新 能 源 天 然 气 工 业 2008年6月

中国页岩气资源勘探潜力

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张金川 徐波 聂海宽 汪宗余 林拓

(中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室#北京)

张金川等.中国页岩气资源勘探潜力.天然气工业,2008,28(6):136-140.

摘 要 页岩气是以吸附和游离状态同时存在于泥页岩地层中的天然气,它分别在天然气的成因机理、赋存相态、成藏聚集机理、分布变化特点及其与其他类型气藏关系之间存在广泛的变化性。由于页岩气成藏边界条件可有适度地放宽且变化较大,各成藏地质要素之间具有明显的互补性。基于地质、测井、地震等方法和手段,可对页岩气进行快速识别。研究表明,中国存在页岩气大量发育的区域地质条件,初步计算中国页岩气资源量约为(15~30)@1012m3。平面上以中国南方和西北地区最为有利(也包括鄂尔多斯盆地及其周缘),剖面上以古生界资源量为最大,中生界位居其次。

主题词 中国 页岩气 地质特征 有利区 分布 资源量 潜力

一、页岩气地质特征

页岩气是以吸附和游离状态同时存在于泥页岩

-5]

地层中的天然气[1。据近年来的国外页岩气研究统计[6-8],页岩中的吸附气量和游离气量大约各占50%。

(1)页岩中的天然气成因具有多样性机理,包括了生物气、未熟)低熟气、成熟气、高)过成熟气等,也包括了如二次生气、生物再作用气以及沥青生气等复杂成因机理,覆盖了几乎所有可能的有机生气作用机理(在阿巴拉契亚、福特沃斯、密执安、伊利诺

-9]斯、圣胡安等盆地中均可找到对应实例[6)。成因

nettShale)至85%(LewisShale)[6]。吸附机理增强了天然气存在的稳定性,提高了页岩气的保存能力及抗破坏能力,但同时也导致了页岩气具有产量低、

周期长(可稳产30a,递减率小于5%)的开发生产特点[6,8,10]。

(3)与其他聚集类型天然气藏相比(表1),页岩中的天然气具有成藏机理多样性特点,天然气就近聚集,成藏机理复杂,吸附、溶解、活塞式推进、置换式运移均有不同程度发生,但页岩内聚集的天然气仅发生了初次运移(页岩内)及非常有限的二次运移(砂质岩类夹层内)。因此,页岩既是烃源岩又是储层,具有典型的过渡性成藏机理及/自生、自储、自封闭0成藏模式,这一原地性成藏特点弱化了天然气二次运移的影响,简化了页岩气勘探的研究方法和过程。

(4)页岩气分布具有地质影响因素多样性特点,其分布的变化特点受生气作用、吸附特点及赋存条件等多因素影响,如构造背景与沉积条件、泥页岩厚度与体积、有机质类型与丰度、热历史与有机质成熟度、孔隙度与渗透率、断裂与裂缝以及构造运动与现今埋藏深度等因素,它们均是影响页岩气分布并决定其是否具有工业勘探开发价值的重要因素。这一影响因素多样性导致页岩气勘探具有隐蔽性特点。

[1-2]

多样性特点延伸了页岩气的成藏边界,扩大了页岩气的成藏与分布范围,使通常意义上的非油气勘探

有利区带成为了需要重新审视并有可能获得工业性油气勘探突破的重要对象。

(2)页岩中的天然气赋存相态具有多样性变化特点,主体上包括了游离态(大量存在于页岩孔隙和裂缝中)、吸附态(大量存在于黏土矿物颗粒、有机质颗粒、干酪根颗粒及孔隙表面上)及溶解态(少量存在于干酪根、沥青质、残留水以及液态原油中),包含了天然气存在的几乎所有可能相态。其中,吸附相态存在的天然气可占天然气赋存总量的20%(Bar-

*本文为国家自然科学基金(编号:40672087、40472073)和公益项目(编号:200811041)的部分研究成果。本文作者还有中国地质大学(北京)的姜生玲、宋晓微、张琴、王广源、张培先。

作者简介:张金川,1964年生,教授,博士生导师;现从事非常规油气、成藏机理、资源评价及盆地流体等方面的教学与研究工作。地址:(100083)北京市学院路中国地质大学能源学院。电话:(010)82320848。E-mail:zhangjc@cugb.edu.cn

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