页岩气成藏机理研究新进展

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1、页岩气成藏机理研宄新进展贞岩(shale)是由粒径小于0.0039mm的细粒碎屑、粘土、有机质等组成，具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，亦即美国所称的粒径小于0.0039mm的细粒沉积岩。美国一般将粒径<0.0039mm的细粒沉积岩统称为页岩富有机质页岩是形成贞岩气的主要岩石类型，富有机质页岩主要包括黑色页岩与炭质页岩页岩气(shalegas或gasshale)是从富有机质页岩地层系统屮开采的无然气{John,2002;USDepartmentof}:nergy,etal.，2009;Boyeretal,，2006)o按成因机制，页岩气是以吸附或游

2、离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中，自生自储、连续聚集的天然气藏。在页岩气藏中，富烃页岩一般既是天然气的储集层，又是天然气的源岩。富有机质页岩烃源岩可大量(可高达总生烃量的50%左右)滞留油气。形成可供商业开采的页岩气。2.富有机质页岩沉积环境贞岩可形成于陆相、海相及海陆过渡相沉积环境中。富有机质黑色贞岩形成，需要具备两个重要条件：一是表层水中浮游生物发育，生产力高；二是具备有利于沉积有机质保存、聚集与转化的条件。水循环受限的滞留海(湖)盆、陆棚区台地间的局限盆地、边缘海斜坡与边缘海盆地中，由于水深且盆地隔绝性强，水体循环性

3、差，容易形成贫氧或缺氧条件，是发育黑色页岩的有利环境。综合研宄认为，黑色富有机质页岩主要形成于缺氧、富H2S的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中（姜在兴，2003;张爱云等，1987）。摘要:在调研了国内外页岩气研究成果的基础上，系统地研究了页岩气藏基本特征，分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素，并针对页岩气藏特殊的成藏特征，探讨了相应的识别方法和资源评价方法。研宄表明，页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层而积大、连续分布、形成温度及埋深范围广，赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等

4、特征;页岩气成藏具有过渡特点,兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ELS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识2页岩气成藏机理页岩气成藏可能形成于油气生成的各个阶段，具有典型的“混合型”特征｝1｝｝。在生物化学生气阶段，厌氧类微生物分解有机质，生成甲烷，甲烷以吸附相储集于页岩储层中，形成生物成因页岩气巨图1（a）］。随着埋藏加深，有机质演化进入热裂解生气阶段，大量生成的天然气造成了较高的地层压力，页岩内部沿脆性

5、薄弱而或者应力集中而产生裂缝，则天然气以游离相为主向其屮运移聚集比17）巨图lcb」，形成热成因页岩气藏。在上述阶段，页岩储层的储集空间是由于高压形成的天然裂缝，页岩气表现为“自生自储”式成藏。如果天然气持续生成，页岩内部储集空间饱和，从而产生以生烃膨胀作用为基本动力的天然气“逃逸”作用o.m，天然气陆续进入砂岩等常规储集层，继而形成大规模的常规天然气藏3页岩气成藏的控制因素控制页岩气成藏的因素包括地质因素和外部因素。地质因素是决定页岩气能否成藏的主耍因素，外部因素是决定页岩气藏是否具有经济开采性的主要因素。其中，地质因素包括有机碳含量、有机质成熟度和类型、裂

6、缝发育程度、孔隙度和渗透率、页岩厚度以及矿物组成等，外部因素主要指埋深、温度与压力等口:。页岩气是非常规天然气的重要类型，作为清洁、高效的能源，己被我国止式列为第172种矿产，不再归属于常规天然气范畴摘要:文章主要从页岩气成藏机理、成藏条件、储集条件和富集规律、盖层及保存条件论述贞岩气成藏特征。贞岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义，在表现特征上具冇典型的过渡意义;页岩气成藏受多种因素综合影响，包括沉积环境、总有机碳含量、干酪根类型和热演化程度等。页岩的埋深和厚度、孔隙度和渗透率、裂缝是页岩气储集的衡量条件;页岩气藏富集程度的关键

7、因素主要包括页岩厚度、有机质含量和页岩储层空间三大因素。页岩气成藏特征研究姜文斌Curtis定义了现代页岩气的概念，认为页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙中的游离气，也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气，指出吸附作用是页岩气聚集的基木方式之一，吸附气含量可占页岩气总含量的20%-85%。此后，国内学者张金川［LI等将页岩气概括为:页岩气是指主体位子暗色泥页岩或高碳泥页岩屮，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集，在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中，为天然气生成后在源岩层内就近聚集的

8、结果，表现为典型的“原地”成藏模式。这