2011-页岩气及其聚集机理研究

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1、天然气与石油542011年6月NATURALGASANDOIL页岩气及其聚集机理研究白兆华时保宏左学敏西安石油大学油气资源学院，陕西西安710065摘要：页岩气是非常规天然气资源勘探的重要领域，掌握其地质理论是进行页岩气开采的基础。国内学者做了中美页岩气聚集机理条件及地质条件相似性对比研究，对国外页岩气地质理论进行了总结，发现我国页岩气聚集地质条件优越，形成了对页岩气的生成、运移、聚集和成藏等方面的初步认识：页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，具有自生自储的成藏特征；控制页岩气成藏的主要因素有：总有机碳含量、有机质成熟度、岩石矿物成分、地层压

2、力、温度、优质泥页岩厚度和分布面积等。分析研究页岩气成藏特征，形成聚集机理与富集规律，有助于更好地评价和开发我国的页岩气资源。关键词：页岩气；地质特征；成藏机理；赋存状态文献标识码：A文章编号：1006-5539（2011）03-0054-040表1世界主要地区页岩气储量表［3］前言地区或国家页岩气储量/1012m3页岩气是指以吸附或游离状态存在于低孔、低渗、富有机质暗色泥页岩或高碳泥页岩中的天然气，北美108.79可以生成于有机成因的各种阶段。主体上以吸附状态拉丁美洲59.95存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，以游离状态存西欧14.44在于裂缝、孔

3、隙及其他储集空间，极少量以溶解状态中欧或东欧1.10［1］苏联17.75储存于干酪根、沥青质及石油中。中东和北非72.15非洲沙哈拉地区7.761页岩气资源前景中亚和中国99.90123［2］据预测，世界页岩气资源量为456.24×10m，太平洋（经济合作和发展组织）65.50主要分布区域为：北美、中亚和中国、中东和北非、拉亚太其他地区8.89［3］丁美洲、苏联等地区，见表1。世界常规天然气资源南亚0123量421×10m，从目前的预测数据来看页岩气的资源世界456.24潜力甚至还可能明显大于常规天然气。世界上的页岩气资源研究和勘探开发最早始于纪20

4、年代步入规模生产，70年代页岩气勘探开发扩［4］展到美国中西部地区，进入90年代，由于开发技术的美国，1821年，第一口页岩气井钻于美国东部，20世收稿日期：2011-10-13作者简介：白兆华（1984-），男，河北石家庄人，在读硕士研究生，研究方向为油气成藏地质学。第29卷第3期OILANDGASFIELDDEVELOPMENT油气田开发55进步和政策、价格等因素的推动，页岩气已成为重要东、渝东南、黔北及鄂西等上扬子地区是我国页岩气［5］的勘探开发领域和目标。当前页岩气规模开发的两主要远景区。以四川盆地为例，仅评价的寒武系和志个主要国家是美国和加

5、拿大，2009年美国页岩气的产留系两套页岩，页岩气资源量相当于该盆地常规天然83［7］量接近于1000×10m。由于页岩气的快速勘探开发气资源量的1.5～2.5倍。我国页岩气资源勘探开发前使美国天然气储量增加了40%，业内有学者认为景很好，具有加快勘探开发的巨大资源基础。2010年页岩气产量占全美天然气产量的15%以上。据专家估算，我国页岩气可采资源量约为26×2关于页岩气地质要素123［6］10m，与美国页岩气储量大致相当。我国的四川、页岩气作为一种新型的非常规天然气，其特征变鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准葛尔化较大。既不同于常规的

6、天然气藏，也不同于已发现等含油气盆地是页岩气的主要分布区域，分布面积的煤层气和根源气，见表2［4，8~10］。普遍发育且分布广泛4242300×10km，其中海陆交互相沉积200×10km。既有的页岩气，要形成有工业勘探开发价值的页岩气藏有机质丰富的中、新生界陆相页岩，也有有机质含量（田）尚需具备相应的地质条件。高的古生界海相页岩、海陆交互相页岩。在油气和煤2.1厚度及埋深炭勘探中，已在含油气盆地及盆地外的沉积地层中多页岩气的工业聚集需要页岩有足够的厚度与埋处发现页岩气显示，甚至在固体矿产勘探时也有显深。有学者认为页岩的厚度一般在91.5~183m之

7、间［11］，示。对比我国与美国页岩气的地质条件有许多相似之沉积厚度是保证足够的有机质和储集空间的前提条处，页岩气富集地质条件优越。有学者认为川南、川件。页岩的厚度越大，越能增强其封盖能力，越有利于表2美国含气页岩主要特征盆地阿巴拉契亚密执安伊利诺斯福特沃斯圣胡安页岩名称OhioAntrimNewAlbanyBarnettLewis时代泥盆纪泥盆纪泥盆纪早石炭世早白垩世气体成因热解气生物气热解气生物气热解气热解气埋藏深度/m610~1524183~730183~14941981~2591914~1829厚度/m91~6104931~14061~1521

8、52~579干酪根类型ⅡⅠⅡⅡⅢ为主，少量Ⅱ有机碳含量/（%）0.5~230.3~241~251~130.4