页岩气研究与勘探开发概况

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1、页岩气研究与勘探开发概况刘贵熙PB13007144摘要：页岩气系指泥岩或页岩在各种地质条件下生成的、已饱和岩石自身各种形式的残留需要、进入了排疑门限但尚未完全排出的以吸附、游离及溶解等多种形式残留于泥页岩内部的天然气资源"随着北美、欧洲和亚洲等地区页岩气勘探程度不断加大，对页岩气的储集特征、成藏机理等方面的研究取得重大进展。本文根据两篇相关论文的内容概述了页岩气的成因、来源和储层特征，介绍了全球页岩气勘探开发情况，井针对中国的页岩气勘探开发前景作详细说明。关键词：页岩气；勘探开发引言页岩气是典型的非常规

2、天然气，产自极低孔渗、以富冇机质页岩为主的储集岩系中。页岩气的形成与富集为自生白储、以游离气和吸附气为主、原位饱和富集于以页岩为主的储集岩系的微一纳米级孔隙一裂缝与矿物颗粒表面［1］。页岩气常被称为“人造气藏”，开采必须通过大型人工储层造缝（网）才能形成工业生产能力，初期产量一般较高、早期递减较快，后期低产稳产且生产时间长（一•般30〜50年）。页岩气是国外最早认识的天然气，自1821年在美国阿帕拉契亚盆地成功钻探笫1口页岩气井以來，页岩气的发展已近200年历史。但20世纪90年代前，只有致密（岩石）气

3、与煤层气受到重视，页岩气在天然气人家族小的地位微不足道。21世纪以來，随着页岩气地质与开发理论的创新和勘探开发关键技术的进步，尤其是水平井钻完井与分段压裂技术的进步及规模推广应用，页岩气迈进了大发展阶段。图I北美页岩气区带分布与产量⑴刀2005年以来，中国借鉴北美经验，开始了中国页岩气地质条件评价与勘探开发先导性试验,不仅在地质认识上取得进展，在勘探开发实践上也取得突破，成为全球除北美以外地区率先发现页岩气的国家。1页岩气的主要特征1.1页岩气的成因特征页岩气的成因类型有生物成因型、热解成因型和热裂解成

4、因3类型及其混合类型［2］。对住物成因气而言，其源岩的热演化程度低，所生成的甲烷碳同位素非常轻。表1是美国儿个主要的页岩气产层的地质地化特征。不难看出，密执根盆地的Antrim页岩气是典型的纶物成因，伊利诺斯盆地的NewAlbany贝岩气是生物及热成因混合气。1.2页岩气的来源特征生成页岩气的源岩富含有机质，天然气主要来白于存机母质的热作用。在有机母质进入热成熟Z前，它们往往都要经丿力一个牛物降解作用阶段。在这一阶段生成的未熟生物气人多被滞留于源岩内，与后期纶成的热解气混合，构成了成熟热解气或热裂解气的

5、一部分oCurtis对美国产工业性泥页岩气的5套主要页岩气层的地质特征和地球化学特征进行了归纳和总结，发现泥页岩一般具冇如下特征。（表1）哀1美国含气页岩主要特征及资源⑹TableIThenutii)featuresandresourcesofgasbearingshaleinAmerica11,71页岩尴层埋2SEM/m邸度/m干酪根w610〜

6、152191〜610n0.5-230.4〜41.7-2.835010〜202-11<0.145〜600.35〜0.9263713〜70792克拉通址地Antrim183-73019i0.3-240.4-0.61.13-3.S7020〜602〜10<0.120〜110.813398〜5663伊利克拉通NewAlbany183〜149431-122n1-250.4-0.81.13-2.61W~6010~205-15<0.1500.99566~5663a#MM肚地Bamelt早石Wtlt1981~259161

7、~300n1-131.0-2.18・19-9.9140〜608T51〜60.0135〜500・99~1.02>7119壬胡安MM肚地LewiVd914〜1829152〜579hi为主.ii0.45-31・6〜I.M0.37-1.2760〜8S5-150.5~5.5<0.150〜750.46〜0.58283171.2.1泥页岩气的地层厚度较人，埋深较浅。目前具有经济可采价值的页岩气地层的厚度均大于6m,最大达610m,埋深范围为183〜2600m。埋深主要受当前钻探水平和经济条件的限制。埋深过浅，泥页岩含

8、气饱和度较低；埋深过大，开采闲难、成本A高而不具备工业价值。1.2.2泥页岩气的T0C含量值变化范围大，可由0.3%~25%。冃前，美国主耍的页岩气产层的T0C含最都较高，-•般超过2%。R0CA最高的泥页岩含粘士矿物多，吸附性强，单位体积岩石内的容气量多。1.2.3泥页岩气的干酪根类型多为I和II型，III型较少。类型好的源岩生成的油气量多，口身残留的坯量也多。需要指出的是，母质类型较好的泥页岩，其在热演化程度较低时形成泥页岩汕藏，在热演