页岩气分布浅谈杨众喜

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1、页岩气成藏控制因素及中国页岩气发育有利区浅议杨众喜在系统研究美国页岩气成藏理论和成藏条件的基础上，分析了页岩气成藏的主要控制因素，分为内部因素和外部因素：前者指页岩本身的因素，包括有机质类型和含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度等；后者主要包括深度、温度和压力等。其中，冇机质类型和含量、成熟度、裂缝及孔隙度和渗透率是控制页岩气成藏的主要因索。结合主要影响参数，建立了预测页岩含气的种类、比例和页岩气藏发育有利区的参数模型。运用此模型类比研究发现，中国南方占生界海相页岩层中，寒武系和志留系是贝岩气发

2、育的最有利层系。寒武系页岩气藏发育最有利区位于四川盆地和米仓山一大巴山前陆以及渝东、黔北、湘西一江南隆起北缘一线；志留系页岩气藏发育最有利区位于上扬子的四川盆地和米仓山一大巴山前陆和渝东一鄂西一带、屮扬了鄂北以及下扬子苏南等地。并对各冇利区的泥页岩指标进行分析，以期为中国页岩气早期评价提供参考。页岩气是美国勘探开发最早和最成功的天然气类型Z—，冃前已成为美国成功勘探开发的3大类非常规天然气之一，目前已发现5个商业化生产的页岩气盆地，可采储量大约为(8778-21521)X108m3［122Jo2006年，美国大约有

3、39500口页岩气牛产井，产量占全美天然气产量的8%f3］o张金川等［426］对页岩气进行了界定，认为页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气，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、其至砂岩地层屮，为犬然气生成之后在源岩层内就近聚集的结來，表现为典型的“原地”成藏模式。Curtis⑵、Mavor⑺、Montgomery等［8］、Jarvie等［9］、李新景等［10］也都对页岩气的概念和特征吸附态的赋存方式是页岩气被成功勘探开发的关键。1内部控制

4、因索美国页岩气的勘探开发实践表明，几乎所有的页岩气藏都不相同，控制其成藏的因索差别也很大(表1)o在系统分析美国贝岩气藏特征的基础上，结合天然气成藏和分布序列，分析了页岩气基础理论、成藏条件以及成藏主控因素。控制页岩气成藏的因素JW以分为内部因素和外部因素:内部因素是指页岩木身的因素，主要包括有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度利渗透率、矿物组成、厚度、湿度等;外部影响因素也较多，但对于具体的页岩气藏來说主要包括深度、温度与压力等。其屮内部因索屮的有机质类型和含量、成熟度、裂缝以及孔隙度和渗透率是控制页岩气成藏的

5、主婆因素，正确评价这些参数的作用及其影响对合理评价页岩气藏貝有重要意义。111有机质类型及含量有机碳含量是页岩气聚集成藏最重要的控制因素Z—，不仅控制着页岩的物理化学性质，包括颜色、密度、抗风化能力、放射性和硫含量，也在一定程度上控制着页岩裂缝的发育程度，更重要的是控制着页岩的含气量。福特沃斯盆地Barnett页岩气藏牛产表明，气体产量大的地方，有机碳含量对应也髙[12],有机碳含量和气体含虽（包括总气体含虽和吸附气含屋）冇很好的正和关关系（图1）。同吋干酪根类型也影响着气体含量、赋存方式及气体成分。不同类型的T酪

6、根，英微观组分不-•样，微观纽分也是控制气休含量的主要因索。关于页岩气藏形成的有机碳下限值，很多学者都进行过研究。Jarvic等[13]认为冇机碳含量和热成熟度是决定页岩产气能力的重要变最Schmoker[14]U为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%;Bowkerf12]WJ认为获得一个有经济价值的勘探H标有机碳下限值为215%〜3%。福特沃斯盆地NewarkEast气山Bamett页岩气藏不同深度钻井岩屑取样分析的有机碳含量为1%〜5%,平均为215%〜315%（图2），但鉴于钻井岩們测量的有机碳受稀释

7、效应的影响[9,15J而普遍偏低，岩心分析的平均有机碳含量较高，为4%〜5%[16]O阿巴拉契亚盆地Ohio页岩Hu2ron下段的总冇机碳含量约为1%,产气层段的总冇机碳含量可达2%[2]o由于有机碳的吸附特征，其含量直接控制着页岩的吸附含气量，所以，要获得具冇工业价值的页岩气藏，有机碳的平均含量应大于1%,随看开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至013%o112成熟度美国主要产页岩气盆地页岩成熟度变化较人，从未成熟到成熟均有发现。CurtisL2J>Martini等[17」及张金川等[426]指出页岩气的成因

8、包括生物成因、热成因以及两种成因的混合。根据页岩成熟度可将页岩气藏分进行了讨论，并提出了页岩气吸附态的赋存机理为对应的3种类型:高成熟度页岩气藏、低成熟度页岩气藏以及高低成熟度混合页岩气藏。低成熟度页岩气藏主要是生物成因，基本上为埋藏示抬升，经历淡水淋滤而形成的二次生气[2,17]。密执安盆地Antrim页岩的镜质体反射率仅为014%〜016%[18],显示