東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖成巖演化及其對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

侯中帥，陳世悅

（中國石油大學(xué)（華東）地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東青島266580）

泥頁巖油氣是非常規(guī)油氣的重要組成部分，也是未來能源接替領(lǐng)域。東營凹陷泥頁巖具有厚度大、分布廣、有機(jī)質(zhì)含量高等特點(diǎn)［1］，且已有110多口探井在泥頁巖中見油氣顯示［2］，其中河54、永54井累積產(chǎn)量均達(dá)到萬噸以上［3］，表明東營凹陷泥頁巖油氣勘探具有巨大的潛力。前人關(guān)于東營凹陷泥頁巖的研究主要集中在巖相劃分［4］、沉積環(huán)境［5］、紋層特征［6］、地球化學(xué)特征［7］、非均質(zhì)性［8］和可動(dòng)用性［9］等方面，而對(duì)于泥頁巖成巖作用的研究則較少。隨著泥頁巖油氣勘探的不斷推進(jìn)，需對(duì)泥頁巖的成巖作用特征進(jìn)行研究，明確其主要成巖作用類型、成巖演化特征及對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響。為此，筆者根據(jù)東營凹陷重點(diǎn)泥頁巖取心井樊頁1、利頁1、牛頁1和樊119等的巖心資料，采用巖石薄片觀察、X射線衍射分析、掃描電鏡觀察、能譜分析和元素分析等方法對(duì)東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖的成巖作用進(jìn)行研究，以期為研究區(qū)泥頁巖油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東營凹陷位于濟(jì)陽坳陷南部，面積約為5 850 km2，屬于渤海灣盆地三級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元。其北靠陳家莊凸起和濱縣凸起，東北接青坨子凸起，南為魯西隆起和廣饒凸起，西為青城凸起，為在古、中生界基巖古地形背景上經(jīng)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)育形成的、四周被凸起環(huán)繞的晚白堊世—新近紀(jì)斷-拗復(fù)合盆地［10］。受北部邊界陳南斷裂控制，東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段發(fā)育一套富有機(jī)質(zhì)泥頁巖，巖性以碳酸鹽巖、黏土巖和細(xì)?；旌铣练e巖為主（圖1）。

圖1 東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段巖性類型Fig.1 Lithologic type of Upper Es4to Lower Es3Members in Dongying Sag

2 成巖作用類型

2.1 黃鐵礦形成

黃鐵礦為泥頁巖中的常見礦物，其成因具有多樣性，但均形成于同生階段，為缺氧環(huán)境下的產(chǎn)物［11］。沙四段上亞段—沙三段下亞段沉積時(shí)期，東營凹陷處于強(qiáng)烈斷陷階段，在湖盆中廣泛發(fā)育深水環(huán)境［12］。沙四段上亞段沉積時(shí)期，古鹽度為35‰～50‰，處于咸水環(huán)境［7］；沙三段下亞段沉積時(shí)期，古鹽度較沙四段上亞段降低，平均為12‰，處于半咸水環(huán)境［7］。在半咸水-咸水環(huán)境下，湖盆水體形成永久分層，形成底部水體的缺氧環(huán)境，為黃鐵礦形成提供了有利條件。巖心和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)黃鐵礦普遍發(fā)育，巖心觀察黃鐵礦呈透鏡狀（圖2a），掃描電鏡下可見黃鐵礦呈草莓狀的球粒集合體，少部分被壓扁呈透鏡狀，集合體粒徑為1～12.5 μm（圖2b）。對(duì)樊頁1井235塊巖心樣品進(jìn)行X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦在區(qū)內(nèi)泥頁巖中的含量一般為1%～5%，最高可達(dá)14%。

2.2 白云石化作用

X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)巖石中含有白云石，含量為2%～18%，最高可達(dá)48%。白云石的賦存方式主要有2種：一種呈夾層狀分布于富有機(jī)質(zhì)紋層中，其白云石化作用較為徹底（圖2c），掃描電鏡下可見白云石與有機(jī)質(zhì)伴生的現(xiàn)象（圖2d）；另一種呈星散狀分布在富碳酸鹽礦物紋層和富黏土礦物紋層中，且分布較為均勻（圖2e）。2種賦存方式白云石的形成機(jī)理各不相同。GEBELEIN等研究發(fā)現(xiàn)藻類能夠從環(huán)境水體中濃集鎂元素，最高可使藻類中的Mg/Ca值達(dá) 15～30［13］。黃成剛等通過電子探針能譜面掃描分析發(fā)現(xiàn)藻云巖中Mg元素富集區(qū)與藻紋層分布高度吻合［14］，說明藻類可以為白云石化作用提供Mg。

沙四段上亞段—沙三段下亞段沉積時(shí)期，研究區(qū)湖盆中的生物具有分異度低且豐度高的特點(diǎn)，存在大量藍(lán)藻、嗜鹽細(xì)菌等生物［7］；掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，自形白云石與藻類生物殘?bào)w緊密共生（圖2d），故認(rèn)為藻類死亡沉積后分解形成富Mg的微環(huán)境，夾持在其中的方解石紋層發(fā)生白云石化形成白云石紋層。星散狀分布的白云石主要發(fā)育在沙四段上亞段純下次亞段，發(fā)育紋層結(jié)構(gòu)，說明其沉積背景為湖水分層結(jié)構(gòu)下的半深湖-深湖環(huán)境。巖石中白云巖化作用不徹底，白云石呈粉晶結(jié)構(gòu)，有序度中等，一般在0.5左右［15］，具有回流滲透成因白云石的特征。沙四段上亞段純下次亞段沉積時(shí)期氣候較為干旱，濱淺湖蒸發(fā)、濃縮作用形成的富Mg重鹽水在重力作用下下沉，并沿湖底向凹陷內(nèi)部流動(dòng)，重鹽水在流動(dòng)過程中滲入下伏灰質(zhì)沉積層中，導(dǎo)致灰質(zhì)層中白云石化作用的發(fā)生。

圖2 東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段黃鐵礦形成、白云石化作用、壓實(shí)作用和膠結(jié)作用的巖心、薄片和掃描電鏡觀察特征Fig.2 Core，thin section and SEM observation characteristics of pyrite formation，dolomitization，compaction and cementation in Upper Es4to Lower Es3Members，Dongying Sag

2.3 壓實(shí)作用

在湖盆水體中經(jīng)生物作用、化學(xué)作用和生物化學(xué)作用可形成泥級(jí)碳酸鹽礦物顆粒［16］，且顆粒之間具有一定的內(nèi)聚力［17］，在搬運(yùn)過程中泥級(jí)碳酸鹽礦物顆粒絮凝形成碳酸鹽礦物團(tuán)塊，并以該形式沉積，該現(xiàn)象已得到沉積模擬實(shí)驗(yàn)的證實(shí)［18］。鏡下觀察發(fā)現(xiàn)碳酸鹽礦物團(tuán)塊在上覆地層壓力作用下壓實(shí)為透鏡狀（圖2f）。黏土礦物沉積時(shí)會(huì)通過端-面組合而形成具有片架結(jié)構(gòu)的沉積物，壓實(shí)作用破壞了黏土礦物沉積時(shí)的片架結(jié)構(gòu)，造成黏土礦物呈半定向-定向排列（圖2g）。

2.4 膠結(jié)作用

泥頁巖顆粒的粒徑較小，顆粒之間的表面作用在膠結(jié)過程中起到重要作用［19］。黏土礦物具有硅氧四面體的氧面為基面［20］，同時(shí)具有基面羥基和邊緣斷鍵羥基2種表面羥基［21］，石英、蛋白石和碳酸鹽礦物表面也具有大量羥基［22］，石英、蛋白石和碳酸鹽礦物的表面羥基可以與黏土礦物基面氧和表面羥基結(jié)合形成氫鍵，從而起到膠結(jié)作用。蒙皂石向伊利石轉(zhuǎn)化的過程中會(huì)析出大量的硅質(zhì)，且泥頁巖中含有較多的碳酸鹽礦物組分，為膠結(jié)作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。掃描電鏡下可見石英晶粒和碳酸鹽礦物顆粒與黏土礦物緊密膠結(jié)（圖2h，2i）。

2.5 溶蝕作用

根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，干酪根熱降解過程中可以生成大量的有機(jī)酸，總有機(jī)碳含量為8%的烴源巖，其中3%的有機(jī)碳生成了有機(jī)酸，平均每克有機(jī)碳可以生成1.3 mmol的有機(jī)酸［23］。干酪根演化生成的有機(jī)酸首先會(huì)溶蝕泥頁巖中的酸不穩(wěn)定礦物，如長石和碳酸鹽礦物。掃描電鏡觀察可見研究區(qū)泥頁巖中的碳酸鹽礦物被溶蝕（圖3a），長石表面被溶蝕呈尖峰狀（圖3b）。

2.6 重結(jié)晶作用

圖3 東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段溶蝕作用、重結(jié)晶作用、黏土礦物轉(zhuǎn)化和破裂作用的巖心、薄片和掃描電鏡觀察特征Fig.3 Core，thin section and SEM observation characteristics of dissolution，recrystallization，transformation of clay minerals and rupturing in Upper Es4to Lower Es3Members，Dongying Sag

重結(jié)晶作用主要發(fā)育在富有機(jī)質(zhì)泥頁巖中，其成因與干酪根生烴和油氣初次運(yùn)移有著密切關(guān)系。生油過程中生成的有機(jī)酸溶蝕泥頁巖中的碳酸鹽礦物形成飽和碳酸鹽流體，隨著生烴作用的進(jìn)行，泥頁巖層系中地層壓力不斷積聚，當(dāng)達(dá)到巖層的破裂強(qiáng)度時(shí)，流體壓力封存箱邊緣發(fā)生破裂泄壓，導(dǎo)致幕式排烴作用的發(fā)生。在幕式排烴過程中，部分碳酸鹽礦物溶蝕產(chǎn)物被帶出流體壓力封存箱。隨著封存箱內(nèi)流體壓力釋放，碳酸鹽礦物重新沉淀、結(jié)晶生長（圖3c—3f）。在這個(gè)過程中，由于MgCO3和 MnCO3的溶解度比 CaCO3大［24］，故與 Ca2+相比，Mg2+和Mn2+更容易隨超壓流體遷移到封存箱外，通過對(duì)利頁1井重結(jié)晶作用不發(fā)育和相對(duì)發(fā)育的巖心樣品進(jìn)行元素分析，發(fā)現(xiàn)重結(jié)晶作用不發(fā)育樣品的Mg/Ca和Mn/Ca值分別是重結(jié)晶作用相對(duì)發(fā)育樣品的3～6和5～20倍（表1）。碳酸鹽礦物晶體顆粒的生長可分為4個(gè)階段：第1階段礦物顆粒呈近似等軸粒狀，碳酸鹽層呈斷續(xù)紋層狀，且單層厚度較小，為35～100 μm，呈夾層狀分布在富有機(jī)質(zhì)層中（圖3c）；第2階段礦物顆粒呈纖維柱狀，且連接成層，單層厚度為285～400 μm（圖3d）；第3階段多個(gè)碳酸鹽層疊置發(fā)育，其間夾薄層富有機(jī)質(zhì)黏土層，且在碳酸鹽礦物結(jié)晶力作用下發(fā)生彎曲變形，但仍能保持整體連續(xù)性，僅部分發(fā)生微錯(cuò)斷（圖3e）；第4階段碳酸鹽礦物表現(xiàn)出粗大的纖維狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)，富有機(jī)質(zhì)層在碳酸鹽礦物結(jié)晶力作用下普遍發(fā)生錯(cuò)斷，呈碎片狀分散在碳酸鹽層中（圖3f）。

表1 利頁1井不同重結(jié)晶作用發(fā)育程度巖心樣品的常量元素含量對(duì)比Table1 Comparison of constant elements and trace elements in samples with different development degree of recrystallization in Well LY1

2.7 黏土礦物轉(zhuǎn)化

黏土礦物的絮凝作用具有差異性，伊利石和高嶺石在鹽度為9‰～13‰時(shí)絮凝物最多，而蒙皂石在鹽度為20‰～24‰時(shí)才大量形成絮凝物［25］。濱淺湖環(huán)境受外來水體影響大，鹽度較小，半深湖-深湖環(huán)境受外來水體影響小，鹽度較大，造成濱淺湖環(huán)境下主要沉積伊利石和高嶺石，半深湖-深湖環(huán)境下蒙皂石沉積占優(yōu)勢，這種現(xiàn)象已在現(xiàn)代沉積中得到證實(shí)［26］。而對(duì)研究區(qū)樊頁1井巖心樣品進(jìn)行黏土礦物成分分析發(fā)現(xiàn)，其黏土礦物中基本不含蒙皂石，而是以伊利石和伊/蒙混層為主（圖4），掃描電鏡下觀察可見呈絲縷狀的自生伊利石（圖3g），而且隨著埋深的增大，伊/蒙混層的含量逐漸減少，伊利石的含量逐漸增高，說明蒙皂石向伊利石轉(zhuǎn)化。在轉(zhuǎn)化過程中會(huì)析出硅質(zhì)并消耗大量的K+，掃描電鏡下可見研究區(qū)含有較多的微晶石英和蛋白石，X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)泥頁巖中的斜長石含量一般為1%～6%，但基本不含鉀長石，硅質(zhì)的出現(xiàn)和含鉀礦物的消耗也從側(cè)面反映出黏土礦物的轉(zhuǎn)化作用。隨著溶蝕作用的進(jìn)行，F(xiàn)e+和Mg2+等金屬離子進(jìn)入孔隙流體中，促進(jìn)了成巖階段后期綠泥石的形成（圖4）。

2.8 破裂作用

泥頁巖在埋藏過程中，由于受構(gòu)造作用、差異壓實(shí)作用和異常高壓等作用的影響，常會(huì)發(fā)生破裂形成裂縫。研究區(qū)泥頁巖裂縫可以分為非構(gòu)造裂縫和構(gòu)造裂縫。非構(gòu)造裂縫包括早期泄水縫、順層脈狀裂縫、生烴壓力縫。早期泄水縫為早成巖階段欠壓實(shí)流體向上排出泥頁巖層系而產(chǎn)生，裂縫呈蛇曲狀向上延伸，其中常被瀝青、方解石充填（圖3h，3i）。中成巖階段，泥頁巖中的水平滲透率遠(yuǎn)高于垂向滲透率，二者之間可相差1～4個(gè)數(shù)量級(jí)［27］，造成平行層面方向上的突破壓力遠(yuǎn)低于垂直層面方向上的突破壓力，干酪根生烴作用形成的超壓流體沿水平方向突破后形成順層脈狀裂縫，且常被碳酸鹽礦物結(jié)晶充填（圖3j），對(duì)裂縫起到支撐和保護(hù)作用。構(gòu)造裂縫包括張性裂縫和層理縫。張性裂縫傾角變化較大，分布范圍為20°～80°，裂縫長度可達(dá)幾十厘米，開度可達(dá)幾毫米，縫面凹凸不平（圖3k），常呈鋸齒狀，裂縫中有時(shí)被亮晶方解石和瀝青充填。在相對(duì)靜水條件下沉積的黏土礦物顆粒呈平行排列，形成力學(xué)上的薄弱面，常沿此面發(fā)生破裂形成層理縫，其角度為0°～3°，開度為0.1 mm左右，層理縫發(fā)育密集段的巖心常被分割成薄片狀（圖3l）。

圖4 東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂向演化特征Fig.4 Vertical evolution of clay mineral in Upper Es4 to Lower Es3Members，Dongying Sag

3 成巖階段與成巖序列

東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖厚度在150～500 m，沙四上亞段泥頁巖主要形成于咸水湖泊環(huán)境，沙三下亞段泥頁巖主要形成于微咸水湖泊環(huán)境，湖水鹽度均較高，湖盆具有常年閉流湖的性質(zhì)，水體中永久性分層發(fā)育。經(jīng)后期埋藏作用后，沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖現(xiàn)今埋深一般較大，常在2 500 m以下，經(jīng)歷的成巖作用過程相對(duì)復(fù)雜。

成巖階段劃分的依據(jù)有自生礦物的類型、分布及形成溫度、伊/蒙混層黏土礦物的演變、有機(jī)質(zhì)成熟度相關(guān)指標(biāo)和儲(chǔ)層物性及孔隙結(jié)構(gòu)與類型等［28］。根據(jù)研究區(qū)實(shí)際資料，結(jié)合泥頁巖特征，參照2003年修訂的關(guān)于中國陸相盆地碎屑巖成巖階段作用劃分標(biāo)準(zhǔn)（SY/T 5477—2003）［29］，利用伊/蒙混層黏土礦物和有機(jī)質(zhì)成熟度指標(biāo)來劃分成巖階段。研究結(jié)果表明，研究區(qū)沙四段上亞段—沙三段下亞段黏土礦物組合以伊利石+伊/蒙混層組合為主，次為伊利石+伊/蒙混層+高嶺石組合，伊/蒙混層黏土礦物中蒙皂石層所占比例為15%～30%；研究區(qū)鏡質(zhì)組反射率為0.51%～0.89%，最高熱解峰溫為431～450℃。綜合以上參數(shù)，認(rèn)為研究區(qū)沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖總體處于中成巖階段A期（圖5）。

3.1 同生-準(zhǔn)同生階段

該階段研究區(qū)湖盆底部為缺氧環(huán)境，草莓狀黃鐵礦開始形成；藻紋層中的藻類殘?bào)w分解釋放出Mg2+，夾持在藻紋層中的碳酸鹽礦物紋層發(fā)生白云石化作用，來自濱淺湖的富Mg2+重鹽水下滲造成下伏的泥微晶碳酸鹽礦物顆粒發(fā)生白云石化作用。

3.2 早成巖階段A期

在早成巖階段A期隨著埋深的增加，地層溫度增高，但未超過65℃，有機(jī)質(zhì)處于未成熟狀態(tài)。夾持在藻紋層中的碳酸鹽礦物的白云石化作用持續(xù)進(jìn)行，壓實(shí)作用明顯，黏土礦物絮凝體沉積時(shí)的片架結(jié)構(gòu)被破壞，大量孔隙水和層間水被排出，在泄水過程中形成早期泄水縫，孔隙度快速降低，碳酸鹽礦物團(tuán)塊變形明顯，原生孔隙迅速減少；黏土礦物以蒙皂石為主，開始出現(xiàn)伊/蒙混層黏土礦物，其中蒙皂石所占比例大于70%，；膠結(jié)作用不明顯，沉積物處于粘性狀態(tài)。

圖5 東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段成巖演化Fig.5 Diagenetic evolution of Upper Es4to Lower Es3Members in Dongying Sag

3.3 早成巖階段B期

在早成巖階段B期埋深繼續(xù)增加，地層溫度不超過85℃，有機(jī)質(zhì)處于半成熟狀態(tài)。壓實(shí)作用繼續(xù)進(jìn)行，顆粒之間接觸更加緊密，原生孔隙持續(xù)減少，在上覆地層壓力作用下，泥頁巖層系排出一部分黏土礦物吸附水和黏土礦物轉(zhuǎn)化脫出的層間水。蒙皂石明顯向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化，蒙皂石所占比例為50%～70%，為無序混層階段，黏土礦物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的硅質(zhì)在原地或近距離遷移后形成蛋白石或微晶石英；受壓實(shí)作用的影響，硅質(zhì)和原始沉積的碳酸鹽礦物與黏土礦物顆粒表面充分接觸形成氫鍵膠結(jié)，沉積物進(jìn)入固結(jié)狀態(tài)；在構(gòu)造應(yīng)力作用下可以形成張性裂縫和層理縫。

3.4 中成巖階段A期

在中成巖階段A期地層埋深繼續(xù)增加，地層溫度為85～140℃，有機(jī)質(zhì)處于成熟狀態(tài)，進(jìn)入熱催化生油氣階段，開始生成大量的烴類，伴隨生烴過程產(chǎn)生的有機(jī)酸對(duì)酸不穩(wěn)定礦物進(jìn)行溶蝕，生烴過程造成泥頁巖層系內(nèi)產(chǎn)生超壓，壓力超過泥頁巖平行層面突破壓力后形成順層裂縫，隨著超壓封存箱的泄壓作用，泥頁巖層系內(nèi)碳酸鹽礦物發(fā)生沉淀，順層裂縫被碳酸鹽礦物充填。蒙皂石繼續(xù)向伊/蒙混層轉(zhuǎn)化，蒙皂石所占比例為15%～50%，混層黏土礦物由無序混層轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚧鞂?，黏土礦物轉(zhuǎn)化生成的硅質(zhì)原地沉淀，后期受Fe2+和Mg2+等金屬離子的影響，形成少量的綠泥石；在上覆地層壓力作用下，硅質(zhì)和碳酸鹽礦物與黏土礦物間接觸關(guān)系更為緊密，造成膠結(jié)作用更加強(qiáng)烈，巖石完全固結(jié)；在構(gòu)造應(yīng)力作用下泥頁巖中產(chǎn)生張性裂縫和層理縫。

4 成巖作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

根據(jù)成因類型可將東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖的儲(chǔ)集空間分為無機(jī)成因型、有機(jī)-無機(jī)協(xié)同成因型和有機(jī)成因型（表2）。從儲(chǔ)集空間發(fā)育的豐度和形成機(jī)制等方面來看，成巖作用對(duì)于儲(chǔ)層發(fā)育起著重要作用。

黃鐵礦形成過程中伴隨著生成黃鐵礦晶間孔，且大部分草莓狀黃鐵礦在深埋條件下仍能保持球粒狀外形，使得大部分黃鐵礦晶間孔得以完整保存（圖6a）。白云石化作用過程中礦物體積縮小［30］，故白云石晶間孔由原生方解石晶間孔和礦物體積收縮新生孔復(fù)合而成，其孔徑和連通性均好于原生方解石晶間孔，且具有較強(qiáng)的抗壓實(shí)能力［31］，在深埋條件下仍保存較好（圖6b）。有機(jī)酸沿礦物顆粒邊緣或解理縫進(jìn)行溶蝕，溶蝕作用可以將早期形成的孔隙擴(kuò)大，從而改善儲(chǔ)集空間及其連通性，且可以形成新生孔隙。由于泥頁巖的滲透率低，流體難以大范圍流動(dòng)，造成溶蝕作用不能持續(xù)進(jìn)行，通過掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)發(fā)生溶蝕作用的礦物顆粒多為部分溶蝕（圖6c，6d），僅有小部分被完全溶蝕形成鑄?？祝▓D6e），故礦物顆粒發(fā)生溶蝕作用后大部分仍能基本保持原來的顆粒外形，仍具有一定的抗壓實(shí)能力，最大限度地保存了溶蝕新生孔隙。重結(jié)晶作用可以形成方解石晶間孔，受重結(jié)晶顆粒的影響，方解石重結(jié)晶晶間孔具有較好的孔徑和連通性（圖6f），熒光下觀察方解石脈體發(fā)藍(lán)色熒光（圖6g），說明其為良好的油氣儲(chǔ)集空間。發(fā)育重結(jié)晶作用巖相的低溫氮?dú)馕角€在早期上升緩慢，主要為單分子層向多分子層吸附過渡，當(dāng)相對(duì)壓力達(dá)到0.9后，吸附曲線急劇上升，表明較大孔隙中發(fā)生毛細(xì)凝聚，脫附曲線拐點(diǎn)不明顯，說明孔隙結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，孔隙類型以大孔隙為主且連通性較好（圖7）。黏土礦物轉(zhuǎn)化對(duì)于儲(chǔ)層發(fā)育的影響主要表現(xiàn)為黏土礦物轉(zhuǎn)化過程中釋放的硅質(zhì)可以增加巖石的抗壓實(shí)能力，有利于孔隙的保存；在蒙皂石向伊利石轉(zhuǎn)化過程中隨著層間距收縮會(huì)產(chǎn)生收縮縫（圖6h，6i）；黏土礦物轉(zhuǎn)化過程中會(huì)從水介質(zhì)中吸收大量的K+，從而促進(jìn)泥頁巖層系中鉀長石的溶蝕消耗。破裂作用形成的裂縫不僅可以作為油氣運(yùn)移的通道（圖6j），而且可以作為油氣的儲(chǔ)集空間（圖6k），巖心上可見裂縫中原油和原油輕烴組分逸散后殘留的瀝青（圖6l）。

表2 東營凹陷泥頁巖儲(chǔ)集空間類型劃分Table2 Classification of major pore spaces of shale in Dongying Sag

圖6 東營凹陷成巖作用對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響Fig.6 Effects of diagenesis on reservoir development in Dongying Sag

圖7 東營凹陷發(fā)育重結(jié)晶作用巖相的低溫氮?dú)馕?脫附曲線Fig.7 Low-temperature nitrogen adsorption-desorption curves of recrystallized lithofacies in Dongying Sag

5 結(jié)論

東營凹陷沙四段上亞段—沙三段下亞段泥頁巖經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖改造過程，主要的成巖作用類型包括黃鐵礦形成、白云石化作用、壓實(shí)作用、膠結(jié)作用、溶蝕作用、重結(jié)晶作用、黏土礦物轉(zhuǎn)化和破裂作用，其現(xiàn)今總體處于中成巖階段A期。不同成巖階段泥頁巖發(fā)育的主要成巖作用類型具有一定的差異性。同生-準(zhǔn)同生階段主要發(fā)育黃鐵礦的形成和白云石化作用；早成巖階段A期白云石化作用繼續(xù)發(fā)育，同時(shí)壓實(shí)作用、泄水破裂和黏土礦物的轉(zhuǎn)化開始發(fā)育；早成巖階段B期，壓實(shí)作用和黏土礦物的轉(zhuǎn)化繼續(xù)進(jìn)行，同時(shí)膠結(jié)作用和脆性破裂開始發(fā)育；中成巖階段A期，黏土礦物繼續(xù)轉(zhuǎn)化并生成少量綠泥石，膠結(jié)作用愈發(fā)強(qiáng)烈，脆性破裂繼續(xù)發(fā)育，同時(shí)巖石中發(fā)生不穩(wěn)定組分的溶蝕作用和碳酸鹽礦物的重結(jié)晶作用。黃鐵礦形成、白云石化作用、重結(jié)晶作用和黏土礦物轉(zhuǎn)化有利于晶間孔的形成，溶蝕作用有利于形成粒內(nèi)孔，而破裂作用可以形成裂縫。