页岩油微观赋存特征及其主控因素——以鄂尔多斯盆地延安地区延长组7段3亚段陆相页岩为例

作者：党伟; 张金川; 聂海宽^*; 王凤琴; 唐玄; 蒋恕; 魏晓亮; 刘秋波; 李沛; 李菲; 孙江涛

来源：石油学报, 2022, 43(04): 507-523.

• 页岩油
• 赋存特征
• 主控因素
• 轻烃吸附
• 鄂尔多斯盆地

以鄂尔多斯盆地延安地区延长组7段3亚段陆相页岩为研究对象，综合利用轻烃(C_6H_(14)和C_7H_(16))吸附、N_2和CO_2吸附、岩石热解、有机地球化学、X射线衍射(XRD)等实验手段以及Dent吸附热力学模型与Horvarth-Kawazoe(HK)、Barrett-Joyner-Halenda(BJH)孔隙结构理论解释模型，系统开展了页岩油的微观赋存特征及其主控因素研究，建立了页岩油吸附能力预测的数学模型和赋存状态演化模型。研究结果表明：基于液态烃蒸气等温吸附实验和孔隙结构理论解释模型，可揭示一定范围孔隙中(孔径小于125 nm)页岩油的微观赋存特征。页岩中的吸附油是具有一定厚度的吸附油膜，其平均厚度随孔径增加呈Langmuir型吸附曲线增长。页岩油主要赋存于孔径小于25 nm的介孔中。当孔径小于3 nm时，孔隙内以赋存吸附油为主；当孔径大于3 nm时，孔隙内主要为游离油。页岩中的游离油量与孔缝空间、含油饱和度呈正相关关系。吸附油量与脆性矿物含量、宏孔结构参数无相关性，与总有机碳(TOC)含量、黏土矿物含量、微孔和介孔的比表面积与孔体积、轻烃类型以及压力呈正相关关系，与埋深和成熟度呈先增加后降低的变化关系，且有机质是页岩中吸附油的主控因素。镜质体反射率为0.75%是页岩油赋存状态和可动性转变的成熟度界限，而镜质体反射率为0.85%～0.90%则是页岩“含油性高、可动性好”的最佳成熟度窗口下限。在延安地区，1 000～1 200 m以深是延长组7段3亚段陆相页岩油勘探开发的有利层段。

• 单位
  西安石油大学; 中国石油化工股份有限公司; 构造与油气资源教育部重点实验室; 中国地质大学（北京）; 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院