页岩含气量影响因素及展望

页岩含气量影响因素及展望

摘要：页岩气作为一种新型的清洁能源，逐渐受到世界各国的关注。我国页岩气分布广泛，资源量十分丰富极具有开采价值。本文从页岩气含气量影响的因素方面对页岩气资源进行评价并结合我国页岩气开采实际进行了展望。我国页岩气的开采虽然起步晚，但是只要我们采取有效措施积极应对相信页岩气产业的发展道路会也来越宽。

关键词：页岩气能源含气量因素预测

一、引言

页岩气指赋存在泥页岩中以吸附及游离状态存在的重要的非常规天然气资源。据统计，全球页岩气储量约为456万亿立方米，我国页岩气储量约为26万亿立方米，占全球页岩气储量的 5.7。我国是天然气等能源消耗大国，到2020年我国天然气将有80亿立方米的缺口。我国页岩气含量虽然丰富但是起步较晚，页岩气勘探技术尚处于借鉴与摸索阶段，若能将页岩气进行合理开发利用，将能极大地缓解我国天然气资源的供需矛盾。

页岩含气量是指每吨页岩中所含天然气折算到标准温度和压力条件下的天然气总体积，包括吸附气、游离气和溶解气。由于页岩气藏中溶解气含量较小，目前关于页岩含气量的研究主要针对页岩气藏中的吸附气及游离气含量。游离气是指以游离状态储存于天然微裂缝和孔隙中的天然气；吸附气是指吸附于有机质或伊利石等黏土矿物颗粒表面的天然气。

二、影响页岩含气量的因素

由于页岩储层具有渗透率低、非均质性强、矿物组成复杂等特点，影响页岩含气性的因素众多。这些影响因素既包括页岩埋深、地层压力与温度等外因，也包括页岩总有机碳含量、有机质类型、有机质成熟度等页岩固有属性。

1.影响页岩气含气量的外因

影响页岩气含气量的外因主要包括页岩层埋深、压力、温度等。储层压力与埋深直接相关，埋深是页岩气藏经济价值的主控因素之一，决定页岩气藏开发的经济效益。在温度一定的情况下，富有机质页岩的吸附气含量随压力的升高而增大，当压力增大到一定程度时，吸附气含量的增大速度明显减缓。在相同压力条件下，温度的升高导致富有机质页岩的吸附气含量降低。

2. 影响页岩气含气量的内因

2.1页岩矿物组成。页岩的矿物组成一般以石英或黏土矿物为主，黏土矿物包括高岭石、伊利石、绿泥石、伊蒙混层等，以及少量蒙脱石或不含蒙脱石。国

内外学者对于页岩气藏的岩石矿物组做了大量研究，表明页岩的矿物组成在一定程度上决定着页岩气藏品质的优劣，影响页岩含气性。

2.2有机质含量。总有机质含量（total organ—ic content，TOC）可以反映出页岩的有机质丰度，是页岩气聚集最重要的主控因素之一。美国主要页岩盆地的总有机碳含量在O.5%～25%之间，目前一般认为总有机碳含量在0.5%以上的页岩地层才有可能形成页岩气藏。从国内外的测试结果来看，有机质含量与页岩的含气量正相关性较好。这是因为在相同的气藏温度和压力下，有机碳含量较高的页岩具有更多的微孔隙空间，增大了游离气的储存空间；此外，有机质吸附甲烷气体的能力远高于无机质等黏土矿物，有机碳含量的增加将极大地提高吸附气的含量。

2.3有机质类型。沉积有机质主要由干酪根构成，约占沉积有机物的80%～90%。干酪根是沉积岩中不溶于碱、非氧化型酸和非极性有机溶剂的分散有机质。不同类型的干酪根由于其自身化学组成和结构的不同，具有不同的生烃潜力，形成的产物也不同。干酪根在热演化程度较高时均可生成天然气，但I型和Ⅱ型干酪根主要生成油，Ⅲ型干酪根则主要生成气。另外，干酪根的类型对天然气的吸附率也有一定影响。

2.4有机质成熟度。有机质成熟度（Maturity of Organic Matter）是指沉积有机质在温度、时间等因素的综合作用下向石油和天然气演化的程度。页岩中有机质的成熟度与其生烃潜能相关性较为密切，是页岩气聚集形成的重要指标。国际上通常将镜质体反射率作为标定有机质成熟度的一项独立指标。

三、我国页岩气勘探技术展望

我国页岩气资源丰富，具有良好的资源前景。我国的页岩气勘探技术还处于实验研究及总结摸索阶段。受北美页岩气勘探启发，我们应在借鉴国外先进经验的基础上，开展适合我国页岩气成藏特点的勘探技术研究。特别是复杂地形和地质条件下，利用地震采集和处理解释、页岩气测井识别和储层精细描述等地球物理关键技术。探讨非震方法在页岩气中的勘探能力，建立页岩气地球物理勘探方法体系，为确定页岩气“甜点区”提供强有力的技术手段。我国赋存页岩气的地质环境复杂，特别是南方海相页岩发育地区，地形起伏较为剧烈，植被覆盖严重，应用地球物理方法进行勘探面临严峻挑战。因此，需要提高复杂地形条件下地震勘探结果的质量，并加强更适合山区工作的电磁法、重磁法等非震方法对页岩气勘探有效性研究。深化地质认识，优选批具有勘探前景的靶区，开展综合地球物理方法试验优化技术方法组合。南京地质调查中心承担的“重点地区页岩气资源调查评价”项目，计划于2013年完成华东地区的页岩气选区，并将从2014年开始投入地球物理方法进行重点地区页岩气勘探。随着国家和社会资金的不断投入，未来5～10年我国的页岩气勘探技术可能会取得一定突破。

四、结束语

1.页岩含气量是页岩气藏勘探开发区块优选的重要指标之一，其影响因素较

多，其中有机质含量的影响最大。

2.目前针对影响页岩含气量因素的研究大都为定性研究，随着页岩气藏勘探开发技术的不断进步，开展各影响因素权重的定量研究十分必要。

3.页岩气的开发在我国国民经济中具有重要作用。在这一新矿种的开发中，只要我们做到未雨绸缪，积极应对，充分研究页岩气勘探开发技术，采取有效措施，克服页岩气开采带来的不利影响，相信页岩气产业发展的道路会越走越宽，建设辉煌。

参考文献：

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[2]张金川，金之钧，袁明生.页岩气成藏机理和分布[J].天然气工业，2004

[3]李玉喜，乔德武，姜文利.页岩气含气量和页岩气地质评价综述[J].地质通报，2009