《北部湾盆地涠西南凹陷页岩油形成条件及富集规律》重点介绍涠西南凹陷页岩油形成条件和富集规律研究所取得的四方面成果：提出“三端元、四大类、十二亚类”页岩岩相划分方案，筛选出不同类型页岩中的优质岩相；建立页岩油储层微观孔喉全尺度表征技术，明确流沙港组页岩储层评价关键参数，优选出储集甜点段和甜点区；构建海上页岩油资源量分级评价标准，对涠西南页岩油进行资源量分级分类评价；发展出海上页岩油超甜点（体）概念，建立起具中国海域特色的页岩油富集超甜点（体）综合评价体系。

目录
前言
绪论 1
**节 科学意义与应用价值 1
第二节 页岩油储集特征与富集规律研究现状 2
第三节 海域涠西南凹陷页岩油勘探前景 14
**章 涠西南凹陷页岩油发育地质背景及分布特征 16
**节 涠西南凹陷区域地质概况 16
第二节 涠西南凹陷页岩油地质特征 20
第三节 涠西南凹陷页岩层系高精度等时地层格架 28
第四节 涠西南凹陷页岩岩相类型与特征 40
第五节 涠西南凹陷页岩岩相分布规律 51
第六节 涠西南凹陷页岩岩相发育控制因素 64
第二章 涠西南凹陷页岩油源岩条件分析 74
**节 页岩油源岩有机质非均质性特征 74
第二节 页岩油源岩有机质非均质性控制因素 83
第三节 页岩油源岩生排烃演化特征 104
第四节 页岩油源岩成烃机制及其优势性 112
第三章 涠西南页岩油储集空间微观表征及评价 120
**节 页岩油储集空间表征技术研究现状 120
第二节 涠西南页岩油储层孔缝空间多尺度发育特征 123
第三节 涠西南页岩油储层成岩-成储机制 137
第四节 涠西南凹陷页岩油储层甜点预测 144
第四章 涠西南凹陷页岩油资源分级评价 151
**节 页岩油资源潜力评价关键参数恢复 151
第二节 页岩油资源潜力评价关键参数空间分布 163
第三节 页岩油资源潜力分级标准及其特异性 169
第四节 页岩油资源潜力分级评价 178
第五章 涠西南凹陷页岩储层含油性与可动性 183
**节 页岩油赋存与可动性研究现状 183
第二节 涠西南凹陷页岩油赋存状态 186
第三节 涠西南凹陷页岩含油性定量表征 192
第四节 页岩油赋存地质控制因素 203
第五节 页岩油可动性定量评价 206
第六节 页岩油可动条件与可动下限 213
第六章 页岩油富集条件与超甜点预测 219
**节 页岩油富集控制因素 219
第二节 页岩油储层地层压力 227
第三节 页岩油储层可压性评价 240
第四节 页岩油超甜点评价体系 244
第五节 页岩油有利区预测与优选 253
参考文献 262

绪论
　　**节　科学意义与应用价值
　　随着全球对能源需求的不断增长，页岩油作为一种非常规油气资源，其储量十分可观，全球页岩油地质资源总量约4090×108t，其中技术可采资源总量约2512×108t（US Energy Information Administration，2024）。在全球能源需求不断增长的背景下，页岩油的开发为满足能源需求提供了新的途径。以美国为代表的页岩油勘探开发呈现良好的发展态势，美国页岩油技术可采资源量为153.75×108t，探明率达24.2%（白国平等，2020）。2022年美国页岩油产量达3.91×108t，平均日产超1.22×109t，占美国原油年总产量的65.6%，2023年虽略有下降，但也达3.82×108t（Mcmahon et al.，2024）。美国页岩油资源分布极不均衡，高度富集于二叠纪盆地，其次是海湾盆地和威利斯顿盆地页岩油革命使美国在能源领域的地位得到了极大提升，减少了对石油进口的依赖。相较美国，中国陆相页岩油同样具有巨大的资源潜力。根据“十三五”资源评价，中国陆上页岩油地质资源量为283×108t。截至2024年，我国陆上页岩油已上报探明储量16.9×108t，累计三级储量超过60×108t。中国石油天然气集团有限公司页岩油地质资源量约201×108t，主要分布于鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地（地质资源量共计172×108t），页岩油年产量自2010年的2.5×108t增至2023年的391.6×108t，呈现出良好的勘探前景。我国陆相页岩油资源潜力巨大，突破勘探地质理论和开采技术后，页岩油将在相当长的一段时期内成为国内油气增储上产的重要领域（赵文智等，2020）。近年来，页岩油的勘探相继在准噶尔盆地二叠系芦草沟组、鄂尔多斯盆地三叠系延长组、四川盆地下侏罗统凉高山组、松辽盆地白垩系青山口组、渤海湾盆地古近系孔店组、沙河街组以及苏北盆地溱潼凹陷古近系阜宁组页岩获得工业突破。我国已成为全球第4个实现页岩油突破的国家（黎茂稳等，2020；赵贤正等，2020；马永生等，2022），经过石油行业及相关科研院所的持续攻关，目前中国页岩油开发利用已实现了"点"和"线"的突破，正在向"面"的突破努力。一旦实现规模效益开发，中国页岩油革命将改变中国能源格局，为国家的经济发展提供稳定的能源保障。
　　美国页岩油富集的层系以海相沉积为主，具有有机质丰度普遍高、有机质类型好、油气同产、气油比（gas oil ratio，GOR）高、压力系数较高、地层能量充足、孔隙结构好、含油性好、可动烃含量高、易流动、脆性高、易压裂等特征。与美国页岩油相比，中国陆相页岩油具有有机碳含量分布范围广、气油比相对较低、含蜡较高、压力系数相对较低、地层能量较弱等特征，关键地质参数分布区间广，地质条件整体略差。我国的页岩油主要形成于陆相沉积环境，与海相沉积环境相比，陆相沉积环境的变化较大，沉积相类型多样，这给页岩油的勘探开发带来了一定的难度（贾承造，2024）。我国的页岩油主要分布在湖相、三角洲相和河流相等沉积相带，储层岩性主要为泥页岩、粉砂质泥岩和碳酸盐岩等。其中，泥页岩是*主要的储层岩性，其孔隙度和渗透率较低，但含有丰富的有机质，是页岩油的主要赋存场所，其矿物组成、岩石结构和非均质性比海相页岩更加复杂、黏土矿物含量更高，其储集空间的类型、大小直接影响着页岩油的赋存形式和流动性。已有的研究表明，陆相页岩的储集空间类型、孔隙结构特征、微孔-中孔-大孔占比与海相页岩均明显不同（刘惠民等，2019；孙龙德等，2021；赵贤正等，2023）。粉砂质泥岩和碳酸盐岩等岩性的储层物性相对较好，但有机质含量较低。中国陆相页岩油类型多样。根据页岩油甜点岩相特征和源-储关系，可分为夹层型、混积型和页岩型三大类，不同类型页岩油源-储特征差异显著。其中，夹层型页岩油（如鄂尔多斯盆地延长组7段1+2亚段）为富有机质页岩层系内一定厚度的致密砂岩等致密储层，致密储层物性相对有利，含油性相对较好，存在从源岩到夹层致密储层的近距离运移；混积型页岩油（如准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组、渤海湾盆地沧东凹陷孔二段、济阳拗陷沙河街组和苏北阜宁组二段）则指富有机质页岩内碳酸盐岩与碎屑岩混积形成的储集体，源、储多频繁互层，单层厚度较薄，岩石脆性好；页岩型页岩油（如松辽盆地青山口组古龙页岩油、鄂尔多斯盆地延长组长7段3亚段）原位滞留在自身生烃的页岩储层，既生烃又储烃。近年来，中国陆相页岩油在淡、咸水湖盆生排烃差异化认识，湖盆细粒沉积与储层多样性，页岩油差异化富集因素，页岩油甜点差异化评价标准等方面取得了长足的进步。实践证实，地质认识的突破和勘探开发技术的不断创新，引领了中国页岩油的规模增产。
　　第二节　页岩油储集特征与富集规律研究现状
　　我国随着社会经济的快速发展，对能源的需求越来越大，在能源保障方面遇到较大挑战。近十年来，以页岩油气为主的非常规能源的成功开发逐渐成为弥补油气资源短缺的重要一环。截至2024年，我国已经成立三个***页岩油示范区：新疆油田吉木萨尔页岩油示范区、大庆油田古龙陆相页岩油***示范区、胜利济阳页岩油***示范区。尽管中国页岩油气的地质特征与美国广泛发育的海相页岩油气有着显著的差别，但从资源基础、工程技术和产量预期来看，我国页岩油具有广阔的开发前景与美好未来，具备页岩油革命取得成功的基本条件（邹才能等，2022；贾承造等，2023；金之钧等，2023；郭旭升等，2024；李军亮等，2024；刘惠民等，2024）。近年来，国内外学者在海相、海陆过渡相、陆相页岩的地质特征、储层结构、油气富集规律、原油赋存状态和动用机制以及地质-工程一体化等方面开展了大量研究工作并取得了重要进展，形成了页岩油的基础理论、地质评价方法、甜点预测和体积压裂开发技术，推动了石油地质理论持续深化，引领页岩油气高质量发展。
　　一、页岩岩相及储集空间
　　（一）页岩岩相分类与表征
　　页岩岩相分类与表征是页岩油气勘探开发地质评价的基础。岩相是指在一定沉积环境中形成的岩石类型及其组合，既包含了岩石类型、颜色、结构和构造等宏观信息，也包含了无机矿物与有机组成等微观信息。由于沉积背景、构造演化、物质来源等方面的不同，不同岩相页岩在沉积构造、矿物组成及含量、有机质类型、储集空间、含油含气性等方面具有巨大差异（Curtis et al.，2012；Dong et al.，2015；Chen et al.，2015；Ma et al.，2017）。因此，针对页岩开展岩相类型识别和不同岩相的特征描述研究，分析不同类型岩相的沉积过程及成因演化，开展有利于岩相发育的预测，是进行页岩储层表征、含油气性分析、页岩油气富集规律研究的基础。
　　泥页岩岩相研究工作*早开始于1995年，英布里（Imbrie）根据岩石元素地球化学指标*次对泥页岩等细粒岩进行了岩相分类。迄今为止，大量地质学家对泥页岩岩相进行研究，并总结了其岩相类型及特征，由于研究资料掌握程度和泥页岩岩相表征方法的差异，当前国内外在岩相划分方面所采用的划分指标和划分方法千差万别，并没有形成统一的标准（Hickey et al.，2007；董春梅等，2015；Han et al.，2016）。
　　对于细粒沉积，国外研究多集中在海相、海陆过渡相沉积环境。如Loucks和Ruppel（2007）研究发现巴尼特（Barnett）页岩岩相类型复杂，但以细粒沉积（黏土-粉砂粒径）为主，依据各种特征指标划分出了三种岩相类型：纹层状硅质泥岩、纹层状含黏土灰质泥岩（泥灰岩）和骨架含黏土灰质泥粒灰岩。Trabucho-Alexandre等（2012）基于结构、沉积构造、矿物组成在荷兰中央地堑侏罗纪早期识别出了8种岩相：生物扰动粉砂质泥岩、粉砂质泥岩、薄层生物扰动泥岩、薄层粉砂质泥岩、薄层生物扰动粉砂质泥岩、薄层泥岩、波状纹层泥岩、薄层波状纹层泥岩。Abouelresh和Slatt（2011）研究沃斯堡（Fort Worth）盆地Barnett页岩时，在页岩中发现了大量沉积构造，包括平行纹层、相交纹层、冲刷面、碎屑或生物颗粒组合、正粒序或反粒序，并根据这些沉积构造提出了6种页岩岩相。
　　国内的页岩发育环境除了海相、海陆过渡相之外，陆相页岩也占据了很大比重，受物源、水体等因素影响，岩相比国外更为复杂（表0.1）。对于以江汉盆地为代表的咸水湖盆而言，其含盐量很高，容易沉积膏盐，所以在传统沉积岩三端元—长英质矿物（石英+长石类）、碳酸盐矿物（方解石+白云石）、黏土矿物的基础上，引入膏盐（石盐+硬石膏+钙芒硝）含量作为岩性划分单元，如俞映月等（2024）将其划分为富碳细纹层状白云岩、富碳粗纹层状白云岩、含碳块状白云岩、富碳细纹层状混合质页岩、贫碳块状膏盐岩等多种岩相类型。对于以济阳拗陷为代表的微咸水-半咸水湖盆，可以依据泥页岩矿物成分、沉积构造、有机质含量进行岩相划分，如宁方兴等（2017）则将济阳拗陷沙河街组泥页岩划分出富有机质纹层状泥质灰岩相、富有机质纹层状灰质泥岩相、富有机质层状泥质灰岩相、富有机质层状灰质泥岩相、含有机质块状灰质泥岩相等10余种岩相。对于拗陷淡水湖盆，其岩相发育受陆源物质影响较大，因此长英质矿物含量变化在岩相划分中至关重要。柳波等（2018）将松辽盆地古龙凹陷青一段划分成高有机质页理黏土质泥岩、高有机质块状长英质泥岩、中有机质块状长英质泥岩等7种岩相。对于吉木萨尔凹陷芦草沟组致密细粒沉积岩，由于其成分中夹杂着大量的火山凝灰质产物，因此在岩相划分过程中要充分考虑到火山活动的影响，如张少敏等（2018）划分出了块状凝灰质粉砂岩、块状凝灰质云岩、条带状含凝灰云岩相、纹层状粉砂质/泥质沉凝灰岩相、纹层状云质泥岩相等26种岩相类型。鄂尔多斯盆地长7段3亚段泥页岩也面临着同样的问题。对于处于复杂构造带的溱潼凹陷来说，由于垂向上的岩石沉积构造形态发育复杂，研究区页岩岩相非均质性较强，单一岩相并不能控制和反映含油性特征及可动性规律，所以考虑从岩相组合的角度展开研究，如李思佳等（2024）建立了以沉积结构-矿物组成-亚相内部岩相的垂向叠置关系特征相结合的岩相组合划分方案，综合矿物成分、沉积结构构造以及岩相间组合关系等多个方面，将其划分成8种岩相类型。总体来说，由于不同陆相湖盆之间在地层、沉积、水体、演化等方面存在明显的差异性，因此岩相的划分没有统一的标准，需要根据湖盆不同特征建立适合湖盆特性的页岩岩相划分方案，这无疑也增加了泥页岩岩相研究的复杂性。
　　（二）页岩储层孔隙结构表征的技术和方法
　　不同于常规油气储层，页岩储层具有低孔、低渗、非均质性强等特点，孔隙多为微纳米级（Curtis，2002；Loucks et al.，2009；Curtis et al.，2012）。作为页岩甜点层段评价和优选的重要参数，页岩储层的孔隙结构一直是国内外众多学者研究的热门方向。页岩孔隙类型按直径大小可划分为微孔（＜2nm）、中孔（2～50nm）和宏孔（＞50nm）。按照孔隙与宿主矿物之间的接触关系，可将页岩中的孔隙类型划分为有机孔、粒间孔、粒内孔和微裂缝等（Loucks et al.，2012）。按照成因，可分为原生孔隙和次生孔隙。原生孔隙主要为沉积阶段所保留的原始粒间孔以及原生有机质孔，而次生孔隙主要由有机质生烃、黏土矿物转化和不稳定矿物溶蚀所形成（王玉满等，2012；王秀平等，2015；Milliken et al.，2013；Pommer and Milliken，2015；刘惠民等，2019；姜在兴等，2023）。
　　页岩储层孔隙结构表征方法可分为定性和定量表征方法。定性表征方法主要为显微镜和高分辨率电子显微镜观察法，主要包括场发射扫描电子显微镜、聚焦离子束扫描电子显微镜、透射扫描电子显微镜、偏振光显微镜、微米-纳米级计算机断层扫描（CT）和原子力显微镜来观测页岩的孔隙结构。这些方法均能对页岩的微米和纳米级孔隙的形态和分布进行直观的观察，并