页岩中纳米级有机黏土复合孔缝的发现及其科学意义——以松辽盆地白垩系青山口组页岩为例

以松辽盆地白垩系青山口组页岩TOC、R_o和X射线扫描等分析为基础,利用氩离子抛光-场发射扫描电镜分析,结合能谱、聚焦离子束三维重构等技术,首次发现一种新的孔隙类型——纳米级有机黏土复合孔缝。孔隙特征及演化研究结果表明:(1)有机黏土复合孔缝多呈海绵状、缝网状集合体存在于页岩基质中,单个孔隙呈方形、长方形、菱形、板状,直径一般小于200 nm,不同于国内外页岩中已发现的呈圆形或椭圆形的有机质孔;(2)随页岩成熟度增加,有机黏土复合物的C、Si、Al、O、Mg、Fe等元素发生规律性变化,反映有机质生烃体积收缩、黏土矿物转化共同影响纳米级有机黏土复合孔缝的形成;(3)青山口组页岩高成熟阶段,纳米级有机黏土复合孔缝是主要储集空间,最高占总孔隙的70%以上,三维空间内孔隙连通性明显优于有机质孔,反映高演化阶段这类孔隙是泥纹型页岩的主力孔缝类型,也是陆相页岩油核心区主要油气储集空间。纳米级有机黏土复合孔缝的发现,改变了陆相页岩无机质孔隙是油气主要储集空间的传统认识,对于泥纹型页岩油的形成机理、富集规律研究具有重要的科学意义。