG E-mail:lijunliang.slyt@sinopec.com;wangm@upc.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

陆相页岩油勘探已取得突破，但页岩油富集高产的主控地质因素尚不清晰，制约着页岩油的高效开发。精细刻画不同纹层特征可揭示页岩油富集主控因素。本文以济阳坳陷古近系沙河街组富碳酸盐页岩为研究对象，通过薄片鉴定和场发射扫描电镜观察，剖析了典型纹层储集空间和含油性的特征，揭示了页岩纹层组合对页岩油富集的控制作用。研究发现，济阳坳陷沙河街组四段上亚段富碳酸盐页岩的纹层可划分为纤维状方解石纹层、泥晶方解石纹层、粉晶方解石纹层、富黏土矿物纹层和混合矿物纹层5种类型，主要发育“泥晶方解石纹层+富黏土矿物纹层+混合矿物纹层”和“纤维状方解石纹层+粉晶方解石纹层+富黏土矿物纹层+混合矿物纹层”2种纹层组合模式；富黏土矿物纹层和混合矿物纹层有机质含量高，是页岩油富集的物质基础；粉晶方解石纹层储集空间发育，是页岩油储集的优势纹层；富黏土矿物纹层与粉晶方解石纹层或泥晶方解石纹层叠置分布，可构成页岩油富集的最佳纹层配置，该类纹层组合的富碳酸盐页岩是页岩油勘探开发的重要目标。

关键词: 富碳酸盐页岩, 纹层组合, 富集因素, 页岩油, 沙河街组, 济阳坳陷, 渤海湾盆地

Abstract:

Breakthroughs have been achieved in the exploration of lacustrine shale oil. However， the dominant geological factors controlling the enrichment and high yield of shale oil remain unclear， restricting its efficient exploitation. The fine characterization of various laminae can reveal the major factors controlling shale oil enrichment. This study focuses on the carbonate-rich shales of the Paleogene Shahejie Formation in the Jiyang Depression. Using thin section observations and field emission scanning electron microscopy （FE-SEM）， we analyze the reservoir spaces and oil-bearing properties of typical laminae and reveal the controlling effects of the lamina assemblages of shales on oil enrichment. The results indicate that carbonate-rich shales in the upper sub-member of the 4th member of the Shahejie Formation （Es₄^U） within the Jiyang Depression contain five lamina types： fibrous calcite laminae， micritic calcite laminae， very fine crystalline calcite laminae， clay-mineral-rich laminae， and mixed laminae. Major lamina assemblages include the combination of micritic calcite laminae， clay-mineral-rich laminae， and mixed laminae， and the combination of fibrous calcite laminae， very fine crystalline calcite laminae， clay-mineral-rich laminae， and mixed laminae. The clay-mineral-rich and mixed laminae， among others， exhibit high organic matter content， serving as the material basis for shale oil enrichment. Meanwhile， the very fine crystalline calcite laminae， with well-developed reservoir spaces， act as preferential storage media for shale oil. Additionally， the superposition of clay-mineral-rich laminae with very fine crystalline or micritic calcite laminae forms the optimal lamina configuration for shale oil enrichment. Therefore， the carbonate-rich shales with the clay-mineral-rich laminae and very fine crystalline or micritic calcite laminae assemblage serve as an important target for shale oil exploration and exploitation.

Key words: carbonate-rich shale, lamina assemblage, enrichment factor, shale oil, Shahejie Formation, Jiyang Depression, Bohai Bay Basin

中图分类号:

TE122.2

李军亮,王民,秦峰,等. 陆相富碳酸盐页岩纹层组合对页岩油富集的控制作用——以渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组页岩为例[J]. 石油与天然气地质, 2025, 46(2): 392-406. doi: 10.11743/ogg20250205 Junliang LI,Min WANG,Feng QIN,et al. Controlling effects of lamina assemblages on shale oil enrichment for lacustrine carbonate-rich shales： A case study of shales in the Paleogene Shahejie Formation， Jiyang Depression， Bohai Bay Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2025, 46(2): 392-406. doi: 10.11743/ogg20250205

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陆相富碳酸盐页岩纹层组合对页岩油富集的控制作用——以渤海湾盆地济阳坳陷古近系沙河街组页岩为例

Controlling effects of lamina assemblages on shale oil enrichment for lacustrine carbonate-rich shales： A case study of shales in the Paleogene Shahejie Formation， Jiyang Depression， Bohai Bay Basin

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