湖相细粒沉积岩颗粒微观力学特征及类型划分——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段页岩为例

细粒沉积岩蕴藏着丰富的油气资源,为了研究细粒沉积岩颗粒微观结构及力学特征,以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组7段细粒沉积岩为例,开展了扫描电镜观察和纳米压痕实验分析,据此研究细粒沉积颗粒的几何特征和微观力学性质。研究认为:用粒径、扁平度、棱角性、硬度和弹性模量5个特征参数,可将细粒沉积岩划分为粒度+棱角型、扁平度+棱角型、扁平度+棱角+弹性模量+硬度型、弹性模量+硬度型、棱角+弹性模量+硬度型和粒度+棱角+弹性模量型6种主要颗粒类型;接着,根据颗粒类型的相对含量,进一步将颗粒类型划分为5种组合类型;最后,分析了细粒沉积颗粒类型与矿物类型之间的耦合关系。细粒沉积岩颗粒微观分类方案的建立,有助于理解细粒沉积岩微观结构特征,预测地质“甜点”空间分布,对细粒沉积岩的油气资源评价和效益开发具有重要的理论和科学意义。

沉积环境对细粒沉积岩微观结构的影响——以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例

细粒沉积岩微观结构特征是岩石的基本属性,影响细粒沉积岩的物理化学行为。以鄂尔多斯盆地延长组7段页岩为例,根据多尺度多视域扫描电镜拼接和图像识别技术,分析细粒沉积颗粒的几何形貌特征,探讨沉积环境对细粒沉积颗粒几何形状和排列结构特征的影响。结果表明:研究区半深湖—深湖相细粒沉积颗粒为细颗度(2~3μm)、扁平和棱角形,颗粒沿某一段连续区间呈定向分布,强度分布呈扁平的仿锥状,定向排列程度好;浅湖相细粒沉积颗粒为中细颗度(2~8μm)、扁平和棱角形,颗粒沿某一区间呈尖状分布,规律性不明显,定向排列程度中等;三角洲相细粒沉积颗粒为细粒度(8~12μm)、似圆形,颗粒分布杂乱无章,强度分布呈似圆形或椭圆形。颗粒周长棱角性指数和扁平度越好,越有利于定向排列结构的形成;颗粒各向异性率和粒度越大,越不利于定向排列结构的形成。该结果有助于了解细粒沉积岩的微观结构特征,建立岩石微观结构和宏观结构的联系。