曙 150 井沙四段页岩储层特征及沉积环境分析

1.引言

辽河坳陷西部凹陷沙四段是我国页岩油勘探的重点层系，但储层非均质性强，矿物组成复杂.本文通过岩心描述、XRD 矿物定量分析及纹层统计，揭示岩相-矿物-沉积环境的耦合关系，为甜点预测提供地质依据。研究填补了该区纹层页岩沉积动力学研究的空白，为页岩油甜点预测提供支撑。

2.数据与方法

2.1 数据来源

研究数据来自曙 150 井 16 次钻井取心（3479.50–3713.50m），共获取 204 组岩心样品数据，包括：岩相类型：纹层状长英质页岩（占比 52% ）、混合质页岩（38%）、层状泥岩（ （10% ）；矿物组成：X 射线衍射定量分析（石英、长石、黏土、碳酸盐等）；纹层密度：单位厚度内纹层数量（纹层/米）。

2.2 分析方法

岩相划分：根据岩性定名与纹层特征，划分 5 类岩相，矿物三角图：采用长英质-黏土-碳酸盐三端元图解。

3.结果与讨论

3.1 总体情况

-深度分布：3479.7–3713.5m，单层厚度 0.25-21m ；

-矿物组成：石英（40–55%）、黏土（20–35%），碳酸盐含量低（ （<15%） ）；

-纹层密度：2000–8000 纹层/米，反映季节性沉积韵律。

混合质页岩：纹层状混合质页岩（井深3525.9，单片显微照相、荧光显微照相）

特征：黏土（ 20-40% ）与碳酸盐（ 15-30% ）混合，常见黄铁矿（1–3%），油气显示：褐色富含油层段（如 3525.9m ）孔隙度达 6.8% 。

3.2 矿物组成与分异

石英：含量 36–55%，与长英质碎屑输入正相关；

碳酸盐矿物：方解石（3–15%）与白云石（2–10%）交替出现，指示湖盆化学沉积波动；黏土矿物：伊利石为主，高含量（ >30% ）层段对应低纹层密度（ <1000 纹层/米）。

3.3 沉积环境演化

深湖相（3479–3550m）：以纹层状页岩为主，纹层密集（ >3000 纹层/米），见菱铁矿（2–3%），反映还原环境；TOC 1.4%（最高2.1%），藻类勃发形成硅质纹层。

半深湖相（3550–3650m）：混合质页岩增多，出现粉砂岩夹层（如3552.35m），指示水体变浅；蒙脱石/伊利石比值突增（0.8）。

浅湖—三角洲前缘（ >3650m ）：含砂泥岩与白云岩互层（如3661.8m ），方解石脉发育（脉宽 1-3mm），反映构造活动增强。

4.油气地质意义

4.1 纹层-裂缝耦合关系：

纹层密度 >3000 纹层/米层段，裂缝密度达 3.2 条/米，纹层界面处微裂缝开度 0.5AA-2μm （CT 扫描数据）

4.2 矿物组成控储效应：

石英含量 >45% 层段渗透率提高2-3个数量级，碳酸盐含量 15-25% 时压裂后导流能力最佳

4.3 有机质-矿物协同：

TOC>1.5% 层段吸附气占比达 35% ，黏土含量 <30% 时游离气比例提高至 65%。

4.4.甜点识别标志：

三高特征：高纹层密度（ >4000 层 /m ）、高石英（ （>45%） ）、高 TOC（ （>1.5%） ），两低约束：低黏土（ <30%） ）、低碳酸盐（ <25% ）

4.5 工程参数优化：

3525-3535m 层段 建议采 用小簇 间距（ 15-20m ）压裂，3617-3634m 层段适合大规模体积压裂

5.结论

（1）曙 150 井沙四段以长英质与混合质页岩为主，矿物组成具显著垂向分异；纹层韵律周期分析显示：硅质纹层（夏季藻类勃发），黏土纹层（冬季陆源输入），估算古沉积速率 0.15mm/yr

（2）纹层密度变化揭示古湖盆生产力与物源输入周期性变化；

（3）深湖相纹层状页岩为页岩油有利储集相带。

参考文献：

[1]"岩相划分参考 SY/T5162-2014《沉积岩鉴定规范》（国家能源局，2014）"纹层形成机制：

[2]"高频纹层可能反映米兰科维奇旋回控制（Lietal.，2022），季节性纹层对比如 Gaoetal.（2021）在渤海湾盆地研究结果"