中美页岩气成藏条件_分布特征差异研究与启示(2)

单层有效厚度一般超过岩均集中在地层中下部，30m，最厚可达70m以上。

海陆过渡相与煤系页岩孔隙度偏低，单层有效

厚度薄且横向变化快，含气量两极分化，脆性矿物含但粘土矿物中水敏矿物含量较高。该类页量较高，

岩储集空间以原生孔缝为主，局部发育有机质纳米孔隙度偏低，平均为1．2%。含气量呈现两级分孔，

3

低压异常区一般小于1m/t，如鄂尔多斯盆地的化，

3

石炭—二叠系页岩含气量为0．05～0．73m/t；高压3

异常区接近3m/t，与优质海相产气页岩含气量相

鄂尔多斯盆地上三叠统长7段页岩TOC含量平均

为8．3%；长9段页岩TOC含量平均为3．14%。两套页岩热成熟度Ro为0．73%～1．16%，在吴进入生气窗，旗—庆阳—富县一带Ro大于1．0%，

2成气页岩厚60～90m，面积约3800km。

2．2储集条件

页岩气为自生自储的非常规天然气，储层的物

性、含气性、单层有效厚度和脆性矿物含量对页岩气富集及后期开发至关重要。根据美国勘探开发实商业性开发的页岩气储层孔隙度一般大于4%，践，

3

含气量一般大于2m/t，单层有效厚度大于15m，石英、长石、碳酸盐岩等脆性矿物含量在40%以上。

——FortWorth盆地的如现代页岩气工业的鼻祖—

Barnett页岩，孔隙度为4%～5%，含气量4．2～9．9m3/t，单层有效厚度一般大于30m，脆性矿物含量大于40%。目前产气量最高的EastTexas盆地

的Haynesville页岩，孔隙度一般为8%～9%，含气

3

单层有效厚度一般大于60m，量为2．8～9．3m/t，

当，如川西坳陷须家河组页岩含气量为2．57～2．99m3/t。该类页岩没有明显的富有机质页岩集中段，单层有效页岩厚度一般为5～15m，且横向上

脆性缺乏连续性。矿物组成与海相页岩差别不大，矿物含量一般大于35%，如四川盆地上三叠统须家

河组页岩石英含量33．2%～52．9%，长石含量3．0%～20．0%；鄂尔多斯盆地石炭—二叠系页岩石英含量32%～54%。粘土矿物虽以伊利石为

但伊蒙混层和高岭石等水敏矿物含量偏高，如四主，

川盆地上三叠统页岩粘土矿物中伊利石含量49．4%～78．0%，伊蒙混层12．7%～22．0%，高岭石含量11．0%～38．0%，绿泥石11．0%～56．0%。由此产生的影响是海陆过渡相与煤系页

脆性矿物含量大于30%。

我国海相页岩也具有相似特点，孔隙度、含气量、脆性矿物含量较高，单层有效厚度大。储集空间

3以纳米级孔隙为主，含气量为1～3m/t，脆性矿物

58中国工程科学

页岩气,非常规能源

岩储集空间不太发育，物性条件较差。

湖相页岩孔隙度偏低，主体处于生油窗内，单层有效厚度大、横向较连续，脆性矿物含量较高，但粘土矿物中水敏矿物含量较高。湖相页岩储集空间以少见有机质纳米孔。由于我国湖相原生孔缝为主，

页岩主要发育在中、新生代盆地，热演化程度偏低，Ro主体小于1．1%，以生油为主，但在凹陷中心区已进入生气阶段，具有一定的页岩气勘探潜力。如渤海湾盆地古近系发育多套富有机质页岩，岩性以钙质页岩、厚层黑色页岩为主，广泛分布于各断陷

2中，面积约1．8万～2．3万km，厚10～600m。有

合、多期次、多旋回的复杂构造特征，形成了多类型、结

构复杂、多期叠合、多期构造变动的沉积盆地。虽然我国发育三大类、多套富有机质页岩，但整体保存条件比

尤其是海相页岩，后期改造强烈，页岩气藏很美国差，

容易遭受破坏。如处于四川盆地南部稳定区的宁203

3

井，下志留统龙马溪组实测含气量为3．5～6．5m/t，压力系数2．03；而处于四川盆地之外改造区的昭101井，

3

下寒武统牛蹄塘组实测含气量为0．33m/t，且90%为氮气，说明遭受了破坏。

地层压力是反映页岩气藏保存条件好坏的关键指标。美国热成因型的页岩气，大多表现为超压异常（见表1）。我国的海相页岩在广大的南方地区大多呈现低压异常，仅在四川盆地等构造相对稳定的如四川盆地南部的长宁地地区气藏压力系数较高，区，下志留统龙马溪组页岩气藏压力系数普遍大于2．0，页岩含气量和单井产量较高。海陆过渡相与煤系页岩低压与高压异常并存，含气性差别很大。如鄂尔多斯盆地东部石炭—二叠系页岩地层普遍为低

33

压异常，含气量均小于1m/t，甚至低于0．05m/t；

机质为湖相富藻类生物，有机质类型为I～II1型，热

演化程度大部分处于液态烃范围，在埋深大于4000m区域进入生气范围。沙一段Ro为0．7%～1．8%，沙三段Ro为0．4%～2．0%，沙四段Ro为0．6%～3．0%。页岩发育粘土矿物间孔、无机矿生物骨架孔、碳酸盐岩与黄铁矿晶间孔、物粒间孔、

页岩干缩缝等，孔隙直径44～250nm，平均76nm，孔隙度0．5%～9．8%，平均5．6%；渗透率0．06～1．6mD。由于陆相湖盆砂质碎屑供给丰富，石英等脆性矿物含量较高，一般大于40%，但粘土矿物含量一般大于30%，且伊蒙混层等水敏矿物含量偏高。如四川盆地下侏罗统页岩中石英等脆性矿物含量平均49．6%，粘土矿物含量平均48．7%。粘土矿物主要为伊利石（23%～54%）、绿泥石（0%～36%）、伊蒙混层（10%～66%），伊蒙混层中混层比低（2．5%～16%）。2．3

保存条件

页岩超低的孔隙度和渗透率使其本身就可以作为盖层，因此页岩气对于盖层的要求不像常规气藏那么苛刻，不需要特定的圈闭条件就可以成藏。当然，如果存在良好的封盖层条件，页岩气可以得到更加有效的保存。如美国FortWorth盆地Barnett页岩，顶底均发育致密灰岩，页岩内部还发育一套For-estburg组灰岩［4］，使得Barnett页岩成为目前全球累计产气量最高的页岩。

页岩中的天然裂缝有利于页岩气的运聚，但如果

独立封闭体系容易遭受破坏，页岩气很裂缝过于发育，

容易通过裂缝散失，因此构造运动频繁、断裂过于发育页岩气反而难以成藏。北美地台整体相对稳的地区，

构造运动比较简单，因此美国的产气页岩保存条件定，

一般较好。中国大陆处于太平洋、印度和西伯利亚等板块交汇处，动力学体系复杂，地质构造具多块体拼

而四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组页岩地层压

力系数可达1．8以上，须一、三段页岩实测含气量接

3

保存条近3m/t。湖相页岩大多表现为常压—高压，

件较好，在部分地区已获得工业气流。如川西坳陷元

坝9井在下侏罗统自流井组东岳庙段页岩初期日产气

3

超过1万m，元坝21井在下侏罗统自流井组大安寨段

3

常规射孔测试日产气50．7万m，元坝102—侧1井、元坝11井、元坝101井和元坝5—侧1井在大安寨段均

［3］

获页岩气流；鄂尔多斯盆地东部的柳评177井和新57井在上三叠统延长组7段页岩压裂获气［10］。我国页岩气成藏条件可概括为：a．页岩发育具广泛性，不同时代、不同地区都发育规模不等的富有机质页岩；b．页岩展布具非均衡性，海相页岩厚度大、分布稳定，海陆过渡相与煤系页岩厚度小、横向变化快，湖相页岩盆地凹陷中心区厚度大、分布较稳

有机质含量总体丰定；c．页岩成气潜力具多样性，

富，高有机碳含量（TOC＞2%）页岩发育程度和集

中程度不一；页岩有机质类型存在腐泥型、腐殖型和混合型等多种类型；页岩形成时代、赋存地质背景不同，热成熟度变化范围大；d．页岩储层具差异性，不同页岩岩性组合、含气量、矿物组成与含量、纳米孔隙发育程度等存在明显差异 …… 此处隐藏：2867字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……