纹层组合控制湖相页岩储集空间分布与成岩演化模式——以济阳坳陷为例

针对湖相页岩油储层非均质性强的难题，研究人员以济阳坳陷古近系页岩（Es4 s -Es3 x ）为对象，通过薄片-FE-SEM-XRD多技术联用，揭示四种纹层组合（LC1-LC4）控制下的储集空间差异发育机制，发现纹层界面主导流体迁移与裂缝网络演化，为页岩油"甜点"预测提供理论依据。

　　

论文解读
在全球能源格局变革的背景下，美国页岩油革命的成功实践激发了各国对非常规油气资源的探索热情。中国陆相页岩油资源潜力巨大，但受制于复杂的地质条件，商业化开发始终面临挑战。其中，湖相页岩普遍发育的毫米级纹层结构（laminae）如同"千层糕"般堆叠，这些薄如发丝的纹层（单层厚度仅2-7微米）不仅是沉积环境的"记录仪"，更是控制油气赋存的关键因素。然而，不同纹层组合如何影响储集空间三维架构？成岩流体如何在纹层间穿梭改造孔隙？这些核心问题长期困扰着地质学家。

来自中国石油大学（华东）的Yuegang Wang、Chao Liang团队联合多家单位，选取济阳坳陷3000-4100米深处的古近系沙河街组（Es₃
^x
-Es₄
^s
）页岩为研究对象，运用高分辨率场发射扫描电镜（FE-SEM）捕捉纳米孔隙、X射线衍射（XRD）定量矿物组成、岩石热解分析有机质丰度等关键技术，结合203块岩芯的宏微观观测，首次系统阐明了纹层组合控制下的储集空间差异化发育规律。

纹层组合分类与特征
研究团队创新性提出四类纹层组合（LC）划分方案：LC1（亮晶方解石-黏土纹层）以"冰糖状"方解石为标志，其晶间孔占比高达50%；LC2（泥晶方解石-黏土纹层）中黏土矿物孔独占鳌头（27.33%孔隙面积）；LC3（黏土-有机质纹层）发育大量有机质孔；LC4（富有机质黏土-粉砂纹层）则以长英质颗粒边缘孔为主。有趣的是，LC1中平行纹层的裂缝延伸性最佳，犹如"闪电"般贯穿岩层。

成岩流体"高速公路"效应
薄片观测揭示，纹层界面扮演着"流体高速公路"的角色。在LC1中，自生石英从边缘向中心逐步蚕食方解石（图12A），而异常压力裂缝则能突破纹层界限，形成立体输导网络。这种选择性溶蚀-沉淀过程，使得不同纹层组合的孔隙度差异可达3倍以上。

烃类生成"加速器"机制
有机地球化学数据显示，纹层发育程度与S1/TOC（可溶烃/总有机碳）呈正相关。富有机质纹层（LC3）中，密集的纹层结构为烃类生成提供了"纳米反应器"，促使有机质热解效率提升20%以上。

结论与意义
该研究开创性建立了"纹层组合-成岩改造-储集空间"三元耦合模型，揭示纹层界面是控制页岩油差异富集的"隐形开关"。实践意义在于：① 亮晶方解石纹层（LC1）可作为"地质甜点"识别标志；② 纹层密度与裂缝延伸性正相关，指导水平井轨迹优化；③ 有机质纹层发育区（LC3）是原位转化的优选靶区。相关成果为陆相页岩油经济开发提供了全新的理论框架，发表于石油地质学顶级期刊《Marine and Petroleum Geology》。