页岩气成藏富集主控因素研究及目标优选_姜振学
探讨页岩气成藏的地质条件
探讨页岩气成藏的地质条件【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其成藏地质条件对于勘探和开发具有至关重要的意义。
本文从页岩气资源概述、成藏重要性和研究背景三个方面入手，探讨了页岩气形成的地质条件、赋存状态、成藏主控因素、储集特征和成藏模式。
通过对这些内容的深入分析，揭示了页岩气成藏地质条件的重要性，并提出了未来研究方向及应用前景展望。
本文旨在为页岩气资源的合理开发提供科学依据，推动页岩气领域的深入研究与应用。
【关键词】页岩气资源、成藏地质条件、页岩气赋存、主控因素、储集特征、成藏模式、研究方向、应用前景、地质条件重要性、页岩气成藏。
1. 引言1.1 页岩气资源概述页岩气是一种非常重要的非常规能源资源，具有巨大的开发潜力。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气的开发和利用成为当今能源领域的热门话题。
页岩气是一种以页岩为主要产出岩石的油气资源，其开发主要通过水平钻井和压裂技术进行。
页岩气资源分布广泛，且储量巨大，被认为是未来能源产业的重要补充。
与传统石油和天然气资源相比，页岩气资源不仅开发成本低，而且能够提供更加清洁的能源。
页岩气资源被认为是未来能源发展的重要方向之一。
随着页岩气技术的不断创新和完善，其在能源领域的地位将会越来越重要。
1.2 页岩气成藏的重要性页岩气是一种非常重要的天然气资源，对于能源供应和经济发展具有重要意义。
页岩气成藏的重要性在于其具有丰富的储量和广泛的分布区域，可以为国家提供稳定的能源供应。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气成为一种重要的替代能源，可以有效缓解能源短缺问题。
页岩气的开发利用也可以促进地方经济的发展，提升能源自给率和国家竞争力。
深入研究页岩气成藏的地质条件，探索其储集规律和成藏模式，对于实现页岩气资源的有效开发和利用具有重要意义。
通过探讨页岩气成藏的地质条件，可以为相关部门提供科学依据和技术支撑，推动页岩气产业的发展和可持续利用。
1.3 研究背景研究背景中，我们可以看到自从20世纪美国页岩气开发热潮开始以来，全球范围内页岩气勘探开发活动逐渐兴起。
页岩气地质综合评价和目标优选
页岩气地质综合评价和目标优选李玉喜;张金川;姜生玲;韩双彪【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2012(019)005【摘要】页岩气为烃源岩层系的油气聚集,属于源岩滞留气,以游离和吸附状态为主存在。
中国页岩气资源调查和勘探开发刚刚起步,工作基础差别较大。
在含油气盆地,由于有以往油气勘探开发资料,对含气页岩发育层系、有机质热演化程度、气显示等基本资料,具有一定的工作基础;在含油气盆地外以及油气勘探程度很低的沉积区,以上基础资料缺乏,仅有地表和部分固体矿产探井资料可供参照,工作基础薄弱。
在不同工作基础的地区,页岩气地质综合评价所处阶段不同,主要评价指标也不同;随着工作程度的提高,资料的不断丰富,评价指标也逐步增加。
页岩气地质评价以区域地质演化分析为基础,主要涉及以下几方面内容：（1）含气页岩评价。
主要研究划定含气页岩层段,页岩的TOC、Ro、岩石和矿物成分,页岩分布、厚度、埋深、纵向和横向变化规律等,优选页岩气富集远景区。
（2）页岩含气性和资源潜力评价。
主要研究页岩的含气量、吸附能力、储集空间类型、储层物性、储层裂缝及其变化规律,预测页岩气资源潜力等。
（3）页岩气开发条件和开发经济性评价。
研究储层温度、流体压力、流体饱和度及流体性质,研究页岩的敏感性,页岩的岩石力学参数、区域现今应力场特征,地表条件和开发保障条件,通过试验井产量数据分析开发经济条件。
综合各方面因素,优选有利开发区。
%Shale gas and shale oil are petroleum generated and accumulated in source rocks.They are remained oil and gas in source rocks.The gas remained in source rocks mainly adsorbed by organics or free in pore.Shale gas survey,exploration anddevelopment have just started in China.In oil and gas basins,we can find oil and gas exploration and development data to help us to get the data such as TOC,Ro,thickness,distribution,oil and gas showings of source rocks etc.In the basins that have not found conventional oil and gas,we lack the basic data needed for evaluating the shale gas.The availability of basic data in different basins needed for evaluating shale gas and shale oil is different,so the starting point and indexes used for shale gas(oil) geological evaluation are different:(1) gas shale evaluation-mainly use the TOC,Ro,mineral composition,shale distribution,thickness,burialdepth,heterogeneity,etc.;(2) gas content evaluation and shale gas resources assessment-mainly use the gas content,adsorption ability,the types of reservoir space and reservoir physical properties,fractures and resource potentials,etc.;(3) shale gas development and economics evaluation-mainly use the reservoir temperature,fluid pressure,fluid saturation,fluid properties,reservoir sensitivity,rock mechanics parameters and regional stress field,geomorphology,infrastructure,etc.Economic evaluation is based on test well.【总页数】7页(P332-338)【作者】李玉喜;张金川;姜生玲;韩双彪【作者单位】国土资源部油气资源战略研究中心,北京100034;中国地质大学（北京）能源学院,北京100083;中国地质大学（北京）能源学院,北京100083;中国地质大学（北京）能源学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P618.130.2【相关文献】1.柴达木盆地英东地区地质综合评价及勘探目标优选 [J], 李元奎;奎万仓;铁成文;郑晓英;李程程;吴凤梅2.下扬子地区奥陶纪页岩气地质条件及远景区优选 [J], 殷启春; 方朝刚; 郑红军; 王敬东; 王丰3.页岩气地质甜点敏感参数优选及应用 [J], 陈勇4.下扬子地区奥陶纪页岩气地质条件及远景区优选 [J], 殷启春; 方朝刚; 郑红军; 王敬东; 王丰5.二连盆地赛汉塔拉凹陷地质综合评价及目标优选 [J], 闫文华;张万福;张立新;陈迎楠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
页岩气赋存机理及富集条件
页岩气赋存机理及富集条件页岩气是一种重要的非常规天然气资源。
在对相关文献的调查研究基础上，总结页岩气赋存机理的研究成果和进展，分析页岩气富集成藏的主控因素，调查国内外页岩气的资源状况，以及勘探开发研究现状。
研究表明，中国存在页岩气大量发育的区域地质条件，有利的勘探区域为南方的古生界和西北地区的中-新生界。
标签：页岩气；成藏机理；资源量页岩气是非常规油气资源的一种，具有含气面积广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点。
美国是世界上最早发现和生产页岩气的国家，加拿大、澳大利亚、俄罗斯等国也相继开展了页岩气的勘探和研究工作。
我国在许多地区有巨厚的泥页岩沉积并有良好的生烃条件，具备形成页岩气藏的条件，因此在泥页岩中寻找油气资源应引起足够的重视。
1 页岩气成藏机理页岩在地层组成上，多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。
在页岩中，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。
页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，可以总结为三个阶段。
在天然气的最初生成阶段，主要由生物作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面吸附的需要。
此时所形成的页岩气藏分布限于页岩内部且以吸附状态为主要赋存方式，总体含气量有限。
在热解气大量生成的过程中，由于天然气的生成作用主要来自于热化学能的转化，它将较高密度的有机母质转换成较低密度的天然气。
在该阶段，游离相的天然气以裂隙聚集为主，页岩地层的平均含气量丰度达到较高水平。
在第三阶段，随着更多天然气源源不断地生成，天然气聚集已经超越了页岩本身，表现为无边、底水和浮力作用发生的地层含气特点。
若地层中的砂岩含量逐渐增多并逐步转变为以致密砂岩为主，则页岩气藏逐渐改变为根缘气藏。
如果生气量继续增加，则天然气分布范围进一步扩大，直到遇常规储层或输导通道后，天然气受浮力作用而进行置换式运移，从而导致常规圈闭气藏的大范围出现。
2 页岩气成藏主控地质因素2.1 烃源条件富含有机质页岩中天然气的生成主要取决于以下三个因素：岩石中原始沉积的有机物质的数量、不同类型有机物质成因的联系及原始生成天然气的能力、有机物质转化成烃类天然气的程度。
一页岩气成藏机理及控制因素
一页岩气成藏机理及控制因素第一章页岩气成藏机理及控制因素页岩气（Shale gas），是一种重要的非常规天然气类型，与常规天然气相比，其生成、运移、赋存、聚集、保存等过程及成藏机理既有许多相似之处，又有一些不同点。
页岩气成藏的生烃条件及过程与常规天然气藏相同，泥页岩的有机质丰度、有机质类型和热演化特征决定了其生烃能力和时间；在烃类气体的运移方面，页岩气成藏体现出无运移或短距离运移的特征，泥页岩中的裂缝和微孔隙成了主要的运移通道，而常规天然气成藏除了烃类气体在泥页岩中的初次运移以外，还需在储集层中通过断裂、孔隙等输导系统进行二次运移；在赋存方式上，二者差别较大，首先，储集层和储集空间不同（常规天然气储集于碎屑岩或碳酸盐岩的孔隙、裂缝、溶孔、溶洞中，页岩气储集于泥页岩粘土矿物和有机质表面、微孔隙中。
），其次，常规天然气以游离赋存为主，页岩气以吸附和游离赋存方式为主；在盖层条件方面，鉴于页岩气的赋存方式，其对上覆盖层条件的要求比常规天然气要低，地层压力的降低可以造成页岩气解吸和散失。
页岩气的成藏过程和成藏机理与煤层气极其相似，吸附气成藏机理、活塞式气水排驱成藏机理和置换式运聚成藏机理在页岩气的成藏过程中均有体现，进行页岩气的勘探开发研究，可以在基础地质条件研究的基础上，借助煤层气的研究手段，解释页岩气成藏的特点及规律。
第一节页岩气及其特征页岩（Shale），主要由固结的粘土级颗粒组成，是地球上最普遍的沉积岩石。
页岩看起来像是黑板一样的板岩，具有超低的渗透率。
在许多含油气盆地中，页岩作为烃源岩生成油气，或是作为地质盖层使油气保存在生产储层中，防止烃类有机质逸出到地表。
然而在一些盆地中，具有几十－几百米厚、分布几千－几万平方公里的富含有机质页岩层可以同时作为天然气的源岩和储层，形成并储集大量的天然气（页岩气）。
页岩既是源岩又是储集层，因此页岩气是典型的“自生自储”成藏模式。
这种气藏是在天然气生成之后在源岩内部或附近就近聚集的结果，也由于储集条件特殊，天然气在其中以多种相态存在。
页岩气成藏条件及储层研究
吸附阶段
孔隙充填阶段
裂缝充填阶段
页岩气藏阶段
有机质和黏土颗粒表面吸附与解吸
气体流入页岩基质孔隙
气体进入天然裂缝网络
页岩气赋存方式与成藏过程示意图（据Ron McDonald，2002）
第十一页，共22页。
最终形成页岩气藏
页岩气藏特征
页岩气并不形成类似于常规油气的圈闭，具有自生自储、无气水界面、大面积低丰度连续成藏、低孔、低渗等特征，存在局部富集的“ 甜点”区。
40%。
第十八页，共22页。
（5）应力分析
储层研究
水平井的方向应与最大水平应力方向垂直 最大应力方向
水平井眼取向
第十九页，共22页。
水平井与裂缝不同方向的效果
页岩气的特别之处
页岩气与常规气存在明显差异, 不仅包括地质条件的不确定性,也有开发中的经济 风险性, 尤其是采收率的确定需要依赖井控数据。需要客观、准确预测页岩气资源潜力。
2.孔隙度与渗透率
孔隙度是确定游离气含量和评价页岩渗透性的主要参数。在具有较大孔隙的页岩层中页岩气主要以游离方式 储集在孔隙裂缝中，而在某些孔隙度较小的岩层中页岩气通常以吸附状态为主。页岩气藏中吸附是气体得以 储存的主要机制。
第九页，共22页。
3. 裂缝
页岩中极低的基岩渗透率，开启的、相互垂 直的或多套天然裂缝能增加页岩气储层的产 量。那些低泊松比、高弹性模量、富含有机 质的脆性页岩才是页岩气资源的首要勘探目 标
露头和断裂破坏区；
② 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强,有效开发需针对性技术；
③ 地面多山地、丘陵等复杂地表,埋藏较深(5000-7000m),还面临水资源与环保等问题，需采用适用 技术降低成本。
页岩气成藏控制因素
挤压褶皱 ，致使该构造脊短期 内继承性隆升，形成
洼 隆 相 间的构 造格局 ；而构造 活 动止 于新 上段沉 积 时期 ，工 区 内再次开 始 受沉积 充 填 ，并 逐 渐被填 平 补 齐 ，一直 稳 定接受 沉 积 ；到 荆 河镇组 末期 ，受 区
（ ４ ）古构造脊 紧邻生烃洼 陷中心 ，其周缘有 利于形成滩坝砂体 ，垂直于古构造脊的北东向断层 不仅起到侧向运移输导作用 ，而且切割古构造脊形
成众 多 断鼻构 造 ，提供 了有利 的油气 聚集 场所 ，是 寻找 构造一 岩性 油藏的 潜在区域 。
参 考 文 献
域 弱挤压作 用影响 ，古构造脊 幅度再度增加并定 型， 保持至今 （ 图１ ０ ）。
３ 结论认 识
（ １ ）多 期 构造 活 动 对该 地 区的构 造 格局 具 有
・
１ ２・
江
汉
石
油
科
技
第２ ３ 卷
压 三 次构造 运 动 。沙 市 组沉积 时期 ，工 区内形成 以
发生 改变 。
白庙 向斜带 为 统一沉 积 中心 的格 局 ；新 沟 嘴组下 段 Ｉ、 Ⅱ油组 沉 积时期 受 走滑运 动 影响 ，形成北 西 向
（ ３） 圈 闭 的分 布 受不 同期 次 断层 活 动和古 地 貌 的控制 ， 白庙 向斜带 位置基本 保 持不变 ，但沉积 中 心受 断层 活 动 的影 响 向西北迁 移 ；圈 闭形 成发育 期 早 于油气 的排 运期 ，时空配 置条 件好 ，被北 东 向断 层切 割 的古 隆起和古 斜坡是油 隙度和低 渗透率 的特征 ，所 以产气量 较低 ，压裂后产生 的裂缝改 善 了泥页岩 的渗流能力 。裂缝既是储集空 间 ，也是渗流 通道 ，是 页岩气从基 质孔 隙流入井底 的必要途
页岩气主要富集因素与核心区选择及评价
页岩气主要富集因素与核心区选择及评价王社教;杨涛;张国生;李登华;陈晓明【期刊名称】《中国工程科学》【年(卷),期】2012(014)006【摘要】影响页岩气规模开发的因素很多,最核心的因素是首先要通过建立地质评价标准,选出页岩气核心区.核心区的确定关系到在页岩气勘探初期,是否能找准页岩气最富集的目标,选择最有利地区进行勘探,突破出气关,进而实现大规模经济开发.从页岩气成藏特征、页岩气富集因素分析入手,重点探讨我国富有机质页岩的丰度、成熟度、脆性矿物含量、含气性以及盖层等关键参数及其作用.借鉴北美页岩气勘探开发和研究成果,结合我国页岩气勘探开发和研究新进展,初步建立我国页岩气核心区地质评价标准,并优选出我国南方海相页岩气的核心区,指出四川盆地南部是我国最现实的页岩气开发区.【总页数】7页(P94-100)【作者】王社教;杨涛;张国生;李登华;陈晓明【作者单位】中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083;中国石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE1;TE3【相关文献】1.涪陵页岩气田焦石坝海相页岩气富集主控因素分析 [J], 李昂;石文睿;袁志华;张玉清;赵红燕;任元;石元会;2.涪陵页岩气田焦石坝海相页岩气富集主控因素分析 [J], 李昂;石文睿;袁志华;张玉清;赵红燕;任元;石元会3.四川盆地东部页岩气甜点评价体系与富集高产影响因素 [J], 何希鹏4.四川盆地东部页岩气甜点评价体系与富集高产影响因素 [J], 何希鹏5.川南深层页岩气富集高产主要地质因素分析——以威荣页岩气田为例 [J], 庞河清;熊亮;魏力民;史洪亮;董晓霞;张天操;蔡左花因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅谈页岩气的成藏机理及影响因素_李风光
科技论坛浅谈页岩气的成藏机理及影响因素李风光１尹海霞１牛增前１祝宏祥２（1、中国石油渤海钻探工程技术研究院，天津3002802、山东泰安昆仑能源有限公司,山东泰安271000）１概述页岩气是一种非常规天然气，主要赋存于富有机质的泥页岩及其夹层当中，主要的存在形式有吸附及游离两种。
页岩气是一种清洁新能源，其主要成分是ＣＨ４。
页岩气比常规天然气具有生长周期长及开采寿命长的优点。
页岩对于页岩气而言，既是源岩，又是其储集层，因此被定义为“自生自储”式的一种气藏。
目前页岩气的开采还存在较大难度，主要是因为页岩其质地坚硬。
２页岩气成藏２．１页岩气的成藏机理页岩气在储层中的存在方式主要有两种：在矿物颗粒及有机质表面主要以吸附状态存在；而游离状态存在于天然裂缝或空隙中。
有机质的含量决定吸附的天然气量［１，２］，其值一般在２０％～８５％之间［３］。
而一般常规圈闭气的吸附量为０，煤层吸附气的吸附量大于８５％，因此，单从赋存状态看，页岩气介于两者吸附量之间之间。
页岩气成藏的特点较为复杂，呈现多机理递变的特点，可依据序列归纳为［４］：吸附聚集（生烃初期），活塞式运聚（大量生烃期），置换式运聚（生烃高峰期）。
２．１．１吸附聚集页岩作为源岩，为天然气的生成、吸附等提供了场所。
天在生烃初期，所生成的天然气首先在矿物颗粒的表面或有机质表面吸附，这主要是由于生物作用；在该阶段天然气会发生一定的运移，在吸附的气体量与溶解逃逸的气体量两者之间达到饱和状态时。
该阶段的成藏特点是以吸附状态存在于页岩的内部，因此，总含气量存在一定的限度。
２．１．２活塞式运聚天然气的生成过程中存在一定的热成熟作用，该作用可以将高密度的有机质转化成为低密度的天然气，由此造成在一定的密闭环境中压力升高、体积膨胀，因此，低密度天然气的大量生成就导致较高的地层压力［５］。
由于压力的升高，将会有一定的裂缝产生，主要分布在岩性接触过渡面、页岩内部应力集中面以及脆性薄弱面。
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第45卷增刊1吉林大学学报(地球科学版)Vol.45Sup.1 2015年7月Journal of Jilin University(Earth Science Edition)July2015页岩气成藏富集主控因素研究及目标优选
姜振学1,2，李卓1,2，唐相路1,2，纪文明1,2，杨威1,2，
原园1,2，王朋飞1,2
1.中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102200
2.中国石油大学（北京）非常规天然气研究院，北京102200
摘要：中国页岩气勘探取得了显著的成果，并建立了涪陵焦石坝、长宁—威远、昭通和延长4个国家级页岩气示范区。
近年来，页岩气钻井近400口，其中探井143口（直井）、评价井130口（水平井），页岩气产量相差巨大，充分反应出对页岩气的富集条件、机理及其主控因素认识依然不够深入，这也从根本上制约了页岩气勘探开发的进程。
为此本文采用页岩样品地球化学分析、薄片鉴定、X-射线衍射、N2吸附实验、CO2吸附实验、压汞实验、扫描电镜实验和现场解析等方法，对川东南及其周缘地区龙马溪组、牛蹄塘组页岩开展了与页岩气富集密切相关的页岩岩相、微纳米孔隙结构、页岩气赋存状态及保存条件等方面的研究，以期揭示页岩气成藏富集的主控因素。
结果表明：①岩相控制了页岩的有机质丰度和脆性矿物含量。
页岩岩相（lithic facies）是一定沉积环境中形成的岩石或岩石组合，它是沉积相的主要组成部分。
有机质丰度、矿物组成和岩石力学特征是表征页岩岩相的重要指标。
根据有机质丰度和矿物组成可划分出12种页岩岩相，不同页岩岩相在有机质丰度、脆性矿物含量和含气性等方面都具有较大的差异。
涪陵地区龙马溪组底部深水陆棚以发育富有机质硅质页岩岩相为主，具有有机碳含量、脆性指数、有效孔隙度和含气量均较高的特征，有机碳含量高使其生烃潜力大，脆性指数高使其可压裂性好，有利于页岩气富集成藏及后期开发压裂。
②多尺度孔隙结构控制了页岩气的赋存状态和含气量。
涪陵地区龙马溪组和牛蹄塘组页岩主要发育原生和次生孔隙，原生孔隙主要包括原生晶间孔和原生粒间孔，次生孔隙主要有次生晶间孔、溶蚀孔和有机质孔。
孔隙以微纳米孔为主，其中有机质对微孔和中孔（<50nm）贡献最大，二者对孔比表面积贡献占总孔贡献的90%以上，主要影响页岩气的吸附作用；石英等脆性矿物主要控制宏孔（＞50nm）的发育，中孔和宏孔贡献了孔体积的90%以上，对页岩中游离气的富集和页岩气的渗流具有决定作用。
③不同演化阶段页岩气赋存状态随地质条件改变而发生转变。
结合埋藏史及有机质生烃过程，将涪陵和渝东南地区页岩气赋存演化过程划分为早期生物游离气、热解吸附气、热解游离气和晚期游离气吸附4个阶段。
不同阶段页岩气赋存状态可发生转化，后期构造抬升幅度决定了页岩气赋存状态和含气量的大小，抬升幅度越大，游离气和总含气量含量越少，深度越大，游离气含量越大。
明确页岩气赋存状态对于资源潜力评价、开发方案制定及产能评价均具有重要的作用。
④构造保存条件是页岩气有利区块优选关键要素之一。
一般盆内抬升幅度小，盆内保存条件好与盆缘。
有利于页岩气富集的区域构造样式主要为宽缓向斜和小倾角单斜，裂缝密度低、剥蚀厚度小、单层厚度大和扩散系数低等因素控制着页岩气的保存，进而影响页岩气成藏和富集，页岩气保存条件是南方页岩气有利区块优选的重要指标之一。
利用资源潜力指数和地质风险系数双因素对川东南及其周缘地区龙马溪组页岩气进行了评价，优选了游离目标区，成果对指导川东南及其周缘地区龙马溪组勘探开发有重要参考价值。
关键词：页岩气富集；主控因素；页岩岩相；多尺度孔隙结构；赋存状态；保存条件；目标优选
基金项目：国家重大专项项目（2011ZX05018-02）；国土资源部项目（12120114046701）
作者简介：姜振学（1963-），男，教授，博士生导师，主要从事常规和非常规油气地质与资源评价研究，E-mail:jiangzx@。
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