0 引言

中国陆相页岩油资源丰富，广泛分布于鄂尔多斯、松辽、渤海湾、准噶尔和四川等含油气盆地^[1]。近年来，取得了一系列的重大发现且部分区块已实现了规模建产^[2-7]，充分展示出其石油战略性接替的潜力，是中国“十四五”期间油气重点勘探开发领域之一。相比于北美海相页岩油^[8]，主要发育于中生界—新生界湖盆沉积环境的中国陆相页岩油^[9]的储层特征表现出如下主要特点：

(1) 岩性十分复杂，除鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段和松辽盆地白垩系青山口组一段主要矿物为石英、长石和黏土等外，其他盆地页岩油储层岩性基本为混积岩，即黏土、石英+长石、碳酸盐3类矿物含量各占30%±10%。岩性对物性的控制作用明显。

(2) 孔隙结构复杂，以微米与纳米孔喉为主，孔隙度低(有效孔隙度为4%~7%)，渗透率极低(纳达西级，但如果页理缝发育，水平渗透率则可达0.01~0.5mD^[10]); 物性非均质性强，对含油性控制作用强; 烃源岩成熟度偏低(R_o主要分布于0.6%~1.1%，个别可达1.4%)^[9-11]，有机质孔并不发育。

(3) 纹层较发育，薄互层特征明显，电阻率、声波速度和渗流能力等参数的各向异性强。

这些因素导致中国陆相页岩油含油性分布规律复杂，差异性成藏特征明显^[12]，制约了页岩油甜点敏感参数的科学性确定及其评价标准的针对性制定，甜点体(甜点段和甜点区的统称)优选评价难度大。但是，页岩油能否高效勘探与效益开发，甜点体的准确确定至关重要，诸多学者进行了一系列卓有成效的研究^[13-20]，但鉴于当前中国陆相页岩油勘探中单井产量普遍较低，且高产、低产井分布极不均匀，页岩油富集主控因素不清，甜点评价标准不一^[11]，仍需加大力度持续攻关研究甜点评价方法并在生产实践中不断发展完善。

甜点段是甜点体评价的基础，只有做好了甜点段评价，才能进一步做好甜点区确定直至甜点体优选。甜点段指的是含油性好，储集条件优越，可改造性强，在现有经济技术条件下，具有商业开发价值的页岩油层段^[21]，本文旨在开展基于测井评价的页岩油甜点段评价方法研究。

由于热演化作用程度的差异，导致页岩的页理缝发育程度不尽相同甚至差别较大; 沉积作用差异则产生岩性与单层厚度的纵向变化，表现为页岩层系中发育一系列岩性交叠变化、厚度大小不一的沉积结构特征; 将此两种作用所形成的地层结构特征以宏观结构(描述页岩的热演化特征与沉积特征)加以表征。显然，陆相页岩油的页岩宏观结构具有结构复杂、类型多样的特点，系统对比分析中国陆相页岩油发育的典型区块^[10-20]，可将宏观结构划分为块状、薄互层状和纹层状3种类型。

研究表明，宏观结构对页岩油储层的微观结构特征(主要指物性特征、含油性特征和脆性特征等三要素，直接决定页岩储层的油气储集能力和可动用能力即油气产能和采收率这两个效益开发的关键指标，此三要素可完全对标于国家标准中甜点段的定义^[21])控制作用明显，例如，鄂尔多斯盆地长7₃亚段的纹层状、薄互层状和块状页岩储集性能依次变差^[22]，松辽盆地古龙地区青一段页理缝改善了孔隙空间并增强了流体渗流能力^[10]，渤海湾盆地沧东凹陷孔店组孔二段的纹层结构页岩大孔喉发育^{[13, 23-24]}，准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组的薄互层状砂屑白云岩和白云质粉砂岩则物性好及含油饱和度高^{[6, 25-26]}，济阳坳陷纹层状页岩具有孔隙度高、孔径大和连通性好的储集性能^[5]。由此可见，不同类型宏观结构的页岩，其微观结构特征存在明显差异，有利微观结构所对应的宏观结构即为页岩油甜点段。

有感于此，本文提出了微观结构与宏观结构相融合的页岩油甜点评价新方法，简称双结构甜点评价法(DSSE法，Double Structure Sweet-interval Evaluation)，扩展了页岩油甜点评价的思路与方法，冀望能够起到抛砖引玉的作用，对页岩油甜点评价技术的进步有所裨益，推动中国陆相页岩油的高效勘探与效益开发。

1 宏观结构评价方法与分类标准

页岩油储层的宏观结构评价是DSSE法有效应用的基础。遍视整个测井技术，目前能够较为有效评价储层宏观结构的测井方法主要有电成像测井、三分量感应测井和阵列声波测井等，其较为成熟的方法分别为电成像边缘检测法^[27-31]、三分量感应电各向异性法^[32-33]及阵列声波刚度法^[34-35]等。为此，本文以此3种方法评价成果为基础，分析不同类型页岩油的宏观结构测井评价方法的适应性，并建立相应的评价方法与标准，优选出甜点段的宏观结构。

1.1 电成像边缘检测法与分类标准

通观当前所有测井技术，电成像测井的纵向分辨率最高(可达5mm)，可清晰地反映毫米级的纹层结构与页理缝分布，是页岩宏观结构评价最重要、最有效的测井资料^[34]。以电成像资料为基础的评价对策宏观结构的方法中，基于Canny算法^[31]而发展起来的电成像边缘检测法被广泛应用且证实效果良好，该方法包括图像滤波、图形增强、图像检测和边缘定位等若干个关键技术环节。

电成像测井所测量的电阻率资料受井筒环境、钻井诱导缝、井眼崩落以及天然裂缝等诸多因素的影响，需剔除这些非宏观结构所致的电阻率响应(即噪声)，以降低宏观结构评价结果的多解性，为此，应用高斯滤波器对电成像图像进行平滑滤波处理，剔除图像中的噪声，如图 1a为去掉钻井诱导缝的噪声。

另一方面，考虑到一口井的电成像测井资料深度段较大(一般为100~400m)，所涉及的地层电阻率可能变化较大(可达2~3个数量级的差别)，而图像边缘检测法如果仅仅基于电成像测井静态图像(采用同一电阻率值—颜色刻度尺)，则可能导致图像分辨率低，影响边缘检测的效果。为此，提出静态图像与动态图像(不同深度段，根据电阻率的变化范围采用不同的电阻率值—颜色刻度尺)相结合的方法，提高宏观结构检测的准确性，如图 1b所示，动态图像对纹层的刻画更加精细，更能体现宏观结构的非均质性特征。

为量化界定纹层的发育程度，引入纹层指数这个概念并将其定义为25cm深度统计段内图像边缘检测所确定的纹层条数。图 2为松辽盆地青一段GLY1井的电成像边缘检测法所确定的页岩储层宏观结构成果，该图指出，尽管纹层指数与岩心描述层理密度之间的绝对值存在较大的差异，但变化趋势一致性好，能够明晰地描述纹层发育程度。对比岩心描述的层理密度，以纹层指数并结合电成像测井确定的单层厚度，建立了宏观结构分类标准(表 1)，据此划分出纹层状(蓝色)、薄互层状(紫红色)和块状(咖啡色)3种宏观结构。

1.2 三分量感应电各向异性法与分类标准

三分量感应测井同时测量水平方向和垂直方向的电阻率，根据两者差异评价地层的电各向异性(意指测量的地层电阻率随方向不同而变化的性质)，并可以电各向异性系数描述之，其定义为^[15]：

$ \lambda_{\mathrm{e}}=\sqrt{\frac{R_{\mathrm{V}}}{R_{\mathrm{H}}}} $

(1)

式中λ_e——地层电各向异性系数;

R_V——地层垂直方向电阻率，Ω·m;

R_H——地层水平方向电阻率，Ω·m。

产生电各向异性的因素较多，主要有薄互层结构或纹层发育的地层宏观结构、高陡地层以及水平井或大斜度井3种因素，后两者因素可归并为较大井地角(井轴方向与地层法线方向的夹角，对于水平井、丛式井以及直井钻探大倾角地层时，井地角较大)因素，因此，在井地角不大于45°的前提下，电各向异性则主要刻画地层的宏观结构。λ_e值越大，宏观结构类型为薄互层结构或纹层发育，据此划分出页岩的宏观结构类型。对照岩心描述以及电成像测井分类结果，可确定基于电各向异性系数的宏观结构分类标准(表 1)。

三分量感应测井或电阻率扫描测井尚未规模推广，技术应用普及性较低，因此可应用同样蕴含着电各向异性信息的阵列侧向电阻率测井和电成像测井，对其反演处理均可计算电各向异性系数^[32-35]，实现宏观结构分类。

1.3 阵列声波刚度法与分类标准

阵列声波测井可测量正交方向的两个挠曲波，当遇到声阻抗差异界面时，挠曲波将分裂成以较快速度传播的横波(快横波)和以较慢速度传播的横波(慢横波)，通过四分量旋转处理反演获取地层水平刚度和垂直刚度等弹性参数。当水平刚度大于垂直刚度(即横波水平方向传播速度大于垂直方向传播速度)时，指示地层具有声学各向异性。当地层地应力各向异性不明显且裂缝不发育时，则声学各向异性主要由薄互层或页理等地层宏观结构所致，即可据声各向异性评价页岩的宏观结构并实现分类。描述声各向异性的量化参数较多，如快横波与慢横波的速度差异、能量差异、方位角差异以及刚度差异等^[34-35]，考虑到本文主要讨论的是宏观结构评价方法，故以水平刚度和垂直刚度定义声各向异性系数，即

$ \lambda_{\mathrm{s}}=\frac{G_{\mathrm{H}}-G_{\mathrm{V}}}{2 G_{\mathrm{V}}} $

(2)

其中，$ G_{\mathrm{H}}=\frac{\rho_{\mathrm{b}}}{\Delta t_{\mathrm{HS}}^2}, \quad G_{\mathrm{V}}=\frac{\rho_{\mathrm{b}}}{\Delta t_{\mathrm{VS}}^2}$

式中λ_s——地层声各向异性系数;

G_H——地层水平方向刚度，GPa;

G_V——地层垂直方向刚度，GPa;

ρ_b——地层体积密度，g/cm³;

∆t_HS——地层水平方向横波时差，µs/m;

∆t_VS——地层垂直方向横波时差，µs/m。

式(2)中，关键是要准确确定水平横波速度和垂直横波速度。

对照岩心描述以及电成像测井分类结果，可确定基于声各向异性系数的宏观结构分类标准(表 1)。

另外，还可借助于阵列声波测井的频散特征，识别出纹层和页理缝所产生的类似薄互层结构的声各向异性，建立宏观结构分类方法与标准^[34]。

2 宏观结构评价方法的适应性分析

由上可知，基于电成像、三分量感应和阵列声波3种测井资料所建立的评价方法均可评价页岩宏观结构，但三者间的适用性并不尽相同，生产实践中究竟采用哪种方法评价页岩油储层宏观结构，应在明确它们差异的基础上方可做出正确的选择。

2.1 不同评价方法的对比分析

电成像测井通过其所探测的沿井周360°电阻率图像特征揭示地层的导电性能，一般地，图像中暗色表示导电性好，亮色则表示导电性差。相比于砂岩和碳酸盐岩，页岩和泥岩的导电性通常较好，电阻率较低; 页岩的纹层构造与页理较页岩岩石本体的导电性好，电成像图像上呈现低角度、陆续的低阻细条带。因此，电成像测井的图像特征可表征纹层、页理、岩性及岩性组合，从而描述地层宏观结构特性。需要指出的是，尽管电成像测井的纵向分辨率很高，但仍难以反映单个微米级至毫米级的纹层构造与页理，但可半定量地指示纹层构造与页理的发育程度，如发育、较发育和不发育。

三分量感应测井的宏观结构评价物理原理基于地层电各向异性特征而建立。地层电各向异性包括宏观电各向异性和微观电各向异性两种类型，宏观电各向异性主要是测量仪器不足以分辨的单一小层所构成的薄互层或者仪器处于层界面处(可探测范围内)，且与层界面不垂直时(即井地角较大)而表现出的电各向异性，前者可用于评价宏观结构，后者则不能; 微观电各向异性是指不同深度的层理、页理、微裂隙、微裂缝、粒度、分选性、胶结物和孔隙结构等因素的变化引起的电各向异性，其中，层理、页理、微裂隙、微裂缝等因素所产生的电各向异性也可组合用于评价宏观结构。因此，三分量感应测井所探测的电各向异性为诸多因素的叠加，表明其评价的宏观结构存在较大的多解性，尤其是在高陡地层、大斜度井和水平井等电各向异性强情况下，要逐一分辨并排除非宏观结构所致的电各向异性。

阵列声波刚度法基于声各向异性而提出，但声各向异性成因类型有天然裂缝(包括页理缝和构造裂缝，但不包括钻井诱导缝)、地应力各向异性和薄互层3种。考虑到页岩储层沉积发育于宽缓湖盆中心区，一般地，构造裂缝不发育，地应力各向异性也不强，因此，可以声各向异性表征薄互层和页理缝发育程度进而评价宏观结构。

就纵向分辨率而言，电成像测井最高，可达0.5cm，三分量感应测井和阵列声波测井分别可达30cm和15cm，即电成像测井 > 阵列声波测井 > 三分量感应测井。

2.2 评价方法的优选应用原则

图 3为四川盆地秋林地区CTP19井侏罗系自流井组大安寨段混积岩型页岩油的元素全谱测井所确定的岩性剖面，以及电成像、三分量感应和阵列声波3种测井方法的宏观结构评价结果对比图，表 2为图 3中3种方法所确定的3类宏观结构各层数对比，可以看出：

(1) 3种方法所划分的宏观结构趋势基本相同(图 3a)，例如，均指出2621~2624m与2642~2648m页岩占优段、2629~2630m与2665~2670m石灰岩占优段的宏观结构类型分别为纹层型和块状型，与地质认识相一致; 对于硅质、黏土质和碳酸盐质含量各占1/3左右的地层，则主要以薄互层宏观结构为主，并为岩心指示的单层厚度厘米级(1~2cm)不同岩性地层相沉积特征所印证(图 3b)。

(2) 3种方法识别的不同类型宏观结构总层数存在较大的差异(表 2)，电成像边缘检测法、阵列声波刚度法和三分量感应电各向异性法分别为55、15和16，其中块状宏观结构的层数分别为19、3和1，三者差异大，这与前述的它们纵向分辨率依次变低相一致; 阵列声波刚度法和三分量感应电各向异性法所确定的各类宏观结构层数基本相同，可能为目的层段的宏观结构所表现出的电各向异性和声各向异性特征不足以在这两种方法纵向分辨率范围内得以分辨。

因此，结合宏观结构评价方法的多解性、分辨率、井筒适用性以及资料质量等因素优选确定，一般地，首选电成像测井，其次为三分量感应测井，最后为阵列声波测井。对于至少采集了其中两种资料以上的井，综合考虑不同方法的评价结果，尤其是对比岩心特征(如果取心)，取长补短，确定出最终结果。

3 微观结构与宏观结构相结合的甜点优选评价

中国陆相页岩油发育淡水和咸水两类湖相优质烃源岩，存在碎屑岩、碳酸盐岩、混积岩、沉凝灰岩、泥页岩等多种类型储层^[1]，因此，根据岩石矿物分析和测井岩性评价成果，可将其归纳分为黏土质页岩油、硅质页岩油、凝灰质页岩、混积型页岩、灰质页岩和白云质页岩6类岩相，各类岩相均可发育纹层状、薄互层状和块状等宏观结构。为此，本文建立了融合宏观结构特征与微观结构特征的双结构甜点评价方法即DSSE法，其基本技术思路为：

(1) 以电成像测井(或三分量感应测井、阵列声波测井)确定的地层宏观结构和以元素全谱测井识别的岩石类别划分岩相(岩石类别+宏观结构类型)。

(2) 针对每类岩相选取一定数量的岩心样品，开展岩石物理实验研究，包括X衍射、一维和二维核磁共振、压汞和气体吸附等实验评价岩性、孔喉、孔隙度、渗透率和孔隙结构等微观特征，CT扫描和电镜扫描等实验评价有机质分布、岩石颗粒尺度及其接触关系。

(3) 以元素全谱测井计算的TOC(总有机碳含量)并结合CT扫描所揭示的有机质分布特征评价烃源岩品质。

(4) 在磁场频率的岩心二维核磁共振(同时测量纵向弛豫特征T₁谱和横向弛豫特征T₂谱)实验所确定的T₂截止值与T₁/T₂截止值标定下，以二维核磁共振测井评价孔隙结构并计算总孔隙度、有效孔隙度、可动油饱和度和可动油含量等。

(5) 结合CT扫描与电镜扫描实验结果，基于元素全谱测井所计算的矿物含量评价地层的脆性特征。

(6) 系统对比分析各类岩相的微观特征(物性、含油性和脆性等)，分析并确定页岩油甜点段，建立甜点与有利宏观结构类型(含有利岩相)间的内在关系，明确具体区块的甜点段对应的宏观结构类型(即有利宏观结构)和有利岩相。

(7) 将上述成果应用于资料丰度较低的新区新井，则仅需基于测井评价所确定的宏观结构类型和岩相即可确定出页岩油甜点段，其中，岩相评价技术成熟、确定性强，关键是基于测井方法的宏观结构准确确定(仅需电成像测井即可解决)。DSSE法简便适用，可操作性好。

下面以松辽盆地古龙地区青山口组青一段、鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7₃亚段和柴达木盆地英雄岭地区古近系下干柴沟组(E₃²)为例，综合岩石物理实验数据和测井评价成果，剖析各类岩相的烃源岩、物性、含油性和脆性等特征，以DSSE方法优选页岩油甜点段。

3.1 黏土质页岩油的甜点优选

松辽盆地古龙地区青一段页岩油，表现为黏土质页岩油甜点的宏观结构特征。古龙地区青一段主要发育黏土质页岩^{[4, 10]}，黏土含量一般大于40%，黏土类型主要为伊利石。图 4为DSSE法的处理成果，从图中可以看出：

(1) 薄互层状黏土质页岩：黏土矿物含量高(40%~60%)，长英质含量(石英、钠长石和钾长石的含量之和)高(40%~50%); TOC分布于1%~4%，平均值为2.3%;电成像测井图像呈现薄互层状，纹层指数为16.3;核磁共振测井T₂谱以单峰为主，长T₂谱分量较少(小于10%)，有效孔隙度低(4%~5%); 二维核磁共振测井指示储集空间主要分布束缚水(束缚水饱和度70%以上)，可动油含量小于2.5%，平均值约为2%。

(2) 纹层状黏土质页岩：黏土矿物含量高(40%~60%)，长英质含量高(40%~50%); TOC分布于1.5%~4.5%，平均值为2.7%;电成像测井图像呈现纹层状特征，纹层指数为23.7;核磁共振测井T₂谱具有明显的双峰结构，长T₂谱占比高(30%~40%)，有效孔隙度较大(8%~10%); 二维核磁共振测井计算的束缚水饱和度较低(35%~40%)，可动油含量大于2%，最高可达6%，平均值约为4%。

(3) 薄互层状硅质页岩：黏土矿物含量(小于30%)，长英质含量高(大于60%)，含少量的灰质(主要为胶结物); TOC主要分布于1%~4%，平均值为2.4%;电成像测井图像呈现薄互层状特征，纹层指数为13.9;核磁共振测井T₂谱双峰结构明显，长T₂谱占比中等(20%~30%)，有效孔隙度较大(5%~8%); 二维核磁共振测井计算的束缚水饱和度较低(40%~50%)，可动油含量在1%~5%之间，平均值约为3.2%。

(4) 薄互层状灰质页岩：黏土含量较高(40%~50%)、长英质含量中等(40%)，灰质含量较高(15%~25%); TOC分布于1%~6%，平均值为2.5%;电成像测井图像呈薄互层状特征，纹层指数为16.1;核磁共振测井T₂谱主要呈单峰特征，双峰结构不明显，有效孔隙度低(3%~4%); 二维核磁共振测井计算的束缚水饱和度较高(55%~65%)，可动油含量主要在1%~4%之间，平均值约为2.4%。

由上述对比分析可知，对于古龙地区青一段页岩油，纹层状黏土质页岩的物性最好、含油性最好，脆性矿物含量高，是页岩油的甜点。另外，薄互层状硅质页岩也为页岩油甜点，但其单层厚度和累计厚度相比于纹层状黏土质页岩小得多，为油气储量和产量的辅助力量。

3.2 硅质页岩油的甜点优选

以鄂尔多斯盆地陇东地区长7₃亚段页岩油为例，基于岩心矿物分析与有机地球化学分析数据的对比刻度，以常规测井和元素全谱测井将长7₃亚段划分为黏土质页岩、硅质页岩和凝灰质页岩3类页岩岩相^[22]。综合岩心描述和电成像测井并采用表 1的划分标准，长7₃亚段整体上成层性好，主要发育纹层状和薄互层状两类宏观结构，块状较为少见，电成像边缘检测法所确定的纹层指数主值分布于14~31(纹层状、薄互层状和块状的纹层指数平均值分别为25.7、19.8和14.2)，据此可将黏土质页岩划分为纹层状和块状两类宏观结构(块状黏土质页岩主要发育于盆地西北部)，而硅质页岩则发育有纹层状和薄互层状两类宏观结构，凝灰质页岩主要为薄互层状的宏观结构。下面针对各类岩相分别论述其烃源岩特征、储层特征和脆性特征，进而识别出甜点段的有利岩相。

3.2.1 烃源岩特征

岩石热解和镜质组反射等分析表明(表 3)，TOC、有机质分布形式以及有机质孔、有机质微裂隙发育程度等不仅与岩相有关，而且与宏观结构密切相关：纹层状黏土质页岩的TOC最高，其后依次为纹层状硅质页岩、薄互层状硅质页岩和薄互层状凝灰质页岩，块状黏土质页岩则最低。高精度CT扫描和电镜扫描图像分析进一步指出，纹层状黏土质页岩、纹层状硅质页岩的有机质呈层状、透镜状和网状分布(图 5)，薄互层状硅质页岩的有机质则呈分散状分布。

页岩油甜点评价中，不宜以TOC(总有机碳含量)高低作为是否为甜点的一个关键标准^{[9, 36-39]}，而且在长7₃亚段优质烃源岩分布域内，烃源岩的生排烃能力均很强，TOC不是应关注的主要因素，烃源岩品质评价应更多地侧重于如下两个因素：

一是储层中有机质的分布形式以及微裂缝发育程度，显然，有机质分散状分布、微裂缝发育，有利于压裂改造，烃源岩品质就好;

二是有机质孔的发育程度，其发育程度越好，油气储集能力越强，烃源岩品质越好。

基于此，并对比分析表 3和图 5可知，就烃源岩品质而言，硅质页岩的薄互层状为有利宏观结构，其次为硅质页岩的纹层状宏观结构和凝灰质页岩的薄互层状宏观结构。

3.2.2 储层特征

长7₃亚段页岩储层的孔隙结构复杂，纳米孔发育孔径小，非均质性强，采用岩心高压压汞、CO₂及N₂吸附实验方法、核磁共振实验以及高精度CT扫描电镜图像等实验方法，精细评价储集空间、孔隙结构和孔渗分布等，确定页岩油甜点的宏观结构。

图 6a为11个样品的高压压汞毛细管压力曲线，从中可以看出，排驱压力均较大，大于300lbf/in²(约2MPa)，孔隙喉道小; 薄互层状硅质页岩的孔隙结构最好，排驱压力最小; 块状黏土质页岩热演化程度低，孔隙结构最差，排驱压力最大; 纹层状硅质页岩和薄互层状凝灰质页岩介于两者之间，表现为差孔隙结构和大排驱压力。

长7₃亚段页岩孔隙度低，渗透率极低，为此，采用岩心TRA(致密岩石分析方法)研究孔渗特征(图 6b)。该图指出，不同宏观结构岩相的页岩孔渗关系差别很大，储层的非均质性很强; 薄互层状硅质页岩的孔隙度较高，渗透性最好，其次为纹层状硅质页岩; 薄互层状凝灰质页岩尽管孔隙度最大，但渗透率低，表明其孔隙结构差，孔隙连通性差。

因此，确定硅质页岩的薄互层状结构为储层品质的有利宏观结构(表 3)。

3.2.3 脆性特征

页岩地层的脆性特征除了与脆性矿物的含量直接有关外，还与脆性矿物粒径及其颗粒接触关系密切相关，因此，脆性矿物含量并不能完全表征脆性特征，还应进一步评价脆性矿物颗粒的粒径及其接触关系。显然，脆性矿物的含量越多，粒径越大，颗粒呈骨架支撑形式越多，则岩石脆性越强，可压裂性越好，压裂改造效果越好。

岩心XRD分析(表 3和图 7a)表明，纹层状硅质页岩的石英含量一般大于30%，黏土矿物含量介于20%~40%，黄铁矿含量很高(大于5%); 薄互层状硅质页岩的石英含量大于50%，黏土矿物含量少于30%，黄铁矿含量较少，低于5%;纹层状黏土质页岩的石英含量一般小于30%，黏土矿物含量大于50%，黄铁矿含量为3%~5%;块状黏土质页岩的石英含量低于30%，黏土矿物含量为50%，黄铁矿含量小于2%;薄互层状凝灰质页岩的石英含量一般为40%以上，黏土矿物含量为23%~50%，黄铁矿含量最少(低于2%)。

数字岩心QEMSCAN扫描电镜矿物定量评价结果(图 7b、c)表明，不同宏观结构岩相的脆性矿物含量、分布形式和颗粒尺寸存在较大的差异：薄互层状硅质页岩主要的脆性矿物为石英和长石，粒径较大(主要分布在10~200µm)，呈颗粒骨架支撑形式; 纹层状黏土质页岩和纹层状硅质页岩的石英和长石颗粒粒径较小(主要分布在1~10µm)，与黏土矿物颗粒的粒径相近，不具有骨架支撑的作用。显然，硅质页岩的薄互层状结构为脆性特征的有利宏观结构。

综上所述的烃源岩特征、储层特征和脆性特征，可以明确，薄互层状硅质页岩为最有利的岩相，其次为纹层状硅质页岩和薄互层状凝灰质页岩。

3.3 混积型页岩油的甜点优选

混积型页岩油广泛发育于中国陆相页岩油盆地，如柴达木盆地英雄岭下干柴沟组、准噶尔盆地玛湖地区二叠系风城组，以及四川盆地川中地区侏罗系自流井组大安寨段与凉高山组等领域，其岩性由大致各占1/3的黏土、硅质(石英、长石)和碳酸盐(方解石、白云石)组成，岩性十分复杂。岩性的复杂性决定了其孔隙度与渗透率变化大、孔隙结构复杂，由此导致含油性非均质性强，页岩油的甜点确定极其困难。

柴达木盆地英雄岭地区下干柴沟组(E₃²)页岩为咸化湖相沉积，矿物组分主要为伊利石、石英、长石、方解石、白云石及石膏，混积特征明显。根据岩性相对优势，可划分为黏土质页岩、硅质页岩和灰云质页岩3类岩相^[40-41]，结合岩心观察与电成像测井的宏观结构分析，可进一步细分为纹层状黏土质页岩、薄互层状黏土质页岩、块状黏土页岩(分布少见)、纹层状灰云质页岩、薄互层状灰云质页岩及块状硅质页岩(分布少见)(图 8)。

综合常规曲线、岩性扫描、电成像、二维核磁共振以及岩心油气显示等信息，对比论证不同岩相不同宏观结构地层的岩性特征、物性特征、含油性特征和脆性矿物特征，优选出页岩油甜点段的有利宏观结构(图 9)。该图指出：

(1) 硅质页岩：宏观结构类型主要为块状，尽管石英和长石含量高，脆性矿物含量高(70%)，有利于压裂改造，但有效孔隙度低，孔隙结构差，并且二维核磁共振T₁—T₂谱基本上没有油气指示，岩心也没有油气显示。岩心薄片进一步揭示，碳酸盐为胶结物，导致物性差，含油性差。

(2) 黏土质页岩：黏土含量较高，脆性矿物含量为50%~60%;纹层状和块状的黏土质页岩物性差，含油性差; 薄互层状黏土页岩T₂谱指示孔隙结构中等，发育一些大孔，有效孔隙度较高(3%~8%)，可动孔隙度较大(2%~5.5%)，物性较好，并且，T₁—T₂谱指示束缚水饱和度较高(40%~50%)，可动油饱和度较高(40%~50%)。

(3) 灰云质页岩：碳酸盐含量较高(40%~50%)，脆性矿物含量高(大于70%); 薄互层状灰云质页岩的长T₂谱分量较多，孔隙结构较好，大孔较为发育，有效孔隙度较高(4%~9%)，可动孔隙度较大(大于4%)，物性好，并且，T₁—T₂谱指示束缚水饱和度较低(20%~30%)，可动油饱和度高(大于60%)。相比于而言，纹层状灰云质页岩较薄互层状灰云质页岩的物性与含油性要差，但较其他类型的页岩要好。

因此，可以判断，薄互层状灰云质页岩为甜点，其次为纹层状灰云质页岩和薄互层状黏土质页岩。

4 结论

准确评价陆相页岩油的甜点难度大，需持续攻关研究。本文提出的双结构甜点评价方法，既注重精细评价甜点的“底子”——物性、含油性和脆性等甜点三要素的微观结构特征即甜点的内涵，又强调准确评价甜点的“面子”——页岩宏观结构即甜点的外延，探索并提出了一种页岩油甜点评价新思路与新方法。该方法中，宏观结构评价贯穿于全过程，搭建将重点井评价成果无缝传导至一般井的桥梁，其评价结果的正确与否攸关甜点评价的准确性。通过录取了较为丰富测井资料(电成像、核磁共振和元素全谱等成像测井)的关键井所开展的双结构甜点评价，建立有利宏观结构类别识别标准即甜点识别标准，并将此标准推广应用于成像测井资料相对较少的一般井，以宏观结构评价搭建将关键井评价成果无缝传导至一般井的桥梁。本文重点论述了双结构甜点评价方法在松辽盆地古龙地区青山口组青一段黏土质页岩油、鄂尔多斯盆地陇东地区延长组长7₃亚段硅质页岩，以及柴达木盆地英雄岭下干柴沟组混积型页岩等领域关键井中的应用及其评价成果，结果表明双结构甜点评价方法思路正确，技术可行，行之有效。

为了提高双结构甜点评价方法应用成效并推广应用，应突出如下三方面的技术工作：

(1) 做实测井资料目标化录取工作：重点井的技术目的是借助于岩心、实验、测井和试油等丰富资料精细评价物性、含油性和脆性等微观特征，建立甜点与有利宏观结构的内在关联的规律以及宏观结构的分类标准，为此，应测量二维核磁共振、电成像和元素全谱等测井资料; 一般井的技术目的是准确评价宏观结构及其分类，至少需采集电成像、三分量感应和阵列声波之一，优先应用电成像测井。

(2) 精细评价储层微观结构特征：以二维核磁共振测井为基础，准确计算有效孔隙度、可动油饱和度及可动油含量。如烃源岩成熟度高，则需进一步计算有机质孔隙度并计入有效孔隙度，但目前尚未建立较为成熟的相应计算方法。一般地，TOC难以描述页岩的含油性，为突出原油可动性的重要性，应以可动油含量(或可动油饱和度)表征含油性。可以元素全谱测井计算脆性指数，考虑到脆性并不仅仅表现为与岩性种类及其含量有关，应进一步结合岩石物理实验所揭示的岩石颗粒粒径及其结构以及测井计算的地应力等因素，更准确地明确地层的脆性特征，克服当前仅以脆性矿物含量高低评价脆性的方法中所存在的较大局限性甚至不适用性。

(3) 准确明确甜点段的有利宏观结构：鉴于陆相页岩油的宏观结构与甜点段分布并不存在固化的一一对应明确关系，需具体区块具体分析，深入解剖有利微观结构与有利宏观结构的内在规律性，建立双结构法的甜点评价标准，明确甜点段所对应的宏观结构类型。如果烃源岩品质差异大，非均质性强，各向异性强，则需进一步考虑烃源岩品质对甜点的控制作用，如有机质孔隙度与裂隙发育，则提高可动油含量的储集能力，而有机质呈零散状分布，则有利于压裂改造。当烃源岩品质较差时，应考虑源储配置关系对甜点段的控制作用，有利源储配置条件下的有利宏观结构才为甜点段。理想情况下，所评价的有利宏观结构厚度大(包括单层厚度和累计厚度)、分布面积广，勘探开发潜力大，此为一类甜点，否则，应将分布厚度和面积均较大的次一级有利宏观结构考虑为甜点即二类甜点。