页岩气成藏机理与富集规律研究现状

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1、页岩气成藏机理与富集规律研究现状页岩气藏是一种区域性连续聚集型非常规天然气藏。自生自储、不间断供气与连续聚集、未经运移或极短距离运移等是页岩气藏形成机理的重要特征;页岩有效厚度、有机碳含量、基质孔隙与天然裂缝发育程度是页岩气富集成藏的关键因素。1.页岩气藏形成机理研究现状张金川等人（2003年）认为页岩气的成藏至少分为两个阶段：第一阶段是天然气的生成与吸附，具有与煤层气相同的富集成藏机理;第二阶段则是天然气的造隙及排岀，由于天然气的生成来自于化学能的转化，可以形成高于地层压力的排气压力，从而导致沿岩石的薄弱面产生小规模的裂缝，天然气就近在裂缝中保存。张金川等人（2004年）认为页岩气成

2、藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态桂类中的溶解作用机理以外，天然气从生坯初期时的吸附聚集到大量生怪时期的活塞式运聚，再到生桂高峰时期的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。陈更生等人（2009年）认为页岩气属典型的自生自储含油气系统，页岩气的生桂、排炷、运移、聚集和保存全部在炷源岩内部完成，页岩既是坯源岩、储层，也是盖层。页岩气藏屮气体的赋存形式多种多样，其中绝大部分是以吸附气的形式赋存于页岩内有机质和黏土颗粒的表面，这与煤层气相似。邹才能等人（2010年）认为页岩气形成机制是原位“滞留成藏”,连续型分布。甲烷在页岩微孔

3、（孔径小于2nm）屮顺序填充，在介孔（孔径为2-50nm）中多层吸附至毛细管凝聚，在人孔（孔径大于50nm）中甲烷以压缩或溶解态赋存。成藏中经过吸附、解吸、扩散等作用。有机质生气或油裂解成气，天然气先在有机质孔内表面饱和吸附；之后解吸扩散至基质孔中，以吸附、游离相原位饱和聚集；过饱和气初次运移至上覆无机质页岩孔屮；气再饱和后，二次运移形成气藏。姜文斌（2010年）认为页岩气藏是“自生自储”式气藏，成藏过程无运移或极短距离的有限运移。页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，在表现特征上具有典型的过渡意义。刘成林等人（2010年）将页岩气成藏分为早期运聚成藏、

4、屮期原地聚集成藏和晚期裂缝调整成藏3个阶段。2.页岩气藏富集规律研究现状张金川等人（2003年）认为页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大,母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。张金川等人（2004年）认为页岩气藏普遍含气性的内涵较广，在岩性上包括了泥页岩、致密的砂岩或砂质细粒岩,在赋存状态上包容了吸附、游离与溶解，在成藏机理上则包含了吸附与扩散、溶解与析出、活塞与置换等运聚过程。在通常情况下，泥页岩与致密砂岩（泥质粉砂岩与粉砂质泥岩等）之间的互层分布为这种多相态、多机理的地层普遍含气性提供了有利条件。孙超等人（2007年）认为页岩气藏的分布范围理论上可以与有

5、效桂源岩的面积和当，最主要是受裂缝发育部位控制;而且只有当发育超过有效排坯厚度的坯源岩才能在内部形成原地驻留气藏。盆地边缘斜坡页岩厚度适当且易形成张性裂隙，是页岩气藏发育的最有利区域。陈更生等人（2009年）认为控制页岩气藏富集程度的关键因素主要包括页岩厚度、有机质含量利页岩储层空间（孔隙、裂缝）3大因素。富有机质页岩厚度愈大,气藏富集程度愈高；有机碳含量愈高,气藏富集程度愈高；页岩孔隙与微裂缝愈发育,气藏富集程度愈高。杨振恒等人（2009年）认为页岩气成藏主要受控于页泥岩厚度、面积、总有机碳含量、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。王祥等人（2010年）认为影响页岩气富集的

6、因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、产层孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等。范昌育等人（2010年）认为热成熟度、胶结微裂缝和造成页岩易压裂性的刚性性矿物的富集以及二者的有效匹配，是页岩气能否富集与高产的最重要的因素。