济阳坳陷渤南洼陷沙三段页岩厚度大、有机质含量高、演化度适中，页岩油地质条件优越，目前已经有多井在页岩层段钻遇工业油流，是页岩油取得商业性突破与下一步能源接替的有利层位。由于页岩油地质研究薄弱，页岩油成藏相关认识有限以及目前页岩油相关勘探开发技术的局限，影响了该地区页岩油勘探开发的进展。本文通过对当前济阳坳陷页岩油地质研究现状进行梳理与总结，提出了针对该地区页岩油勘探开发的建议，对该地区页岩油的勘探开发与商业性突破具有指导意义。
1 区域地质概况
渤南洼陷是位于济阳坳陷内部沾化凹陷的一个三级负向构造单元，勘探面积约600km2。西接义和庄凸起，东接孤岛凸起，北接埕东凸起，南接陈家庄凸起。渤南洼陷在埕南大断层和孤西断层控制下形成了数条断裂带。济阳坳陷渤南洼陷钻遇完整新生界地层，从底到顶分别为孔店组、沙河街组、东营组、馆陶组、明化镇组、平原组，其中沙河街组从底到顶划分为沙四段、沙三段、沙二段与沙一段。沙三下亚段顶面埋深3500m-4500m，地层厚度大约600m-1200m。
2 页岩油地质研究现状
2.1 页岩油储层甜点标准
富有机质纹层状泥质灰岩/灰质页岩为本区页岩地质甜点，其地化参数指标TOC>2%、S1>2.0mg/g、氯仿沥青 “A”>0.5%，压力系数一般＞1.4，同时页岩层段的微裂缝发育。在测井曲线上往往有3高（GR、AC、中子）、1低（密度）的特征，纵向上其主要分布在12x层组和13s层段，平面上其主要分布在南部罗家鼻状构造、北部渤深4断阶带和深洼带。
2.2 页岩油储集空间
页岩油储集空间包括裂缝和孔隙两大类，以无机孔隙为主。其中裂缝主要有以层间微裂缝和超压微裂缝为主的成岩裂缝，以及产状以斜交为主的宏观构造裂缝。页岩岩心上多见到构造裂缝与层理缝含油，说明裂缝为油气提供良好的储集空间与运移路径。
页岩孔隙以纳米级别为主，成因类型包括粘土矿物晶间微孔、粒间微孔、方解石晶间孔、白云石晶间孔、黄铁矿晶间孔、有机质微孔缝及少量溶蚀孔隙。页岩中有机质孔隙总体发育程度较差，主要在有机质边缘缝状孔隙形貌出现。粘土矿物晶间微孔数量较多，主要为片状。
2.3 页岩油富集主控因素
陆相页岩的非均质性强，页岩油富集主控因素复杂。总体而言，页岩油的富集主要受到页岩岩相、可动性、裂缝与异常高压等多个因素的影响[1]。
页岩岩相是页岩油富集高产的基础。页岩的有机质丰度越高，明暗纹层越发育，页岩的含油性越好。本区最有利的页岩岩相为纹层状泥质灰岩相和纹层状泥质灰岩相。可动性是页岩油富集高产产出的前提。页岩油的密度越低，流动性越好，单井产量越高。裂缝是页岩油富集高产的重要因素。裂缝的发育可以提供页岩的储集空间，提高储层的渗流能力，也可以改善页岩的可压性。有利于页岩油的富集高产。异常高压是页岩油富集高产的保障。本区页岩页岩油甜点段常见异常高压，压力系数大于1.5，多见高产工业油流。
3 页岩油勘探开发建议
3.1 首选“夹层型”页岩油区域
根据页岩油赋存的主要储集空间可划分为基质型、夹层型与裂缝型三大类。裂缝型页岩油是指储集在裂缝中的油气。该种页岩油主要以游离的形式储集，自然产能高，开发条件最好。夹层型页岩油指页岩油储集在发育灰质、砂质夹层的页岩层段，夹层的发育增加了页岩层段的储集与渗流能力，页岩油的开发条件也较好。基质型页岩油主要指页岩油主要储集在页岩基质孔隙中，基质孔隙为纳米级别，渗流能力弱，故页岩油的开发难度大，目前的开发技术条件下，难以动用开发。
目前该地区钻遇工业页岩油流以及零星开发的页岩油井，主要是夹层型与裂缝型页岩油气。由于裂缝的预测是目前仍在攻关的难题，所以裂缝型页岩油储层的实际预测的难度大，缺乏大规模勘探开发的可能。基质型页岩油页岩油富集程度低，受目前压裂工艺限制，离开发建产仍有一段距离。夹层型页岩油指在页岩层段中发育砂条、灰条夹层，其可预测性强，夹层的发育目前可以通过测井手段预测。同时由于在富集的页岩层段中发育了砂条、灰条，页岩油富集条件更好，还增加了层段的脆性条件，在水力压裂下更容易产生大面积的组合缝网，是目前勘探开发最有利的类型。
3.2 采用水平井结合水力压裂方式开发
水平井与水力压裂是页岩油开发利用的主要手段。页岩具有低孔隙度与低渗透率的特点，自然条件下无工业产能，需要采用水平井和水力压裂技术进行动用。水平井可以使井段与更大面积的优质储层接触，从而增加页岩油的开发效果。水力压裂技术包括压裂液、支撑剂、岩石力学、压裂优化设计等多项技术。在页岩储层中形成复杂缝网的能力决定了压裂最终效果。胜利油田通过采用形成了通过压裂液诱发净压力达到页岩的抗剪切强度，形成“酸蚀裂缝 + 微裂缝 + 分支缝 + 高导流主缝”的组合复杂缝网压裂技术[2]，形成的复杂裂缝对储层渗透率的提高程度是常规压裂技术的5-7倍，取得了良好的压裂效果。
3.3 试验二氧化碳吞吐增产提采技术
地层环境条件下，二氧化碳处于超临界状态，可以有效扩散进入孔径大于0.33nm的页岩孔隙，具有增加地层能量、降低原油粘度、形成酸蚀孔隙等多种作用，可有效动用页岩孔隙中的剩余油。其可以采用二氧化碳吞吐的形式，先在一口井注入二氧化碳，焖井生产，使二氧化碳与原油充分接触。目前，页岩压裂投产的采收率通常低于10%，但是在水力压裂后进行二氧化碳吞吐可以提高9%的原油采收率，说明二氧化碳吞吐技术对增产提采具有很好的效果[3]。
可动性是页岩油富集高产产出的前提。渤南洼陷沙三段页岩油以中-高成熟度为主，原油密度在0.84-1.00cm3/g，整体以轻质油-中质油为主[4]。原油的油质是影响产量与开发的重要因素，在夹层型页岩油高产需要油质轻质油为前提，裂缝型页岩油高产需要油质为中质油以上。二氧化碳吞吐可以有效改善原油粘度，增加原油可动性，进而增加原油开发的产量与采收率。尤其是针对目前通过水平井水力压裂无法工业动用的基质型页岩油，试验采用二氧化碳吞吐为增产与提高采收率提供了一条新的解决思路。
4 结论
富有机质纹层状泥质灰岩/灰质页岩为本区页岩地质甜点。页岩油储集空间包括裂缝和孔隙两大类，以无机孔隙为主。页岩油的富集主要受到页岩岩相、可动性、裂缝与异常高压等多个因素的影响。
渤南洼陷页岩油勘探开发应该首选“夹层型”页岩油区域，夹层可预测性强，页岩油气富集，层段可压性强，是目前勘探建产的有利层系。采用水平井结合水力压裂方式开发，同时建议试验二氧化碳吞吐增产提采技术。该区页岩油勘探开发具有良好前景。
参考文献
[1] 王勇, 刘惠民, 宋国奇, 等. 济阳坳陷页岩油富集要素与富集模式研究[J]. 高校地质学报, 2017, 23(2): 268-276.
[2] 刘惠民. 济阳坳陷页岩油勘探实践与前景展望[J]. 中国石油勘探, 2022, 27(1): 73-87.
[3] 刘合, 陶嘉平, 孟思炜, 等. 页岩油藏CO2提高采收率技术现状及展望[J]. 中国石油勘探, 2022, 27(1): 127-134.
[4] 单程程. 渤南洼陷沙三下亚段页岩油综合评价[J]. 中国石油大学胜利学院学报, 2021, 35(1): 16-21.
作者简介：李磊（1995-），男，2020年毕业于中国石油大学（北京）地质资源与地质工程，获硕士学位，现主要从事石油地质勘探综合研究工作。