随着页岩油气勘探的不断深入,细粒沉积岩已经成为学术界的研究热点。渤海湾盆地沧东凹陷孔二段是典型的陆相坳陷型湖盆,富有机质细粒沉积岩分布范围广、地层厚度大,尤其是孔二段一亚段(EK21)油气显示活跃,前期部署的多口直井和水平井均获得工业油流,目前已成为我国陆相页岩油勘探的典型代表之一。作为沧东凹陷孔二段页岩油勘探的首选目的层,EK21岩相类型与岩相组合非常复杂,垂向演化规律不明确,页岩油富集规律等基础研究工作尚待完善,严重制约了页岩油的精细勘探与开发。本文以沧东凹陷EK21富有机质细粒沉积岩为研究对象,采用宏观与微观相结合的研究思路,分析岩相及岩相组合特征、综合评价生烃能力及储集性能,优选有利岩相组合,总结细粒沉积岩油气富集规律,预测有利勘探区,为研究区页岩油的精细勘探开发提供科学依据和知识储备。岩心观察描述、全岩X射线衍射、超大面积扫描电镜成像等综合分析表明,EK21以混合质页岩为主,上部长英质矿物含量较高、纹层频繁叠置,下部碳酸盐矿物含量较高、均匀分布。依据矿物组成、岩石类型、沉积构造等特征,将研究区细粒沉积岩划分出六种岩相类型:纹层状长英质页岩相、块状长英质页岩相、纹层状灰云质页岩相、块状灰云质页岩相、纹层状混合质页岩相、块状混合质页岩相。EK21细粒沉积岩整体属于好-很好烃源岩,有机质丰度大、干酪根以Ⅰ型和Ⅱ1型为主、有机质处于低熟-成熟的阶段,其中纹层状/块状长英质页岩相及纹层状混合质页岩相烃源岩品质较好。EK21细粒沉积岩段储集空间类型多样、纳米级孔隙发育,孔径分布存在较强非均质性,集中在20-150nm之间,以介孔为主。方沸石粒间孔、白云石晶间孔、溶蚀孔及层理缝的大量发育使灰云质页岩、长英质页岩的储集性能较好。此外,研究发现EK21细粒沉积岩段岩相变化频繁、非均质性强,因此,本文以岩相组合为单位开展油气富集规律方面的相关研究。在岩相划分基础上,结合岩相主控因素及测井响应特征,划分出五种岩相组合类型:陆源型岩相组合(组合1)、陆源混积型岩相组合(组合2)、陆源-内源型岩相组合(组合3)、内源混积型岩相组合(组合4)、内源型岩相组合(组合5)。以岩相组合作为研究单元对烃源岩、储层及分布特征研究后发现:组合1、组合2的烃源岩有机质丰度高,有机质类型好,生烃能力强,这与岩相组合的沉积环境与形成机理有关;而组合4、组合5的有机质丰度较低,有机质类型较差,生烃能力明显弱于组合1、组合2;组合1、组合5中储集空间类型多样,基质孔隙及微裂缝大量发育,孔隙连通性中等-较好,总孔体积和总比表面积较大,平均孔径较大(4.12nm),而其他三种岩相组合尽管也发育相当数量的孔缝,但连通性较差,总孔体积、总孔面积和平均孔径都较小,储集能力相对较差。综上所述,EK21具有"三高两低多类型"(高纹层密度、高方沸石、高TOC、低黏土矿物、低有机质成熟度、多种有机质类型)的典型特征,组合1、组合2为有利生烃岩相组合,组合1、组合5为有利储集岩相组合。综合烃源岩特征及储层特征,认为组合1为沧东凹陷孔二段一亚段最有利岩相组合类型。