松辽盆地北部上二叠统林西组页岩岩石学与储层特征及页岩气潜力评价

《Petroleum Research》：Shale petrological and reservoir characteristics of the Upper Permian Linxi Formation in the northern Songliao Basin

　　

研究人员首次对松辽盆地北部盆地内部林西组（Linxi Formation）页岩进行了系统表征。该页岩沉积于淡水、浅水还原环境，含有II₂型干酪根（kerogen），其气体吸附能力可与全球典型页岩相媲美。2065–2095米（m）层段被识别为“甜点区”（sweet spot），具有高总有机碳（Total Organic Carbon, TOC）、高脆性（brittleness）和高含气量（gas content）的耦合特征。

**松辽盆地北部上二叠统林西组页岩岩石学与储层特征及页岩气潜力评价——基于明古1井的解读**

**一、研究背景与问题**

页岩气是全球能源转型过程中的关键非常规资源。松辽盆地作为中国东部最大的含油气盆地，以往勘探主要集中在浅层白垩系常规油气，而对基底及上古生界，尤其是石炭—二叠系潜力关注不足。上二叠统林西组暗色泥页岩在盆地及周缘广泛分布，厚度可达200～2300米，是区域上古生界最优质的烃源岩系。前期研究主要基于盆地边缘露头及浅井，显示林西组有机质以II–III型为主，TOC为0.5%～6.0%，镜质体反射率（R_o）为1.4%～7.6%，具备较好页岩气潜力。然而，这些认识主要来自盆地周缘，对盆地内部尤其是中央坳陷区的系统性研究极为缺乏。由于沉积环境、埋藏演化与构造背景差异显著，直接套用边缘地区评价标准存在重大风险。已有对白垩系青山口组等湖相页岩的研究建立了大陆相富集控制因素，但主要针对中成熟度和油窗烃源岩，而林西组为过成熟、以生气为主的深层体系，其富集机理是否适用尚不明确。同时，研究区存在矿物组成、地球化学与储集性能实测数据空缺，缺乏生烃潜力、储层物性、含气性与可压裂性的综合评价，沉积环境和物源对储层发育的控制机制也有待阐明。为此，研究人员选取中央坳陷带明古1井开展系统研究，旨在提供实测数据支撑并识别有利层段。

**二、研究内容与意义**

研究以明古1井上二叠统林西组连续暗色泥岩段为对象，利用19块岩心样品，全面获取矿物学、有机地球化学、储层物性、岩石力学和含气性参数，分析沉积环境与物源对储层发育的影响，最终识别甜点区。该研究填补了盆地内部林西组页岩气评价的空白，证实其气体吸附能力可与全球典型页岩媲美，对松辽盆地深层页岩气勘探具有重要指导意义。

**三、主要技术方法**

研究采用X射线衍射（XRD）分析矿物组成；X射线荧光光谱（XRF）与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测定主量、微量和稀土元素；场发射扫描电镜（SEM）结合能谱（EDS）观察微观储集空间；有机地球化学测试包括TOC、Rock-Eval热解和镜质体反射率（R_o）测定；高温高压甲烷等温吸附实验评价吸附能力；三轴压缩实验测试岩石力学参数；并辅以普通薄片和有机显微组分分析。所有样品均来自明古1井1907～2107米取心段。

**四、研究结果**

**4.1 矿物学特征**

XRD分析表明，页岩主要由石英（24.6%～43.5%，平均35.7%）、黏土矿物（29.3%～48.0%，平均39.3%）、斜长石（7.5%～14.6%，平均10.1%）组成，含铁白云石、方解石和黄铁矿。上部层段方解石相对富集，深部普遍含铁白云石和白云石。整体呈现“黏土矿物与砂级碎屑混合”的特征。

**4.2 地球化学特征**

**4.2.1 主量元素**

主量元素以SiO₂（平均62.1%）、Al₂O₃（平均17.7%）、Fe₂O₃和K₂O为主。岩石分类图解显示样品落入页岩区，部分落入杂砂岩区，指示较强陆源碎屑输入。

**4.2.2 微量元素**

微量元素中Ba含量平均为