页岩气成藏模式和选区条件.doc

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1、页岩气成藏模式和选区条件从世界范围看，页岩气资源前景巨大，但大多尚未得到广泛勘探开发。泥页岩占全球沉积物总体积的60%，而页岩气又主要是依赖泥页岩本身来存储，可以认为，页岩气应该是天然气资源中比重最大的非常规气体。其中，美国页岩气开采最早可追溯到1821年，目前美国有页岩气井40000余口，年产量已跃升至168×108～204×108m3。预测2010年美国页岩气产量占天然气总产量13%。从国内情况看，我国泥页岩储集层中的天然气资源量也非常巨大。目前已经在四川等局部地区进行页岩气的勘探开采，这对全面开展全国页岩气工作、加快页岩气产业的发展、增强能源供给能力将有重要意义。借鉴

2、国外（北美、加拿大等）页岩气勘探开发的经验和技术，系统研究页岩气成藏机理及成藏条件，通过对常规井资料的复查，研究控制页岩气成藏的各关键参数，建立页岩气评价体系，优选重点目标区域，推动页岩气产业的发展进程，以缓解常规油气的勘探开发压力。1成藏条件的特殊性根据美国学者的研究，裂缝性页岩气（fracturedshalegas）指富含有机质的细粒碎屑岩中储集的甲烷，或游离于基质孔隙和天然裂缝中，或吸附于有机质和黏土矿物表面，在一定地质条件下聚集成藏并达到经济开采价值。国内学者认为，页岩气是在页岩孔隙和天然裂缝中以游离方式存在、在干酪根和黏土颗粒表面上以吸附状态存在、甚至在干酪根和沥

3、青质中以溶解状态存在的天然气，是连续生成的生物化学作用气、热裂解作用气或两者的混合，在成藏及分布上具有运移距离短（就近或原地聚集成藏）、多种封闭机理、聚集成藏隐蔽、地层饱含气等地质特殊性。通过对页岩气成藏特征的研究，可以看出页岩气作为一种非常规能源气体，与煤层气、深盆气在成藏方面具有极强的可对比性（表1）：表1页岩气藏与煤层气藏、深盆气藏成藏要素对比气藏类型烃源岩储集特征排烃、运移、聚集封盖和圈闭压力特征分布特征页岩气藏页岩，厚度大，分布广，低—高成熟度裂缝充当储集空间，低孔、低渗游离相和溶解相，扩散为主，其次吸附，运移距离短—无，原地聚集自身封盖，无特定圈闭多具异常低压，

4、也有异常高压盆地边缘斜坡为主，盆地中心亦可能煤层气藏煤层，厚度大，分布广，富含有机质裂缝及微孔隙充当储集空间，渗透率依赖裂缝的发育和开启以游离气，吸附气和溶解气形式存在，以吸附气为主。运移距离短—无，原地聚集煤层气”圈闭”在煤层微孔隙中，部分扩散至周围的砂岩中成藏多具异常低压，有利于增大气体的吸附能力克拉通盆地及前陆盆地，构造斜坡带或埋藏适中的向斜带深盆气藏页岩和煤层，厚度大，分布广，高—过成熟储集空间为孔隙和裂缝，低孔、低渗游离相为主，扩散运移，运移距离短，就近聚集底部封盖，无特定圈闭多具异常低压，也有异常高压，甚至两者共存凹陷中心、前陆盆地侧缘和构造斜坡通过对比可以看出

5、，页岩气在成藏方面与其他两种非常规气体成藏有相似之处，也有其成藏的特殊性，体现在以下几个方面：（1）物质来源页岩气的来源，在岩性上包括了沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩、极致密的粉细砂岩或砂质细粒岩，岩石组成一般为30%～50%的粘土矿物、15%～25%的粉砂质（石英颗粒）和4%～30%的有机质。页岩气的工业聚集需要丰富的气源物质基础，这要求有机质含量达到一定标准，那些“肥沃”的黑色泥页岩通常是页岩气发育的最好岩性。页岩中的天然气生成具有有机成因的几乎所有可能，包括了生物气、低熟—未熟气、热解气、裂解气、高—过成熟气、二次生气、过渡带作用气（生物再作用气）以及沥青生气等

6、，覆盖了生物化学、热解及裂解等几乎所有可能的有机生气作用模式。（2）储集及分布特征页岩作为页岩气的储集层，但并非都有利于成藏，目前具有工业勘探价值的页岩气藏依赖于页岩地层中裂缝的发育部位。张性裂隙发育在背斜构造缓翼靠近轴部的部分，向斜范围内也存在张性裂隙；其次，只有发育超过有效排烃厚度的烃源岩才能在内部形成原地驻留气藏。所以，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；盆地中心区域的厚层页岩，在热裂解生气阶段若能形成大面积的超压破裂缝，也可形成页岩气藏。储集页岩气的泥页岩，其总孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半，渗透率则

7、随裂缝的发育程度不同而有较大变化。所以页岩气的大规模发育需要相当的储集空间，即页岩发育还需要一定的地层厚度，一般要在30ｍ以上。（3）运聚及压力条件页岩所生成的天然气基本上是“就近”或“原地”聚集，其运移距离极短，具有典型的”自生自储”成藏模式。在某种意义上，可以认为页岩气气藏的形成是天然气在源岩中的大规模滞留，这与煤层气的运聚方式非常相似。由于页岩气藏作为一个完全封闭的体系而存在，导致页岩气藏大多具有异常压力。从成岩演化上看，热裂解生气阶段形成的页岩气藏常具异常高压，而生物化学生气成藏方式常导致气藏具异常低压。对