页岩气藏浅析

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1、页岩气藏浅析栗业西北大学地质学系摘要：页岩气是一种新型的非常规天然气，页岩气藏具有“自牛自储”的特点。页岩气藏的资源量潜力巨大，具有开采稳产周期长，开采寿命长，资源清洁等优点，同时，页岩气开采对技术的要求高，页岩气的成藏机理和成藏特征的研究就非常有意义，基础理论的研究为页岩气的进一步勘探开发打下基础，加快我国的页岩气商业生产进程。本文将简单介绍页岩气成藏条件和成藏特征。关键词：页岩气;成藏条件;成藏特征;作者简介：栗业（1995~）,男，河北邯郸人，在读硕士研究生，主攻方向:矿产普查与勘探。据已有资料显示页岩气的开采时间甚至比石油都早上一段时间，美国对页岩气的研究也经历了漫长的

2、过程。据称美国在2009年首次超过俄罗斯成为世界最大的天然气生产国，美国在2011年吋，页岩气产量基本实现了自给自足，美国的页岩气生产引起世界各国的关注山。我国是能源消耗大国，根据研究发现，我国的主要页岩气富集区可采资源量约为26X1012m,大致与美国的28X101加相当及1。中国页岩气的储量相当可观。但研究程度低，技术条件不成熟，不能达到商业开采的要求。许多钻井都是处于试验阶段。中国页岩气开发有很大的潜力,页岩气一旦商业开发成功，将为屮国带來一场能源革命［17-19］。1.页岩气藏类型及成藏机理美国的页岩气研究水平处于世界领先，美国的页岩气藏按成因类型主要有热成因和牛物成因

3、，以及两种类型混合型成藏模式。热成因型页岩气乂可以分为3种亚类：（1）高热成熟度型。（2）低热成熟度型。（3）混合岩性型。生物成因页岩气可分为2种类型：（1）早成型，在页岩的沉积初期就开始生成气体，气藏的平而形态为毯状。（2）晚成型，页岩气的产生与页岩沉积间隔时间较长，气藏的平面形态为环状固。页岩气作为一种非常规天然气与常规天然气在赋存方式、成藏特征等方面都有差别。据不同的成藏条件，页岩气成藏可以表现为典型的吸附机理、活塞运聚机理或置换运聚机理固。主要分为三个阶段:第一个阶段为页岩气的牛成和吸附。与煤层气的成藏机理大致相同。发生在成藏的初期，页岩层开始产生气体，由于产生的气体量

4、小，主要被有机质颗粒吸附。第二个阶段为页岩气的造隙和排出，随着页岩层的气体量增大，原来密度较大的有机质颗粒变成了密度小的天然气，页岩层的压力随之增大，页岩层脆性较大的部位开始发生裂解，产生裂缝，裂缝的产牛为页岩气的储存提供了空间，也为页岩气的运移提供了通道。第三阶段为页岩气的运移和置换，随着压力减小，页岩层的产气量越来越多，在通常情况下，与页岩间互出现的储层主要为粉-细砂岩类，具有低孔低渗特点，它限定了天然气的运移方式为活塞式排水特点，或者在浮力作用下，天然气将以置换方式沿裂缝从泥页岩层向储层运移，从而形成页岩气藏［4-6］o1.页岩气藏的主控因素2.1有机质类型、有机质丰度、

5、有机质成熟度页岩屮的干酪根碳同位素组成主要是与原始有机质的成分即母质类型和沉积的环境即热演化程度有联系。有机质类型，从一定程度上决定着有机质的生姪潜力。北美典型页岩气藏的干酪根主要为II型或I型干酪根，少量为III型干酪根［7,13］。总有机碳含量是页岩层有机质丰度的评价指标。有机碳含量不仅决定着页岩气藏的含气量，同时影响着页岩裂缝的发育。经统计，美国的页岩气藏有机碳含量大多在1%~5%,所以，现阶段达到工业开采要求的页岩气藏，有机碳平均含量必须大于1%宜。经典的理论认为有机质成熟度大于2%后炷源岩基木就不再牛炷了。而对于页岩气藏就不适用。页岩的成熟度越高，不会影响页岩气的生成

6、，在一定范围内反而有利于页岩气藏的形成。所以页岩气工业开采窗比经典的生坯窗要大，统计发现北美页岩气储层的Ro值一般大于1.1%［&9］。页岩层的有机质类型，有机质丰度，有机质成熟度都决定着页岩气藏的生炷潜力［20］。2.2页岩层厚度与埋深页岩层形成页岩气藏并达到工业开采标准需要丰富的物质条件，要求生坯的有机质含量达到一定的标准。有机质丰度高的黑色泥页岩是页岩气成藏的最好源岩,它们的形成需要较快速的沉积条件和封闭性较好的还原环境。页岩气有自牛自储的特点，泥、页岩首先充当的是炷源岩，产牛页岩气。其次才是充当储集层和盖层。所以泥页岩的厚度决定着页岩气藏的潜力。因而，稳定的区域构造环境

7、能够使泥页岩连续的沉积。稳定的区域构造不易破坏泥页岩的平面分布［10］。页岩气和常规性油气一样，页岩层必须达到一定耍求才有商业开采的价值。聂海宽等认为具有商业开发价值的页岩气藏的页岩层厚度下限为弘。页岩层的厚度不但决定着气藏的牛气量同时还能提供足够的储存空间。据相关资料显示，美国目前投入开发生产的页岩埋深介于180m^2600ml51，经分析认为页岩的有利埋深范围为500m^4500m,该埋深段页岩气易于保存，页岩储层温度、应力条件适中，钻完井和增产改造成本相对较低宜。2.3页岩的矿物组成岩