泥岩微观组构对有机质赋存形式和孔隙发育的影响研究:以白垩系Eagle Ford页岩为例

以美国Texas州白垩系Eagle Ford页岩为研究对象,采用氩离子抛光场发射扫描电镜技术,并结合X射线能谱分析,对位于生油窗的原始岩心样品和位于生气窗的柱状模拟样品开展镜下有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征研究。结果表明,Eagle Ford页岩样品在镜下的不同微区可以划分出硅质黏土质条带、钙质有孔虫化石和富颗石藻透镜体3种典型组构类型,并且不同类型组构中有机质赋存形式和孔隙发育、演化特征存在显著差异。其中,硅质黏土质条带中富集大量无定形干酪根和少量结构型干酪根,无定形干酪根在生油窗由于结构内部滞留了大量吸附油基本不发育孔隙,到了生气窗伴随吸附油裂解开始形成丰富的纳米级海绵状孔隙,而结构型干酪根由于异常低的生烃潜力,基本不发育孔隙;有孔虫化石腔室内部赋存的有机质代表早期充注的运移沥青,在生油窗发育大量气泡状孔隙和丰富的纳米级海绵状孔隙,但在生气窗纳米级孔隙发生相互融合,则开始以发育微米级孔隙为主;富颗石藻透镜体中赋存的有机质可能代表相对后期充注的运移沥青,在生油窗发育丰富的纳米级海绵状孔隙,并未见气泡状孔,且在生气窗由于异常高的有机质转化率,原矿物粒间孔重新暴露,有机质几乎被消耗殆尽。该研究结果不仅证实了泥岩中有机质孔隙的发育、演化特征受有机质类型和成熟度的双重控制,同时也为从泥岩微观组构、有机质赋存形式和有机孔发育非均质性三者之间的内在联系反演地下富有机质泥岩的生—排—滞留烃过程并揭示高过成熟阶段有机质孔隙的发育载体和保存机理提供了重要研究思路。

泥质烃源岩密度分级分离与有机碳分配

选取东营凹陷第三系11块泥质烃源岩样品,粉碎后按小于1.6g/cm3,1.6～2.2g/cm3和大于2.2g/cm3的密度,分离成1,2,3三个组分,希望可以把烃源岩中游离的有机质、无机矿物与有机黏土复合体分别提取出来。对各组分进行质量、有机碳及扫描电镜分析,探讨不同密度组分中有机质赋存形式及有机碳分配方式的差异性。密度分组后各组分的质量、有机碳量回收率基本上达到100%,表明密度分离方法可信,且对烃源岩的破坏较弱。通过扫描电镜观察发现,1组分中存在大量的生物碎屑有机质,经盐酸处理后,有机质颗粒表面干净,而2,3组分中只见有大量的矿物颗粒,但能谱分析显示了C元素的存在。这些特征表明1组分为生物碎屑有机质,而2,3组分中有机质与无机矿物相混合。有机碳分析表明,1组分有机碳含量平均高达14.24%,但其仅占全岩有机碳量的1.11%;2,3组分中有机碳含量分别为3.26%,2.77%,两者占全岩有机碳量的90%以上。由此看来与无机矿物相结合是烃源岩中有机质较为重要的赋存方式,这部分有机质对全岩生烃量的贡献不容忽视。