北美页岩气勘探实践表明,基于含气性和脆性的岩石相划分,对页岩气储层评价及有利区的预测有重要意义。鄂尔多斯盆地东南部甘泉地区长7段陆相页岩分布面积广,沉积厚度大,有机碳含量高,其上下邻近的多套油藏的油源均来自长7页岩。近年来在长7段内钻探多口页岩气井,证实了该区的页岩气勘探前景广阔。本文以甘泉地区长7段页岩为主要研究对象,揭示页岩层系内纯页岩、砂质页岩、泥质粉砂岩等的测井响应特征,据此分析页岩厚度的展布特征;运用岩石热解和总有机碳含量测试,研究页岩的有机质类型和总有机碳的含量;根据X衍射分析,揭示页岩层系的矿物组分特征;通过三轴力学测试,分析页岩的岩石力学特征,选用归一化的弹性模量和泊松比的比值作为脆性指数,分析地层的脆性特征。根据等温吸附实验和含气性的测井解释结果,综合研究页岩的吸附气含量、影响因素及不同赋存状态的页岩气所占比例。在此基础上,以矿物组分、有机质含量等参数建立适合甘泉地区页岩岩石相的划分标识,分析不同岩石相的展布特征,构建岩石相的三维地质模型,预测有利区的分布。主要取得以下认识:(1)该区页岩的有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ1型,Ro在0.83%~1.10%。总有机碳含量主要在1.0%~8.0%。页岩层系中粘土矿物含量为22.5%~68%,石英含量为7.3%-30.8%;长石的含量为5.3%~47.5%,含少量黄铁矿、碳酸盐胶结物。(2)页岩的总应变多小于0.65%,含粉砂质页岩的在0.70%-0.89%,总体表现为“弹-短塑性”特征。页岩的弹性模量在13.5GPa~23.9GPa,含粉砂质页岩在15.09GPa~ 25.4GPa;页岩的泊松比在0.13~0.43,含粉砂质页岩的在0.18~0.32;不同岩性的弹性模量、泊松比有着较大差异。(3)页岩的总的含气量在2.18cm3/g~5.41cm3/g,吸附气含量所占比例为27.8%~87.5%,平均为56.1%,以吸附气为主。游离气含量所占比例为4.1%~48.2%,平均为32.4%;油溶气的含量相对较少。(4)以TOC、粘土矿物、脆性指数三个参数,划分出长7段页岩的岩石相类型。构建岩石相三维地质模型,提出富有机质硅质页岩和硅质页岩为优势相。根据优势相的厚度特征,划分了有利区类型,预测了不同类型有利区的分布。