鄂爾多斯盆地延長地區(qū)山西組頁巖儲層特征及影響因素

汶鋒剛，朱玉雙，任戰(zhàn)利，倪 軍，高鵬鵬

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，西安 710069；2.陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，西安 710075；3.西安石油大學(xué) 外國語學(xué)院，西安 710065)

鄂爾多斯盆地是典型的疊合盆地[1]，在盆地頁巖中發(fā)育多種類型的儲集空間，是頁巖氣賦存的場所[2-4]。儲集空間類型對烴類的影響較大，對地層流體的滲流能力具有重要的控制作用[5]。本文在鄂爾多斯盆地延長地區(qū)17口鉆井、測井、巖心等資料的基礎(chǔ)上，利用氬離子拋光片進(jìn)行SEM觀測[6]，從微觀尺度分析了山西組頁巖儲層中的儲集空間類型及其對應(yīng)孔徑發(fā)育情況；采用氦氣膨脹法、壓汞法、低壓氮?dú)馕?、二氧化碳吸附、核磁共振等定量化的測試手段[6-7]，利用全孔徑孔隙結(jié)構(gòu)定量表征方法[8]，對物性和孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試分析，確定了不同巖石類型的孔隙結(jié)構(gòu)特征；進(jìn)一步結(jié)合儲層的巖石礦物學(xué)特征和地化特征，從不同尺度討論了影響山西組儲層孔隙發(fā)育和保存的各種地質(zhì)因素。

1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯盆地位于華北板塊西緣，北靠陰山、大青山，南抵秦嶺，西鄰六盤山、賀蘭山，東接呂梁山、中條山，現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)總體上呈東翼寬緩、西翼狹窄。盆地邊緣斷裂褶皺發(fā)育，而盆地內(nèi)部構(gòu)造相對簡單，地層自東向西平緩傾伏，傾角小于1°。盆地可劃分為6個(gè)構(gòu)造單元，包括伊盟隆起、渭北隆起、西緣沖斷帶、天環(huán)坳陷、伊陜斜坡和晉西撓褶帶；地理位置橫跨陜、甘、寧、蒙、晉五省區(qū)。盆地內(nèi)煤炭、石油、天然氣等礦產(chǎn)資源豐富，近年來隨著石油、天然氣勘探的不斷深入，尤其是在天然氣勘探開發(fā)研究中取得重大突破，不僅在下古生界發(fā)現(xiàn)并探明了大型風(fēng)化殼型氣藏，而且在上古生界也發(fā)現(xiàn)了一批有工業(yè)價(jià)值的大中型氣藏，展現(xiàn)了天然氣勘探和開發(fā)的良好前景。研究區(qū)地處鄂爾多斯盆地東南部延長地區(qū)，位于延安地區(qū)東部(圖1)。

2 儲集空間類型及發(fā)育特征

山西組暗色泥頁巖在鄂爾多斯盆地分布廣泛，且厚度大[9-10]，主要形成于濕地沼澤和三角洲環(huán)境[11]。在研究區(qū)山西組暗色泥巖厚度一般為60～80 m；平面上，其主要發(fā)育在中東部，其次為西部，南部發(fā)育最差。本文選取研究區(qū)17口井的巖心樣品127塊，取心層位主要為山1、山2層，取心層井深2 100～3 500 m；利用掃描電鏡觀測技術(shù)，在明確孔隙類型和判識標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，從山西組頁巖層系中的不同巖石類型入手，對比分析頁巖儲層中的孔隙類型及發(fā)育特征，半定量評價(jià)不同類型孔隙的大小和發(fā)育程度，從微觀角度分析研究頁巖的孔隙結(jié)構(gòu)和物性特征。

2.1 巖性特征

通過野外剖面觀測及研究區(qū)山西組17口井的巖心觀測、測井結(jié)果表明，延長探區(qū)內(nèi)山西組泥頁巖層系中廣泛發(fā)育有黑色泥頁巖、灰色泥巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖以及灰色細(xì)砂巖。

2.2 儲集空間類型及劃分

目前，在頁巖儲層中應(yīng)用最為廣泛的是LOUCKS等[11]提出的孔隙類型三元分類方案，即粒(晶)間孔、粒(晶)內(nèi)孔和有機(jī)質(zhì)孔[12]。本文依據(jù)此方案和判別標(biāo)準(zhǔn)，將山西組頁巖儲層孔隙類型分為3大類和6小類(表1)，以此對山西組泥頁巖中孔隙類型進(jìn)行觀測和統(tǒng)計(jì)。

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造單元劃分及研究區(qū)位置Fig.1 Tectonic units of Ordos Basin and location of Yanchang exploration area

表1 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組孔隙類型劃分方案及其特征描述Table 1 Division and description of various pore types of Shanxi Formation, Yanchang area, Ordos Basin

2.3 孔隙類型和發(fā)育特征

巖石組構(gòu)中有三方面影響了頁巖的物性，包括礦物組成尤其是剛性顆粒的組成、支撐類型和剛性顆粒粒徑。一般而言，剛性顆粒含量高和粒徑大的頁巖普遍具有較好的物性。有機(jī)質(zhì)含量和有機(jī)質(zhì)類型(沉積有機(jī)質(zhì)或運(yùn)移有機(jī)質(zhì))等有機(jī)質(zhì)組分特征對于物性起到了關(guān)鍵性的影響。膠結(jié)物尤其是碳酸鹽含量是影響頁巖儲層物性的另一個(gè)重要因素。由于研究區(qū)碳酸鹽含量普遍較低，因此，以巖石組構(gòu)和有機(jī)質(zhì)組分為重要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了巖石劃分。通過巖石組構(gòu)將山西組頁巖劃分為粉砂質(zhì)頁巖(剛性顆粒的含量大于10%)和黏土質(zhì)頁巖(剛性顆粒的含量小于10%)。在此基礎(chǔ)上，按照有機(jī)質(zhì)類型和含量繼續(xù)進(jìn)行區(qū)分，將有機(jī)質(zhì)較為發(fā)育(TOC大于1%)定義為高TOC黏土質(zhì)頁巖，而將有機(jī)質(zhì)含量較低(TOC小于1%)的黏土質(zhì)頁巖定義為低TOC黏土質(zhì)頁巖。通過對研究區(qū)內(nèi)56塊樣品進(jìn)行巖石熱解實(shí)驗(yàn)，測得山西組泥頁巖TOC值，有機(jī)碳含量主要分布在0～2.5%之間，平均值為2.11%。有機(jī)碳呈現(xiàn)出明顯的雙峰分布特征，一峰主要分布于0～0.6%；另一峰主要分布在1.2%～2.2%。

2.3.1 高TOC黏土質(zhì)頁巖

(1)粒(晶)間孔。鏡下觀察結(jié)果表明，泥質(zhì)層中粒間孔主要為黏土礦物粒間孔，包括發(fā)育在黏土礦物與黏土礦物之間以及黏土礦物與碎屑顆粒之間的孔隙。黏土礦物碎屑顆粒之間的孔隙主要為狹縫孔，發(fā)育在面—面接觸的黏土礦物顆粒之間。泥質(zhì)層中還有部分黏土礦物呈點(diǎn)—面接觸并保存了三角形或絮凝狀孔隙，黏土礦物和石英、碳酸鹽、黃鐵礦等剛性碎屑顆粒之間的粒間孔主要發(fā)育2種形式的孔隙：其一是在較大剛性顆粒周緣的“壓力影”中；其二是剛性顆粒充填于黏土礦物中。泥質(zhì)層中還可見團(tuán)塊狀局部富集的石英、長石等剛性碎屑顆粒，這些碎屑顆粒之間有的保留了部分粒間孔，本類孔隙發(fā)育較少。石英等剛性碎屑顆粒邊緣易發(fā)育碳酸鹽礦物形成加大邊，這些加大邊經(jīng)溶蝕作用改造后可形成大量溶蝕孔隙，這種成因的孔隙孔徑一般較大，主要分布于11～178 nm之間。該類型的溶蝕孔在山西組高TOC黏土質(zhì)頁巖中大量發(fā)育，是主要的粒間孔隙類型之一。

(2)粒(晶)內(nèi)孔。泥質(zhì)層中粒內(nèi)孔發(fā)育在黏土礦物、云母、長石、石英、方解石等顆粒內(nèi)部，分布十分廣泛[13]。黏土礦物粒內(nèi)孔，鏡下能觀察到的主要是云母礦物層理縫形成的粒內(nèi)孔，這類孔隙呈狹縫狀，發(fā)育程度明顯地受到云母顆粒長軸與層理方向關(guān)系的控制，在長軸方向和層理垂直的情況下，受壓實(shí)作用的影響，更易發(fā)育孔徑較大的孔隙。石英粒內(nèi)孔的形狀普遍為近圓形。方解石粒內(nèi)孔形狀上更加多樣，甚至在SEM圖像上也能表現(xiàn)出彼此相連而呈蜂窩狀分布，這部分孔隙存在與方解石粒間孔形成蜂窩狀連通孔隙的可能性。草莓狀黃鐵礦內(nèi)部發(fā)育的孔隙為粒內(nèi)孔，孔隙呈多邊形集群式分布，大部分草莓狀黃鐵礦粒內(nèi)孔內(nèi)可見有機(jī)質(zhì)分布。化石骨架內(nèi)也發(fā)育有孔隙，呈現(xiàn)出原始腔體結(jié)構(gòu)，孔徑從幾十納米到幾百納米，大部分被瀝青充填。石英、方解石等剛性顆粒的粒內(nèi)孔主要為溶蝕成因。

(3)有機(jī)質(zhì)孔。有機(jī)質(zhì)內(nèi)部孔隙形態(tài)多為近圓形、橢圓形、三角形、多邊形和不規(guī)則長條狀，有機(jī)質(zhì)孔或孤立發(fā)育或集群發(fā)育，有時(shí)相互連接從而形成孔徑較大的有機(jī)質(zhì)孔。有機(jī)質(zhì)與無機(jī)礦物形成的孔隙分布于有機(jī)質(zhì)與無機(jī)礦物的分界面。此外，很多的有機(jī)質(zhì)并不發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔，尤其是在與細(xì)小的黏土礦物共存、沿層理面分布和賦存于水平裂縫中的有機(jī)質(zhì)。綜合來看，高TOC黏土質(zhì)頁巖的孔隙主要是黏土礦物的粒間孔、碳酸鹽膠結(jié)物的溶蝕粒間孔隙、云母礦物的粒內(nèi)孔和有機(jī)質(zhì)孔，這些孔隙都具有發(fā)育數(shù)量大、可形成大孔(>50 nm)的能力。

2.3.2 粉砂質(zhì)頁巖

(1)粒(晶)間孔。通過SEM鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，粉砂級顆粒之間存在大量的黏土礦物而不能夠形成直接接觸，這種現(xiàn)象在粒徑小于3.9 μm的礦物顆粒中更為普遍。因此，粉砂質(zhì)頁巖中的粒(晶)間孔主要是以黏土礦物相關(guān)的孔隙為主，剛性顆粒粒間孔不發(fā)育。黏土礦物相關(guān)孔隙存在3種主要的形式：一是由石英或碳酸鹽礦物等剛性顆?？梢灾蔚酿ね恋V物孔；二是黏土礦物形成的狹縫狀粒間孔；三是絮凝狀黏土礦物形成的粒間孔。

(2)粒(晶)內(nèi)孔。粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的粒內(nèi)孔主要包括云母類礦物粒內(nèi)孔、石英粒內(nèi)溶蝕孔、碳酸鹽礦物晶內(nèi)溶蝕孔和黃鐵礦等含鐵礦物晶內(nèi)溶蝕孔[14]。云母類礦物粒內(nèi)孔：粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)含有大量的黑、白云母，在鏡下粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的云母類礦物發(fā)育少量的平行于解理縫的孔隙，形態(tài)主要為狹縫狀。石英粒內(nèi)溶蝕孔：與高TOC黏土質(zhì)頁巖相比，粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的石英廣泛發(fā)育粒內(nèi)溶蝕孔，這些孔隙主要為橢圓和近圓狀，本類孔隙的孔徑明顯大于高TOC黏土質(zhì)頁巖中的石英粒內(nèi)孔。碳酸鹽礦物晶內(nèi)溶蝕孔：與石英粒內(nèi)溶蝕孔相似，本類孔隙的形狀也以圓狀和橢圓狀為主。黃鐵礦等含鐵礦物晶內(nèi)溶蝕孔：雖然粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的黃鐵礦等含鐵礦物含量較少，但發(fā)育的黃鐵礦等含鐵礦物普遍發(fā)育有晶內(nèi)溶蝕孔，這些溶蝕孔以圓狀為主。

(3)有機(jī)質(zhì)孔。粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的有機(jī)質(zhì)包括顆粒狀有機(jī)質(zhì)、充填于孔隙中的有機(jī)質(zhì)和充填于水平狀裂縫中的有機(jī)質(zhì)。經(jīng)過系統(tǒng)的觀測和統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，粉砂質(zhì)頁巖內(nèi)的大部分有機(jī)質(zhì)并不發(fā)育有機(jī)質(zhì)孔，僅在碎屑顆?？梢云鸬捷^好支撐作用的情況下，有機(jī)質(zhì)孔才能較少的發(fā)育。

2.3.3 低TOC黏土質(zhì)頁巖

低TOC黏土質(zhì)頁巖的孔隙類型主要與黏土礦物有關(guān)[15]，其主要的孔隙類型包括云母粒內(nèi)孔和黏土礦物的狹縫孔，少量的碎屑顆粒支撐的黏土礦物粒間孔和溶蝕孔隙。由于有機(jī)質(zhì)含量較少，故少量發(fā)育的有機(jī)質(zhì)也未發(fā)育孔隙。

2.4 孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙度

綜合采用He孔隙膨脹法對65塊山西組泥頁巖層系中的樣品進(jìn)行了孔隙度測試，在此基礎(chǔ)上，利用壓汞法、氮?dú)馕椒ê投趸嘉椒?、核磁共振法分別進(jìn)行了孔隙結(jié)構(gòu)測試和分析[16-21]。通過上述測試，重點(diǎn)對山西組頁巖層系中不同巖石類型中能夠被氣體占據(jù)的有效孔隙空間進(jìn)行了定量化研究。

2.4.1 孔隙度分布特征

通過(有效)孔隙度測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，所有65塊樣品的孔隙度平均為1.56%。其中，高TOC黏土質(zhì)頁巖的孔隙度平均值為1.07%；低TOC黏土質(zhì)頁巖孔隙度平均值為0.78%；粉砂質(zhì)頁巖的孔隙度平均值為2.03%，孔隙度分布具有粉砂質(zhì)頁巖>高TOC黏土質(zhì)頁巖>低TOC黏土質(zhì)頁巖的特征。

2.4.2 孔體積組成特征

由表2可知，在不同巖石類型間，不同孔徑級別孔隙的孔體積及其對應(yīng)發(fā)育比例具有較大的差異：高TOC黏土質(zhì)頁巖的微孔最為發(fā)育，低TOC黏土質(zhì)頁巖和粉砂質(zhì)頁巖的微孔依次減少；粉砂質(zhì)頁巖的中孔、大孔最為發(fā)育，低TOC黏土質(zhì)頁巖和高TOC黏土質(zhì)頁巖的中孔、大孔依次減少。

2.4.3 孔徑分布特征

為了定量評價(jià)研究區(qū)山西組頁巖儲層的孔隙結(jié)構(gòu)特征，針對上述3種主要巖石類型，利用壓汞—?dú)怏w吸附聯(lián)用法開展全孔徑孔隙結(jié)構(gòu)測試分析[22]，并結(jié)合核磁共振孔隙結(jié)構(gòu)測試結(jié)果，分析了不同巖石類型中主要孔徑分布發(fā)育特征。

表2 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組頁巖不同巖石類型孔體積含量和占總孔比例統(tǒng)計(jì)Table 2 Pore volume content and total hole proportion of various rock types of Shanxi Formation, Yanchang area, Ordos Basin

(1)高TOC黏土質(zhì)頁巖孔徑分布曲線呈單峰分布特征，最高峰值位于1 nm以下的微孔區(qū)間，隨孔徑增大，孔隙數(shù)量逐漸減少，最大孔徑一般小于10 nm，1～10 nm區(qū)間孔隙發(fā)育程度較低；100 nm以下中—大孔貢獻(xiàn)了主要的孔隙空間(圖2a,b)。

(2)低TOC黏土質(zhì)頁巖孔徑分布曲線呈多峰分布特征(圖2c)，分別在1 nm以下的微孔區(qū)間和10～1 000 nm中—大孔區(qū)間分布有峰值，但其微孔處峰值明顯低于高TOC黏土質(zhì)頁巖。低TOC黏土質(zhì)頁巖最大孔徑一般小于10 nm，1～10 nm區(qū)間孔隙發(fā)育程度整體較低；100 nm以下中—大孔貢獻(xiàn)了主要的孔隙空間，但與高TOC黏土質(zhì)頁巖相比，這部分孔隙孔徑整體相對偏向小孔徑方向。

(3)粉砂質(zhì)頁巖孔徑分布曲線呈多峰分布特征(圖3)，峰值分別在1 nm以下的微孔區(qū)間和10～1 000 nm中—大孔區(qū)間，其曲線形態(tài)與低TOC黏土質(zhì)頁巖類似，但峰值幅度明顯相對較高，并且在1～10 nm孔徑區(qū)間也常發(fā)育有峰值，其幅度明顯高于其他2種黏土質(zhì)頁巖在對應(yīng)孔徑區(qū)間的峰值幅度，說明粉砂質(zhì)頁巖中微米級大孔相對最為發(fā)育。粉砂質(zhì)頁巖中100 nm以下中—大孔貢獻(xiàn)了主要的孔隙空間。從整體上看，在3種巖石類型中，粉砂質(zhì)頁巖這部分孔隙的孔體積發(fā)育程度最高，能夠提供的孔隙空間最大。

3 頁巖孔隙發(fā)育的影響因素

山西組頁巖中不同巖石類型在總孔體積、不同級別孔徑占比上具有一定的差異性，不同巖石類型間的孔隙發(fā)育類型同樣具有較大的差異，表明不同巖石類型的影響因素可能會存在一定的差異性[23]。

3.1 中孔和大孔的影響因素

由表2可知，中孔和大孔所提供給的孔體積可以達(dá)到總孔體積的70%以上，因此，中孔和大孔的含量決定了孔隙度大小。

3.1.1 粉砂質(zhì)頁巖

在粉砂質(zhì)頁巖中，有機(jī)質(zhì)不僅包含干酪根等運(yùn)移有機(jī)質(zhì)，還包含有大量的運(yùn)移瀝青，并且后者占主導(dǎo)。干酪根生成的液態(tài)烴等經(jīng)過運(yùn)移后，在熱裂解、生物或氧化等作用下，液態(tài)烴會發(fā)生脫揮發(fā)分作用，從而轉(zhuǎn)化為運(yùn)移瀝青[24]。這些運(yùn)移瀝青可以占據(jù)大量的無機(jī)礦物形成的孔隙或裂縫，從而降低樣品的孔隙體積和孔隙度。研究區(qū)山西組粉砂質(zhì)頁巖中孔隙度和有機(jī)質(zhì)含量間存在明顯的負(fù)相關(guān)性(R2=0.59)(圖4a)?？梢姡凵百|(zhì)頁巖有機(jī)質(zhì)含量(更為準(zhǔn)確地說是瀝青含量)是決定其孔隙度和中、大孔發(fā)育的決定性因素。按照3個(gè)明顯的樣品TOC分布區(qū)間(0～0.2%，0.2%～0.5%，>0.6%)，進(jìn)一步分析了剛性顆粒粒徑對于孔隙度的影響(圖4b)，在3個(gè)TOC區(qū)間，剛性顆粒的粒徑都與孔隙度具有較好的相關(guān)性(R2分別為0.8，0.6，0.61)，表明在有機(jī)質(zhì)含量較為接近的情況下，顆粒粒徑是控制孔隙度的重要影響因素。

圖2 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組黏土質(zhì)頁巖孔徑分布曲線(壓汞—?dú)怏w吸附法聯(lián)用測全孔徑)Fig.2 Pore size distribution curves of argillaceous shale of Shanxi Formation, Yanchang area,Ordos Basin (using mercury injection-gas adsorption method to measure full pore size)

圖3 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組粉砂質(zhì)頁巖孔徑分布曲線(壓汞—?dú)怏w吸附法聯(lián)用測全孔徑)Fig.3 Distribution of pore size of silty shale of Shanxi Formation, Yanchang area,Ordos Basin (using mercury injection-gas adsorption method to measure full pore size)

3.1.2 低TOC黏土質(zhì)頁巖

利用主成分分析方法，對32塊數(shù)據(jù)較為齊全的低TOC黏土質(zhì)頁巖的孔隙度、礦物含量、有機(jī)質(zhì)含量、剛性顆粒粒徑/含量等參數(shù)進(jìn)行了分析，獲得了能夠反映數(shù)據(jù)分布和關(guān)系的主成分；在計(jì)算了不同數(shù)據(jù)在主成分1，2，3上的載荷后，繪制了各個(gè)參數(shù)在3個(gè)主成份上的載荷分布圖(圖5)。

由圖5可知，主成分1和2的地質(zhì)意義不明顯，主成分3具有反映孔隙度變化的能力。在主成分3中，孔隙度和石英長石含量具有最高的載荷值，載荷值分別為0.998和0.925，其他因素在主成分3上的載荷值普遍小于0.3(圖5b)，顯示出在低TOC頁巖中，石英長石含量是影響孔隙度的最主要的因素。

低TOC黏土質(zhì)頁巖中主要的孔隙類型是石英、長石等顆粒支撐形成的黏土礦物相關(guān)孔及石英表面的溶蝕孔，在沒有石英顆粒支撐的情況下，黏土礦物往往會緊密壓實(shí)無法形成孔隙。隨著石英、長石含量的增加，孔隙度呈線性增加的特征(R2= 0.56)(圖6a)?？梢?，石英、長石等剛性顆粒的含量是低TOC黏土質(zhì)頁巖物性至關(guān)重要的影響因素。

3.1.3 高TOC黏土質(zhì)頁巖

研究了32塊數(shù)據(jù)較為齊全的高TOC黏土質(zhì)頁巖的有機(jī)質(zhì)含量、黏土礦物含量、剛性顆粒粒徑等參數(shù)對孔隙度的影響(圖6b-d)。由圖6可知，有機(jī)質(zhì)含量對于高TOC黏土質(zhì)頁巖孔隙度具有正向的影響，而剛性顆粒粒徑和黏土礦物含量則表現(xiàn)出明顯的負(fù)向影響，且有機(jī)質(zhì)含量是影響孔隙度的最主要因素。

3.2 微孔的影響因素

泥頁巖微孔(孔徑小于2 nm)的發(fā)育主要受有機(jī)質(zhì)和黏土礦物的影響。通過有機(jī)質(zhì)和微孔的相關(guān)關(guān)系圖(圖7)可以看出，山西組泥頁巖的微孔與有機(jī)質(zhì)含量具有明顯的正相關(guān)性(R2= 0.76)，說明微孔隙的主要影響因素為有機(jī)質(zhì)含量。圖7中TOC和微孔孔體積的關(guān)系連線在w(TOC)=0處，具有0.068 5×10-2cm3/g的微孔孔體積，說明存在一定數(shù)量的黏土礦物形成的微孔。

圖4 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組粉砂質(zhì)頁巖中有機(jī)質(zhì)含量、顆粒粒徑與孔隙度的關(guān)系Fig.4 Relationships among organic matter content, particle size and porosity in silty shale of Shanxi Formation, Yanchang area, Ordos Basin

圖5 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組粉砂質(zhì)頁巖中不同地質(zhì)參數(shù)在PCA雙標(biāo)圖中的分布Fig.5 Distribution of different geological parameters of silty shale in PCA double plot of Shanxi Formation, Yanchang area, Ordos Basin

圖6 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組黏土質(zhì)頁巖孔隙度的影響因素Fig.6 Influencing factors for porosity of argillaceous shale of Shanxi Formation, Yanchang area, Ordos Basin

圖7 鄂爾多斯盆地研究區(qū)山西組有機(jī)質(zhì)含量同微孔孔體積的相關(guān)關(guān)系Fig.7 Correlation between organic matter content and micro distributed volume of Shanxi Formation,Yanchang area, Ordos Basin

4 結(jié)論

(1)山西組泥頁巖層系中不同類型巖石的孔隙類型、孔徑和孔隙度等均存在差異，同一類型巖石中不同類型孔隙的孔徑及發(fā)育特征也有所不同。無機(jī)粒間孔和粒內(nèi)孔在各類巖石中均有發(fā)育，但孔徑大小和發(fā)育程度有所不同；有機(jī)孔主要發(fā)育于高TOC黏土質(zhì)頁巖中。高TOC黏土質(zhì)頁巖的中孔和微孔最為發(fā)育，平均孔隙度為1.07%；粉砂質(zhì)頁巖的大孔最為發(fā)育，微孔最不發(fā)育，平均孔隙度為2.03%；低TOC黏土質(zhì)頁巖的中孔最不發(fā)育。

(2)粉砂質(zhì)頁巖有機(jī)質(zhì)含量(瀝青含量)是決定其孔隙度和中、大孔發(fā)育的決定性因素；在有機(jī)質(zhì)含量較為接近的情況下，顆粒粒徑是控制孔隙度的重要影響因素。在低TOC頁巖中，石英、長石含量是影響孔隙度的最主要的因素，呈正相關(guān)性。有機(jī)質(zhì)含量對于高TOC黏土質(zhì)頁巖孔隙度具有正向的影響，而剛性顆粒粒徑和黏土礦物含量則表現(xiàn)出明顯的負(fù)向影響，且有機(jī)質(zhì)含量是影響孔隙度的最主要因素。山西組泥頁巖的微孔與有機(jī)質(zhì)含量具有明顯的正相關(guān)性，同時(shí)存在一定數(shù)量的黏土礦物形成的微孔。