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1、第29卷第5期天然气工业地质与勘探*北美页岩气资源形成的地质条件1211李新景吕宗刚董大忠程克明1.中国石油勘探开发研究院2.中国石油西南油气田公司蜀南气矿李新景等.北美页岩气资源形成的地质条件.天然气工业,2009,29(5):2732.摘要FortWorth盆地Barnett页岩气藏的成功开发,极大地推动了全球页岩气勘探开发进程。分析北美地区已开发页岩气聚集区带油气地质特征,了解区域地质背景,有助于建立页岩气富集模式、寻找有效页岩气储层、确定甜点边界、提
2、高采收率等。研究表明,北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系!密西西比系富集多种成因、多种成熟度页岩气资源,页岩产层通常是含油气系统中主力烃源岩,尤以受上升洋流影响、具有低能还原环境的海进体系域黑色页岩(腐泥型!混合型干酪根)为佳。沉积环境和热成熟度是页岩气富集区带主要控制因素,裂缝网络发育程度决定能否获取丰厚的商业价值。因此,古气候、古地理条件以及沉积环境、构造作用等因素的综合,使得北美页岩气资源形成并不断得到有效开发。关键词北美页岩气地质特征储集层有机质丰度烃源岩富集区DOI:10.3787/j.issn.1000097
3、6.2009.05.006统计表明,高产且经济效益好的页岩气储层往例如东部Appalachian造山带在加里东运动时期形往分布面积广、埋深适中、厚度大(大于30m)、有机成,呈北北东方向,造山带西侧为Appalachian前陆质丰度高(TOC>2%)、成熟程度适中(Ro介于盆地,下古生代地层发育,是美国最早开发油气地31.1%~2.5%)、含气量较高(3~10m/t)、产水量区;西部Rocky造山带是北美洲Cordillera褶皱带较少、黏土含量中等(小于40%)和脆性较高(即低泊的一部分,由造山带、前缘冲断带和东部前陆盆地组松比、高杨氏弹性模
4、量)以及围岩条件有利于水力压成,前陆盆地和冲断带内蕴藏着大量的油气资源。裂控制。它们大多为含油气系统中主力烃源岩,尤以MarathonQuachita逆冲断皱带位于美国南部,其北受上升洋流影响、倾油混合型干酪根为主的海进体系侧中央稳定地台为火山岩和变质岩结晶基底,沉积域黑色页岩为佳,且现今处于大量生气阶段或充注过盖层主要为古生界,部分地区发育有中生界。在一程中,既保存了较高的残余有机质丰度,储集大量吸些由宽缓的隆起分隔的构造不太复杂的盆地中,油附气,又能新增一定孔隙度,容纳足够数量的游离气,气资源丰富,主要产自古生代较老岩层。地台西部有助于提高基
5、质系统的渗透性,使生产井保持较高产和南部边缘,由于多期构造运动影响,构造变形强[1]气速度,规模化开发生产的经济效益达到最大化。烈,形成的盆地较地台内部沉陷更深,构造更复杂,但往往高产油气,如Permian盆地和Anadarko盆1北美含气页岩区域地质背景地。东南部是墨西哥湾沿岸坳陷带和大西洋坳陷1.1北美地台构造背景带。墨西哥湾平原和墨西哥湾的中生代和新生代沉北美地台有101个盆地,是世界著名产油气区,积岩层披覆于MarathonQuachita冲断层带的南油气田数量大约35000个,其中大油气田约占世界侧,形成向墨西哥湾楔状加厚的地层
6、。这套地层中的1/5~1/4。从寒武系至新近系均有油气发现,产古近系、新近系最发育,中、新生代岩层已产生了大层及其分布与北美大陆地质背景密切相关。已发现量的油气,是美国产油气的最富地区之一。页岩气盆地主要分布在被大陆边缘演化为前陆盆地1.2含气页岩区域沉积环境的区域和古生界克拉通地台区,常规油气资源丰富。北美含气页岩富集带具有多种成熟程度、天然*本文受到中国石油天然气集团公司科技攻关项目(编号:2008B0502)的资助。作者简介:李新景,女,博士;现主要从事石油地质综合研究、页岩气资源评价与选区工作。地址:(100083)北京市学
7、院路20号910信箱中国石油勘探开发研究院资源规划所。电话:(010)62098666。Email:xinjingli@petrochina.com.cn∀27∀地质与勘探天然气工业2009年5月气成因和岩相,沉积环境复杂,例如Texas州西部置较高,富含养分的上升洋流夹带着来自深海动植Bossier含气页岩储层为页岩、砂岩和粉砂岩混合岩物残骸的充足养分,使生物产率高,形成较强还原环[2]性,东部含油气盆地如Appalachian盆地、墨西哥境,而赤道附近海域发育的放射虫,为细
8、粒沉积岩创湾地区FortWorth盆地、加拿大西部沉积盆地以黑造了良好力学性质,有利于裂缝网络发育。色页岩为主。富含有机质
