0 引言

油气资源储层在漫长的形成过程中，由于其经历了沉积作用、成岩作用以及构造作用的联合影响，使得储层之间以及储层内部多种类型的属性存在一定的差异，该种类型的差异可以被称为储层的非均质性（龙海岑和李绍鹏，2022）。储层的非均质性特征会对油气藏的描述及表征产生重要影响，通过开展非均质性特征研究，可以有效认识储层中的油水气分布规律，同时，还可以指导后续的油气资源开发工作（于荣泽等，2020；王川等，2022）。目前，中国常规油气资源的储量逐渐降低，为了满足社会对于能源的需求，对非常规油气资源进行开发十分关键（余长恒等，2020；魏源等，2021）。页岩油和页岩气属于重要的非常规油气资源，渝西区块位于川中平缓带东南部和川南低陡弯形带北段（图1），区内页岩油和页岩气的储量十分丰富，对渝西区块的深入开发对于推动社会的发展十分重要，然而在对渝西区块进行深入开发之前，有必要对渝西区块深层页岩的非均质性特征进行研究。

目前，众多学者对页岩的非均质性特征进行了广泛研究。赵迪斐等（2018）针对海相页岩储层中微观孔隙的非均质性问题，以渝西南区块的五峰— 龙马溪组为例，采用了显微镜、压汞以及液氮吸附等工具或方法，对微观尺度下页岩的非均质性特征进行了研究，研究发现该区块页岩储层的孔隙发育情况存在明显的非均质性特征，且这种非均质性特征相对较强，孔隙的非均质性特征会对储层的品质产生严重影响；胡忠贵等（2018）针对湘鄂西地区页岩的非均质性问题，以水井沱组页岩为目标，使用多种类型的工具和方法对该区域的页岩进行了储层分布研究以及非均质性研究，通过研究发现，该储层的页岩类型主要以炭质页岩和硅质页岩为主，对于储集空间而言，由下向上孔隙度将会逐渐增大，该区域页岩储层的非均质性主要受到了沉积阶段海平面升降作用的严重影响；高苑等（2021）针对黔北地区牛蹄塘组的页岩孔隙结构问题，使用了扫描电镜等工具以及氮气吸附等方法，对该区域页岩的孔隙结构、孔径分布情况进行了全面研究，通过研究发现，该区域的页岩孔隙类型相对较多，主要的孔隙类型以有机质孔、层间孔以及溶蚀孔为主，由于孔隙结构存在较大的差异，因此，该区域页岩表现出了孔隙非均质性特征，同时，页岩的孔径越小，则说明微孔的发育越好，孔隙的非均质性将会增强。

尽管众多学者针对页岩储层的非均质性进行了研究，但是区域不同，储层的页岩非均质性特征也将存在较大差距，仅依靠其他区域页岩的非均质性特征无法建立渝西区块页岩特征的正确认识，同时，近些年来非常规油气资源的开发工作逐渐向 “深地”发展，对深层的页岩非均质性特征进行研究十分必要。本研究主要以渝西区块的五峰—龙马溪组为研究对象，从宏观非均质性、微观非均质性两个角度出发，对渝西区块深层页岩非均质性特征进行深入研究，对储集层参数进行对比分析，以期为后续渝西区块深层能源的开发奠定基础。

1 渝西区块深层页岩宏观非均质性特征分析

1.1 岩相非均质性分析

在进行岩相非均质性分析的过程中，进行单井沉积相划分十分关键（Zhang et al.，2015；Qian et al.，2020）。此次研究过程中，将以渝西区块中的足 206 井作为岩相非均质性研究的对象，通过分析发现，该井五峰组—龙马溪组龙一 1 亚段中的页岩储层厚度达到了62.57 m，其页岩可以划分为9种岩相类型（图2）。通过对足 206 井的五峰组进行分析发现，其页岩储层厚度为8.40 m，且自下而上GR值逐渐上升，U/TH值逐渐上升，到观音桥段明显减小，表明沉积水体由浅到深再到浅的一个变化过程；黄铁矿含量也呈现出由少变多再变少的过程，在增加的过程中，黄铁矿产状由细小的结核逐渐向细层状过渡，表明沉积环境由弱还原向还原环境过渡，沉积相由浅水陆棚向深水陆棚过渡。由此可见五峰组整体可划分为一个大的水进和一个弱水退两个旋回，浅水陆棚中碳酸质含量较深水环境高，故这两个旋回共发育了 4 类不同的页岩岩相，即弱还原特低碳硅质页岩、弱还原低碳钙质-硅质页岩、弱还原中碳硅质页岩、还原中碳硅质页岩。其中弱还原特低碳硅质页岩、弱还原低碳钙质-硅质页岩为主要岩相，厚度分别为 2.61 m 和 2.86 m，共占五峰组的比例为 67. 08%。五峰组中有利岩相为还原中碳硅质页岩，厚度为 1.19 m，占五峰组的比例为 14.58%。在另一方面，通过对 4类不同的页岩岩相进行分析发现，其由下向上由低碳向中碳和高碳过渡，由黏土质页岩向硅质页岩过渡。对于硅质页岩而言，其主要存在于目的层的下部位置处，对于黏土质页岩而言，其主要存在于目的层的顶部位置。

1.2 储层宏观参数非均质性分析

在开展储层宏观参数非均质性分析的过程中，采用了岩心分析的方法对储层总有机碳含量、孔隙度、总含气量以及脆性物质含量等参数进行评价 （张楚等，2018；赵迪斐等，2020）。

总有机碳方面，总有机碳含量在龙一 1 亚段 1 小层、龙一 1亚段 2小层和龙一 1亚段 3小层的非均质性相对较弱，表现为较低的突进系数、变异系数和级差系数；龙一 2 亚段、龙一 1 亚段 4 小层和五峰组的总有机碳含量非均质性相对较强。孔隙度方面，孔隙度在龙一 1 亚段 1 小层、龙一 1 亚段 2 小层和龙一 1 亚段 3 小层的非均质性相对较弱，表现为较低的突进系数、变异系数和级差系数；龙一 2 亚段、龙一 1 亚段 4 小层和五峰组的孔隙度非均质性相对较强。总含气量方面，总含气量在龙一1亚段1 小层、龙一 1亚段 2小层的非均质性相对较弱，表现为较低的突进系数、变异系数和级差系数，五峰组的总含气量非均质性相对较强。脆性矿物方面，脆性矿物含量在龙一 1亚段 1小层的非均质性相对较弱，表现为较低的突进系数、变异系数和级差系数，其余小层的脆性矿物含量非均质性相对较强（表1）。

通过分析有机碳含量、孔隙度、含气量、脆性矿物指数等各项参数的突进系数、级差系数和变异系数可以发现，龙一 1亚段 1小层储层非均质性最弱，其次是龙一 1亚段 2小层和龙一 1亚段 3小层，五峰组和龙一 1亚段 4小层储层非均质性相对较强。结合储层基础地质研究结果可以看出，龙一 1 亚段 1 小层具有有机质含量高、孔隙度高、总含气量高、脆性矿物含量高、压力系数高的特点，是最优靶体的优选层段，龙一 1 亚段 2 小层和龙一 1 亚段 3 小层次之。

2 渝西区块深层页岩微观非均质性特征分析

2.1 纹层非均质性分析

纹层的非均质性特征主要可以分为 2 个方面，分别是定性非均质性特征以及定量非均质性特征（ 易积正和王超，2018； Shuai et al.，2020）。

通过对渝西区块深层页岩的纹层定性非均质性特征进行深入分析发现，其纹层主要以水平纹层以及波状纹层为主，对于部分区域的页岩而言，其存在无纹层发育的基本特点。对于波状纹层而言，其主要以泥质粉砂岩为主，该种类型的纹层与层面处于平行位置，呈现出了波浪状的形状，波状纹层 （图3a、b、e、f）。对于水平纹层而言，其主要是由于有机质含量的差异所导致，在静水环境下，地层中的物质缓慢沉积，最终产生了水平纹层，该种类型纹层的出现表明该区域存在相对较为稳定的水动力环境，水平纹层（图3c、g）。对于龙马溪组的底部位置以及五峰组而言，其纹层并没有发育，这主要是因为两个位置处的有机质含量相对较高，在有机质含量丰富的前提下，在显微镜下无法对页岩薄片中的矿物组成情况进行分析以及区分，无纹层特征呈现出了暗色块状形态，无纹层特征（图3d、h）。

注：测试单位为川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院（2021年6月）。

在开展页岩研究的过程中，纹层属于非常重要的特征，该种类型的特征主要由沉积环境所决定（刘猛等，2018；李兆丰等，2021；郭为等，2023）。通过对渝西区块深层页岩的纹层定量非均质性特征进行深入分析发现（图4），对于高位体系域而言，其有利于纹层的发育，因此，与其他体系域相比，HST1 和 HST2的纹层发育相对较好，在高位体系域中，其纹层主要以水平纹层为主，存在少量的波状纹层。对海侵体系域进行分析发现，纹层发育相对较差，这种现象在五峰组的TST0体系域中表现十分明显，其纹层并没有发育。这主要是因为在海侵阶段，深水的沉积环境相对较为稳定，不会受到外界物源的干扰以及影响，其主要是内生矿物沉积为主，因此，不会有纹层出现（ Zhao et al.，2019）。另一方面，在进入到海退阶段以后，由于沉积水体将会逐渐变浅，对于外界中的物源而言，其供给将会逐渐增加，水流以及沉积环境都将会出现一定的变化，因此容易产生大量的纹层，在沉积环境出现严重变化时，将会出现波状层理（杨琦等，2021）。

a—波状纹层；b—波状纹层；c—水平纹层；d—无纹层特征；e—波状纹层；f—波状纹层；g—水平纹层；h—无纹层特征

2.2 矿物组成非均质性分析

通过对渝西区块深层页岩的矿物组成进行分析发现，其矿物组成的变化相对较大，对于五峰组 —龙马溪组中的页岩而言，其硅质含量相对较高，黏土矿物的含量次之，低于地层底部位置处而言，其硅质的主要成分为自生石英。矿物组成变化较大的主要原因在于沉积环境，对于深水陆棚而言，其矿物的含量相对较高（吴泓辰等，2016）。事实上，页岩属于黏土岩的一种类型，其组成成分相对较为复杂，主要的矿物类型以陆源矿物以及自生矿物为主，还含有一定量的有机质。通过对矿物组分进行深入分析，可以了解储层中物质的主要来源，矿物组成也将会对裂缝的发育情况以及储集空间产生重要影响，矿物分析属于页岩研究的重要内容 （陈尚斌等，2015；王香增等，2016）。

以X-衍射为主、辅以薄片及扫描电镜等手段对区内龙马溪组富有机质泥页岩的矿物组分进行分析，研究表明，对于渝西区块深层页岩而言，其矿物的组成情况相对较为复杂，主要矿物包括石英以及黏土矿物，斜长石以及云母的含量次之，正长石等物质的含量相对较少，对于黏土矿物而言，其成分主要以伊利石为主，绿泥石含量次之，高岭石的含量最少（表2）。

2.3 孔隙非均质性分析

本文开展孔隙非均质性研究的过程中，主要是对粒间孔隙、粒内孔隙、有机质孔隙、微裂缝进行研究，研究过程中使用了扫描电镜等工具，同时，还进行了核磁共振分析，以此了解渝西区块深层页岩的微观孔隙特征，不同孔隙类型的统计结果如图5 所示，通过对图5分析发现，渝西区块各小层纵向上孔隙特征差异性明显。

对于渝西区块深层页岩而言，从纵向角度进行分析可以发现，与其他小层相比，1小层以及 3小层有机孔的发育情况相对较好；其中，1小层有机孔的发育最佳，有机孔的发育情况与TOC含量具有很强的联系，有机孔发育越好，证明 TOC 含量越高。对于粒间孔而言，从 1小层直到 4小层，其发育情况逐渐变好。对于粒内孔而言，2小层以及3小层的发育情况相对较好，这主要是因为这两个小层在沉积的过程中受到了水体变化的严重影响，导致大量的陆源碎屑进入到这两个小层之中。在微裂缝方面，2 小层和 4 小层的发育情况相对较好，主要的微裂缝类型以黏土矿物片间缝和脆性矿物颗粒边缘缝为主。

3 储集层参数对比分析

通过对渝西区块深层页岩进行综合性分析可以发现，在纵向角度上，随着层位的逐渐降低，对于五峰组龙一 1 亚段而言，其储层的相关参数将会逐渐变化，对于龙一 1亚段 1小层储层而言，其品质处于最佳状态。在横向角度上，对于渝西区块的内部而言，储层参数与构造类型之间的联系相对较小，其主要是构造所处的位置有关，对于龙一 1 亚段 1 小层而言，在总有机碳含量和孔隙度等多个方面，南部区域的参数好于北部区域，南部区域的储层品质整体较好。

通过将渝西区块深层页岩与长宁区块、威远区块等深层页岩进行对比发现，在总有机碳含量以及孔隙度等方面，渝西区块深层页岩的参数值相对较低，但是在脆性物质含量方面，渝西区块与其他区块的差异相对较小，其含气量相对较高。出现该种类型现象的主要原因在于埋藏深度，埋藏深度增加，上覆地层的压力也将会提升，此时的压实作用相对较为强烈，受到上覆地层压力的影响，页岩孔隙将会出现压缩现象，其孔隙体积逐渐减小，孔隙度逐渐降低，压力系数将会逐渐增加，气体在地层中的扩散系数将会逐渐减小，因此，页岩中的含气量将会提升（表3）。

注：测试单位为川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院（2021年6月）。

注：测试单位为川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院（2021年6月）。

4 结论

本文研究主要是针对渝西区块深层页岩的非均质性特征问题，从岩相和储层宏观参数两个角度出发，对其进行了宏观非均质性特征分析，从纹层、矿物组成、孔隙特征三个角度出发，对其进行微观非均质性特征探讨，最后，从多尺度非均质表征、多尺度非均质性成因分析以及储集层参数对比分析等角度出发，进行渝西区块深层页岩多尺度非均质性特征研究，为充分了解渝西区块深层页岩的非均质性特点奠定基础。通过此次研究主要可以得出以下结论：

（1）从有机碳含量、孔隙度、含气量、脆性矿物指数等参数的角度出发，龙一 1 亚段 1 小层储层非均质性最弱，其次是龙一1亚段2小层和龙一1亚段 3小层，五峰组和龙一1亚段4小层储层非均质性相对较强，龙一 1 亚段 1 小层属于最优靶体的优选层段，龙一1亚段2小层和龙一1亚段3小层次之。

（2）五峰组—龙马溪组4个小层中，在有机孔方面，1小层和3小层的发育相对较好；在粒间孔方面，从 1 小层至 4 小层其发育情况逐渐变好；在粒内孔方面，2小层以及 3小层的发育情况相对较好；在微裂缝方面，2小层和 4小层的发育情况相对较好，其主要的微裂缝类型以黏土矿物片间缝和脆性矿物颗粒边缘缝为主。

（3）渝西区块纵向上，随着层位自上而下，五峰组龙一 1 亚段页岩储层参数均有逐渐变好趋势，龙一 1亚段 1小层储层品质最佳；横向上，在渝西区块内部，储层参数的变化与所处构造类型无太大关联，仅与所处构造的相对位置有关。

参考文献