那些沉在底下看不见摸不着的页岩和泥岩

话说那些沉在底下看不见摸不着的页岩和泥岩,虽然看起来一点都不抢眼,可实际上它们占了全球沉积岩总量三分之二以上。以前大家根本没怎么正眼瞧过这种东西,觉得它们平淡无奇。直到最近几十年,油气勘探做得深了,大家才惊觉,原来正是这些被忽视的“沉默岩石”,偷偷地掌控了全球天然气和页岩油的产量。 你看阿根廷中部那个叫Laguna Mar Chiquita的深湖就特别有意思。现代深湖记录显示,当湖平面涨到最高点的时候,那些富有机质的沉积层横向变化极小。这就好比给前陆盆地找了个稳定又优质的“油箱”,无论是构造高地还是湿地环境,只要这里隆起成了深湖地层,往往就是那些非常规油气藏的核心所在。 至于为啥这些细粒沉积物能成事儿?关键还得看粘土矿物的本事。非洲的一些湖泊告诉我们一个秘密:高硅质输入加上富含溶解镁的碱性孔隙水,就是自生粘土矿物的温床。当湖水跟地表水混在一起、沉积物又少的时候,粘土矿物就像变戏法一样在原地快速沉淀出来。它们就像给原先的泥质沉积物盖了一层被子一样,把它改造得更适合封存油气。 Larsen教授他们在密苏里州东南部搞了个研究,发现希克苏鲁伯撞击产生的那些碎屑碎屑被迅速卷进了湖泊沉积物里。X射线衍射和岩相学都发现了,这些撞击碎屑把局部矿物组成给变了样,这就加速了后期的成岩压实和粘土化过程。这么一来,就给油气储层提供了一种独特的物理化学屏障。 Marcellus盆地有两个海侵海退旋回很有意思。那里面的草莓状黄铁矿直径变化记录了底水从缺氧到有点缺氧的波动情况。当黄铁矿颗粒变大、形状变得更圆润时,说明大陆架近端氧含量稍微有点提升了。这种氧气含量的细微变化就像个“温度计”,给沉积有机质保存提供了一个“临界窗口”。 Texaco岩心样品19里的一段也很有看点。你会看到大小不一的自生石英微晶块簇在一起出现,簇和簇之间还填充着有机质和微孔隙。这些簇状石英就像是混凝土一样把孔隙空间给锁住了,给后续的油气充注提供了物理屏障;同时呢,簇间的孔隙又成了流体运移的通道,这样就很好地平衡了封闭性和渗透性。 从深湖烃源岩到自生粘土盖层,从草莓状黄铁矿到放射虫石英“混凝土”,页岩和泥岩通过层层叠加的沉积和成岩改造,在全球尺度上塑造了油气藏的样子。现在非常规油气已经进入深水、深层甚至是隐伏区了,对细粒岩石微结构的精准解析,无疑会成为下一轮勘探突破的关键钥匙。