页 岩 气 地 质 特 征
页岩气藏分布地质规律与特征
页岩气藏分布地质规律与特征聂海宽;张金川【摘要】对不同类型盆地内页岩气藏的页岩特征、深度、压力、天然气成因、裂缝、含气饱和度及气藏模式等气藏特征进行分析,对我国相似构造演化、相似类型盆地页岩气成藏条件进行类比研究.研究结果表明:江南-雪峰隆起北缘、鄂西及塔里木南缘等早古生代前陆盆地,准噶尔盆地周缘、"钦防海槽"和"十万大山"等晚古生代前陆盆地,扬子板块南北两条前陆盆地带等中生代前陆盆地以及塔里木、四川和鄂尔多斯等克拉通盆地都具备页岩气藏发育的地质条件.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(041)002【总页数】9页(P700-708)【关键词】页岩气;前陆盆地;克拉通盆地【作者】聂海宽;张金川【作者单位】中国地质大学(北京)教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室,北京,100083;中国地质大学(北京)教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TE122.3;P618.13页岩气是一种新型的非常规天然气，不同学者对其概念、成藏机理及成藏条件等进行了研究[1-8]。
页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩甚至砂岩地层中。
页岩气为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式[4-7]。
本文旨在对产页岩气盆地发育的区域构造背景和分布大地构造位置进行研究，进而得出页岩气藏分布地质规律与特征。
本文作者在分析美国页岩气盆地分布规律的基础上，对其分布的大地构造位置及盆地类型进行分类，认为产页岩气盆地主要位于阿巴拉契亚早古生代逆冲褶皱带、马拉松—沃希托晚古生代逆冲褶皱带和科迪勒拉中生代逆冲褶皱带前缘的前陆盆地及其相邻地台之上的克拉通盆地，在此基础上分析了不同盆地类型中页岩气藏的特征及气藏模式，并对我国主要前陆盆地和克拉通盆地的页岩气藏发育情况进行研究。
页岩气勘探开发关键技术-页岩气的成藏过程及特征 精品
页岩气的成藏过程及特征页岩系统的地层组成：多为暗色泥页岩夹浅色泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩的薄互层。
在页岩系统中，天然气的赋存状态多种多样。
除极少量的溶解状态天然气以外，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。
吸附状天然气与游离状天然气含量之间呈彼此消长关系，其中吸附状态天然气的含量变化于20 %～85 % 之间。
因此从赋存状态观察页岩气介于煤层吸附气（吸附气含量在85 % 以上）和常规圈闭气（吸附气含量通常忽略为零）之间（张金川等，2004）。
页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态烃类中的溶解作用机理以外，天然气从生烃初期时的吸附聚集到大量生烃时期的活塞式运聚，再到生烃高峰的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。
一、页岩气的成藏过程页岩气成藏作用过程的发生使页岩中的天然气赋存相态本身也构成了从典型吸附到常规游离之间的序列过渡，因而页岩气成藏机理研究具有自身的独特意义，它至少将煤层气(典型吸附气成藏过程) 、根缘气(活塞式气水排驱过程) 和常规气(典型的置换式运聚过程) 的运移、聚集和成藏过程联结在一起。
由于页岩气在主体上表现为吸附状态与游离状态天然气之间的递变过渡，体现为成藏过程中的无运移或极短距离的有限运移，因此页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义，在表现特征上具有典型的过渡意义。
页岩气的成藏过程可以划分为三个成藏阶段。
1．第一阶段（页岩气成藏阶段）该阶段是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离（图1－6 ①），具有与煤层气成藏大致相同的机理过程。
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岩石中有机质和粘土矿物颗粒表面吸附的需要，当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕出来的天然气则以游离相或溶解相进行运移逃散，条件适宜时可为水溶气藏的形成提供丰富气源。
美国Haynesville页岩气藏地质特征分析
（ ３ ）Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ页岩 德 自然裂 缝 的走 向与墨 西 哥 湾 边缘 平 行 ，其 走 向沿 德 克 萨斯 州 东 部 向东 北 或
东至 东北 方 向 。
（ ４ ）Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ页岩 气藏 有 ２个沉 积 中心 ，页 岩 厚 度均 较 大 ，为持 续 的 深水 区域 并 被包 围在 优 先 聚积 碳 酸盐 的浅 水 区域 中 ，具 有 良好 的勘探 前 景 。
［ 参 考文 献］
［ １ ］ Ｍｏ ｎ ｔ ｇ ｏ ｍｅ ｒ ｙ Ｓ Ｉ ，Ｋａ ｒ ｌ ｅ ｗｉ ｃ ｚ Ｒ，Ｚ ｉ ｅ ｇ ｌ ｅ ｒ Ｄ ． Ｕｐ ｐ ｅ ｒ Ｊ ｕ ｒ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ｒ ｅ ｅ ｆ ｐ ｌ ａ ｙ ， Ｅａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ：Ａｎ ｕ ｐ ｄ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ：Ｐ ａ ｒ ｔ ２ ．Ｉ ｎ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ［ Ｊ ］． ＡＡＰ Ｇ Ｂ ｕ ｌ ｌ ｅ ｔ ｉ ｎ ，１ ９ ９ ９ ，８ ３ ：８ ６ ９ — ８ ８ ８ ．
的模式 （ 即具 有高 含气 比率和产 气 量快 速下 降 的特 征 ）可 以部 分反 映其 存 在 自然 裂 缝 的状 态 。同 时 ，
从 德克 萨 斯州 东部 侏 罗纪 卡顿 河裂 谷和 石炭 纪特 拉维 斯致 密砂 岩 气这 种较 新 的产层 单元 中 ，可 以得知 渗
透 性 与 自然裂 缝发 育 的相 关性 ，且 这些 裂缝 与 墨西哥 湾边 缘平 行 ，即沿德 克 萨斯州 东部 向东 北或 东至 东
［ ２ ３ Ｓ ｔ ｅ ｗａ ｒ ｔ Ｓ Ｋ． Ｓ ｍａ ｃ ｋ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｉ ｅ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ｉ ｎ ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ［ Ａ］ ． Ｔｈ ｅ Ｊ ｕ ｒ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ｏ ｆ ｅ ａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ［ ｃ ］ ．Ｅ ａ ｓ ｔ
鄂尔多斯盆地南部页岩气地化特征及成因
第３ 期
２ ０ １ ４年 ９月
延安大学学报（自然科学版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ３ Ｎ ｏ ． ３ Ｓ ｅ ｐ ． ２ ０ １ ４
变化 在 ０ ． １ １ ３～１ ２ ． ４ ２ ７ ｍ ｇ ／ ｇ之 间 ， 均值 为 ６ ． ７ ｍｇ ／ ｇ ， 为优 质烃 源岩 。长 ９段 层 烃 源 岩 镜质 体 Ｒ ０值 在
０ ． ５ ２ ％ 一 １ ． ０ ％， 平均为 ０ ． ７ ４ ％， 进 入生 烃 门限 。
陕斜 坡 。伊 陕斜坡 为 东 高 西低 西倾 平 缓 单斜 构 造 ， 区 内构造 相对 简单 ， 断层 不发 育 。 盟 ～
沉积盆地。该盆地内油、 气、 煤、 岩盐、 铀矿等多种地 质 矿产 共生 ， 具 有 很 好 的矿 产 资 源潜 力 Ｊ 。鄂 尔 多斯盆地天然气资源非常丰富 ， 国内千亿方 以上 的
来 源进 行 了探讨 。
Ｉ
１ 地质背景
ｌ ： ＝： ：
鄂尔多斯盆地是一个构造稳定的多旋 回沉积型
克拉 通盆地 ， 大 地构 造 可 分 为伊 盟 隆起 、 伊陕斜坡 、
图
口 构造分区 圆
例
圜 断层 画 地名 研究 区
冬 ‘
天环坳陷、 渭北隆起 、 西缘逆 向带 、 晋西挠褶带 ６个
关键词 ： 鄂 尔多斯盆地 ； 页岩 气 ； 地化特 征 ； 同位 素 中图分 类 号 ： Ｔ Ｅ ｌ ２ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ４— ６ ０ ２ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ３— ０ ０ ７ ８— ０ ５
页岩气地质特征及选区评价
页岩气地质特征及选区评价页岩气是一种以页岩为主要储层，通过先进的水平钻井和压裂技术开发出来的天然气，其地质特征主要包括储层、控矿构造和含气性等方面。
为了更好地评价页岩气的开发潜力，需要对其选区进行全面综合评价。
储层特征是评价一块页岩气选区开发潜力的重要指标之一，一般分为物性、成分和孔隙结构三个方面。
物性指储层的密度、孔隙度、渗透率、压缩系数等物理特性；成分指储层的有机质含量、有机质类型、排泄类型等化学特性；孔隙结构指储层孔隙的大小、形态和连通性等。
页岩气储层的物性特征通常表现为低渗透率、低孔隙度、低渗透性和高岩石压缩系数等，需要通过水平井和压裂技术进行有效地刺激和提高产能。
在早期选区评价中，通过钻井获取的储层岩心、测井资料和岩相描述等信息，可以较为全面地识别储层特征，但随着技术的不断进步，地震勘探、微地震监测和地下水力学等新技术也被应用于储层特征评价，提高了评价的可靠性。
控矿构造是指影响页岩气储层形成、聚集和保存的因素，主要包括构造、沉积环境和地质历史等方面。
选区评价中要全面分析控矿构造的特点，了解地质构造对页岩气聚集和分布的影响，进而确定开发策略和方案。
页岩气储层的聚集规律一般与构造沉降相对稳定、受构造变形较小、沉积相相对一致的地层区域有较好的相关性。
因此，通过对构造形态、沉积相和断裂发育等方面的综合分析，可以确定最有利于开发的区域。
含气性是指含气岩石在压力释放时所释放的气体，也是评价选区开发潜力的重要指标之一。
含气性受储层岩石物性和构造背景的影响较大，具体表现为含气压力、含气饱和度和气体组成等方面。
页岩气开发中，矿区内不同井的含气性差异较大，需要通过大量的数据采集和分析，针对不同地层与井段开展智能化优化生产。
综上所述，页岩气地质特征及选区评价涉及多个学科领域的知识，需要开展全面而系统的研究和应用，才能更好地确立合适的开发方案和科学的管理策略。
页岩气藏地质特征分析及渗流机理研究
和 暗色 泥页岩 。据相关部 门调 查统计页岩气资源总量在世界范 围内高达 ４ ５ ６ ｘ １ ０ ， 接近 世界 非常规天然气 的
一
级， 具有独特的解吸和吸附特 征， 特别是在渗流方面具 有明显区别 与常规气体和致 密砂岩气等气体 的多级、 多尺 度 渗流特性 ， 这给 页岩气 的准确认识和开发 带来 了困难 。 基于此 ， 在充 分调研 国内外有关 页岩 气文献的基础上， 对页岩气的基本地质特征进行研究， 并分析不 同 颗粒尺寸下的页岩气渗流情况， 为页岩气的开发提供指导和参考。
天然裂缝和基质孔 隙是 页岩储层 的主 要储渗 空间。其 中 直接 影响到页岩气 的资源量 。大量 的页岩气实验和开发 实践
基质孔 隙又可 以划 分为溶蚀孔 、 微裂 隙、 机质 生烃形 成的微孔 表明，它正相 关于页岩气 的生气率 。因为大量的有机质 能吸 隙、 残余原生孔隙 。 ．
通的发育 的微 裂缝 ， 不利于 页岩气 的保存 ； 地层水也会通过 １ ． Ｏ ％． １ １ ． ０ ７ ％之间变 化。
裂缝进入 页岩 储层 ， 使气井见水 早 ， 含 水上升快 ， 甚至可 能暴
性水淹 。
页岩气的成藏 离不开有机质 的成熟度 ，据经验统计成熟
度基本要求为 Ｒ ｏ＞ １ ． ３ ％。我 国的页岩气储层 中有机质的成
附更多的天然气 ， 形成更多的微孔隙空间。
美国 Ｎｅ ｗ Ａｌ ｂ ａ ｎ ｙ页岩和 Ａ ｎ ｔ ｒ ｉ ｍ 页岩含有超过 ２ ０ ％Ｔ Ｏ Ｃ
微 裂缝是影 响页岩气产 能的重要 因素 ， 也进 一步加剧 了
开采页岩气 的难度和复 杂成都 。一方面 ， 发 育的微裂缝在提 含量部分、 Ｂ ａ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ 页岩平均有 机碳含量 为平均 ４ ． ５ ％。在 我国 根据调研和统计资料发现龙马溪 组的 Ｔ Ｏ Ｃ含 量一 供储 渗空间给 页岩气 的同时， 还方便 了吸 附态天然气 的解析 ， 四川盆地， ． ５ ｌ ％而 小 于 ４ ． ８ ８ ％、筇 竹 寺 组 的 Ｔ ＯＣ 含 量 在 并成为页岩气 运移 、 开采 的通 道 。另一方 面，与大型断裂连 般 大 于 ０
中国页岩气形成机理 地质特征及资源潜力
中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力摘要：页岩气是以自生自储为主的非常规天然气，是油气资源中的新型矿种。
由于页岩气储层低孔低渗，要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。
本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。
关键词：非常规油气 ;页岩气;源岩油气页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源，具有含气面积广、资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。
近年来，严峻的能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。
一、页岩气勘探开发现状油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个阶段。
油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。
从构造油气藏向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与传统圈闭找油的理念。
随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气，如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。
传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。
近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。
页岩气突破的意义在于:突破资源禁区,增加资源类型与资源量。
2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术，应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油气采收率。
页岩气藏地质特征及地质选区评价方法——以辽河坳陷东部凸起为例
油
文 章 编 号 ： ０６— ５ ５ ２ １ ）２— ０ ６— ４ １０ ６ ３ （０ ２ ０ ０ ４ ０
页岩 气藏 地 质 特 征 及 地质 选 区评 价 方 法
— —
以辽 河坳 陷东部 凸起 为例
杨一呜 毛俊 莉 ， 晶晶 ， 李
中 图分 类 号 ：Ｅ ２． Ｔ ｌ２ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
引 言
据 预测 ， 世界 范 围内页岩 气储量 相 当于煤层 气
生代时期为东部洼陷的一部分 ， 古生界时期为太子
河洼 陷 的一部分 ， 勘探 面积 为 １６０ｋ 目前 ， ０ ｍ 。 东 部 凸起完 钻探井 １ ０口， 中 ６口井 钻遇 古 生界 ， 其 佟 ３王参 １辽 Ｍ１等 多 口井见 到油气 显示 ， ３王 参 、 、 佟 、 １辽 Ｍ１佟 ２０ 、 ， ９５等井 显示 气测异 常 。
１ ２ 沉积 特征 ．
与致密砂 岩 气储量 的 总和 ， ３种非 常规 天然气 总 占
资 源量 的 ５ ％ ＿ 。进 入 ２ 世 纪 ， 球 已有 ３ ０ １ Ｊ １ 全 ０多
个 国家 开展 页岩气 勘探 开发 。其 中 ， 国商业 化开 美 采 程度 最 高 ， 产 页岩 气 量 为 １００×１ 。 已经 年 ０ ０ｍ ， 超 过 中国现 今 所 有 类 型天 然 气 产 量 的总 和 （ 约 大
盘锦 １４ １ ；．中 油 辽河 工 程 有 限公 司 ， 宁 ２ ００ ２ 辽 盘锦 １４ １ ） ２ ００
（．中油 辽 河 油 田公 司 ， 宁 １ 辽
摘要 ： 以辽河坳陷东部 凸起为例 ， 了其构造特征及沉积环境 ， 分析 认为东部 凸起 上古生界 山西组 、 太
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表1页岩气与其它类型气藏对比对比参数常规来自藏煤层气页岩气藏
岩性
砂岩或石灰岩
固定碳、灰分、挥发分
暗色含硅、钙质泥页岩
孔隙度
一般大于10%
一般小于10%
一般小于10%
孔隙结构
孔喉连通
孤立的基质微孔隙+割理
孤立的基质微孔隙+裂缝
渗透率
一般大于1md
小，具有应力敏感性
小，具有应力敏感性
成藏特征
有运移，气藏受岩性和构造控制
自生自储
自生自储
地下流动
渗流
解吸+渗流
解吸+渗流
投产特点
一般不需要措施
压裂投产
压裂投产
压裂改造
只需要造一条主缝
需要形成三维立体裂缝网络，才能获得高产
需要形成三维立体裂缝网络
页岩气地质特征
页岩气：主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集
1）页岩气成因
生物成因、热解成因、生物成因+热解成因
2）页岩气赋存方式
•吸附态：吸附于有机质颗粒、粘土矿物颗粒、干酪根颗粒以及孔隙表面，占40%—60%；
•游离态：存在于岩石孔隙与裂隙中；
•溶解态：少量溶解于干酪根、沥青质、残留水以及液态原油中