湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气保存条件
页岩气成藏机理研究
页岩气成藏机理研究徐祖新,郭少斌(中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083) 摘 要:页岩气藏大面积连续分布,而且不受构造作用的控制,页岩气的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成,页岩既是烃源岩、储层,也是盖层。
页岩气成藏机理具有明显的“混合型”特征,根据成藏条件的不同,成藏机理可分为吸附机理、活塞式成藏机理或置换式成藏机理两种类型[1]。
页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏的特征,体现出了复杂的多机理递变特点。
页岩气成藏机理实质上就是页岩孔隙中的不同赋存方式的天然气空间比例分配问题[2]。
关键词:页岩气;成藏条件;成藏机理 中图分类号:P618.12 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)06—0122—03 页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附状态或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
这是天然气生成之后在烃源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式[3]。
页岩气藏中的天然气主要存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩中,有时甚至也存在砂岩地层中。
页岩气藏中的天然气不仅包括了存在于裂缝中的游离相天然气,也包括了存在于岩石颗粒表面上的吸附气[4]。
从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果,由于生储盖条件特殊,天然气在其中以多种相态存在。
页岩气是非常规天然气的重要类型,在天然气中占的比重逐年增大,受到各国重视,其中美国在页岩气方面的理论与勘探开发技术完善,并且已经形成一定的商业规模[5]。
近几年来我国也进行了初步勘探,研究发现,我国南方志留系地层中发育黑色页岩,演化程度高,可形成的页岩气资源潜力大。
特别是四川盆地的威远和泸州地区,其页岩气资源相当于四川盆地常规天然气资源的总量。
我国松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源[3]。
可以这么说,页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标[6]。
桂中坳陷上古生界页岩气保存条件
第35卷第4期OIL ＆GAS GEOLOGY 2014年8月收稿日期：2013－04－20。
第一作者简介：潘仁芳（1962—），教授、博士生导师，石油与天然气地质、地球物理勘探。
E-mail ：rfpan@qq．com 。
基金项目：国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目（2014CB239100）；中国博士后科学基金项目（2013M530342）。
文章编号：0253－9985（2014）04－0534－08doi ：10．11743/ogg201413桂中坳陷上古生界页岩气保存条件潘仁芳1，唐小玲1，孟江辉1，张喜满2，龚宇1（1．长江大学地球科学学院，湖北武汉430100；2．中国石油南方石油勘探开发有限公司，广东广州510240）摘要：桂中坳陷上古生界中、下泥盆统以及下石炭统页岩具有良好的生烃及储集条件，但受多期构造运动改造，页岩气保存条件复杂。
从宏观和微观分析入手，对该区上古生界页岩气保存条件进行综合评价，预测其勘探潜力及有利勘探区。
在野外地质调查的基础上，结合钻井资料、镜质体反射率、粘土矿物X －射线衍射、泥页岩物性分析数据以及构造演化史和埋藏史－热史恢复，从盖层封闭性、断裂和抬升剥蚀作用影响等方面评价了桂中坳陷上古生界页岩气保存条件。
结果表明：桂中坳陷中泥盆统泥页岩沉积厚度大（暗色泥页岩厚250 650m ）、分布连续且韧性和微观封闭性较好，可作为页岩气直接和区域盖层；下石炭统虽然分布局限，但韧性和封闭性好，可作为局部盖层；燕山期为研究区主要变形期，大量叠瓦状逆冲断裂和高角度逆冲断层在此时发育，对现今残存的页岩气藏分布格局起着决定性影响，坳陷中、西部遭受的构造改造相对较弱；强烈的剥蚀作用破坏了页岩气的保存，但坳陷中、西部地区剥蚀程度较小。
总之，桂中坳陷中、西部的柳江低凸起内天山背斜及西部、马山断凸中部和红渡浅凹中部一带页岩盖层分布稳定且韧性和封闭性较好、遭受的构造破坏较弱、剥蚀厚度较小，为页岩气有利勘探区。
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。
页岩气研究综述 - 成藏机理、储层性质、渗流机理、吸附机理、含气性分析及主要开发技术
五、页岩气开发主要技术研究 同步压裂技术
2口或更多的邻近平行井同时压裂，目的是使页岩收到更大的压力作 用，从而通过增加水力裂缝网的密度，产生一个复杂的裂缝三维
网格，同时也增加了压裂工作的表面积。当压裂液注入两井之间
的空间时，每个井的排油面积增加，这是在单井压裂时不可能出 现的。同步压裂费用比较高，并且需要更多的协调工作以及后勤 保障，作业场所也更大。同时，它的收效大，因为压裂设备会更 高效的应用，2口井会再一周内完井而不是两周，采用该技术的页 岩气井短期内增产效果非常明显。
非常规油气
页岩气的开发技术
水力压裂技术
页岩气开采技术
1.清水压裂技术 2.重复压裂技术 3.水力喷射压裂技术
4.多级压裂技术
5.同步压裂技术
水平井钻井
一、页岩气主要开发技术
二、水力压裂技术综述 1、水力压裂技术应用分析 2、水力压裂关键因素 三、我国页岩气开发面临问题 四、结论与建议
1 水力压裂技术应用分析
页岩气成藏机理、储层性质、渗流机 理、吸附机理与含气性分析及主要开 发技术综述
1
2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
一、概述
定义：页岩气（Shale Gas），是指以吸附和/或游离状态赋存于富有机质
页岩地层中，具有商业价值的生物成因和/或热成因的非常规天然气。 NelsonⅡ型裂缝储层：天然裂缝提供渗流通道，基质为大部分的气体提供
流能力更好的支撑剂裂缝，或者使作业井能够比重复压裂前更好 的连通净产层。实现这些目标需要掌握更多关于储层和生产井状 况资料，以便了解重复增产处理获得成功的原因，并以此为基础 改进以后的处理。评估重复压裂前、后的平均储层压力、渗透率 厚度成绩和有效裂缝长度与倒流的能力，能够使工程师们确定重 新压裂前生产井产能不好的原因，以及重复压裂成功或失败的因 素。
页岩气藏形成条件分析
ｏｌａ石灰岩。在盆地的东北部，Ｂａｒｎｅｔｔ页岩由Ｆｏｒ－ ｅｓｔｂｕｒｇ石灰岩分隔为上、下两部分口］。Ｂａｒｎｅｔｔ页 岩顶面构造为一单斜，气藏不受构造控制，面积约 １５ ５００ ｋｍ２，埋深大于１ ８５０ ｍ，可采资源量２．６６× １０１２ ｍ３（ＵＳＧＳ，２００８）。气田可分为两个区：①核心 区，Ｂａｒｎｅｔｔ页岩下部发育Ｖｉｏｌａ石灰岩；②外围区， 缺失Ｖｉｏｌａ石灰岩，Ｂａｒｎｅｔｔ页岩直接与饱含水的下 奥陶统Ｅｌｌｅｎｂｕｒｇｅｒ组石灰岩接触。核心区页岩厚 度大于１０７ ｍ，外围区页岩厚度大于３０ ｍ［３Ｊ（图２）。 １．１．２勘探概况
裂缝是Ａｎｔｒｉｍ页岩气藏的主控因素之一。北 东和北西向两组近直立的裂缝发育，纵穿整个泥盆 系，横贯盆地北部。这些裂缝通常未被胶结或者仅 有很薄的方解石包覆层，其垂向延伸为数米，水平延 伸可达几十米。在主产区以外，尽管也钻到了富含 天然气的Ａｎｔｒｉｍ页岩，但由于天然裂缝不发育，渗 透率很低而不具备商业价值［１ ２‘。
目前发现的生物成冈型页岩气藏分两类：①早 成型，气藏的平面形态为毯状，从页岩沉积形成初期 就开始生气，页岩气与伴生地层水的绝对年龄较大， 可达６６ Ｍａ，如美国Ｗｉｌｌｉｓｔｏｎ盆地上白垩统Ｃａｒｌｉｌｅ 页岩气藏；②晚成型，气藏的平面形态为环状（图３）， 页岩沉积形成与开始生气间隔时间很长，主要表现 为后期构造抬升埋藏变浅后开始生气，页岩气与伴 生地层水的绝对年龄接近现今，如美国Ｍｉｃｈｉｇａｎ盆 地的Ａｎｔｒｉｍ页岩气藏［７］。生物成因型页岩气藏以 Ａｎｔｒｉｍ页岩气藏最有代表性。
页岩气及其成藏机理
页岩气及其成藏机理页岩气及其成藏机理摘要：本文介绍了页岩气的特征、形成条件和富集机理等，认为不同阶段、不同成因类型的天然气都可能会在泥页岩中滞留形成页岩气；页岩气生气量的主要因素是有机质的成熟度、干酪根的类型和有机碳含量；吸附态的赋存状态是页岩气聚集的重要特征。
我国页岩地质结构特殊复杂，需要根据我国具体的地质环境进行分析以便更加合理的进行开采。
关键词：页岩气富集资源天然气作为一种高效、优质的清洁能源和化工原料，已成为实现低碳消费的最佳选择。
全球非常规天然气资源量非常巨大，是常规油气资源的1.65倍。
其中页岩气占非常规天然气量的49%约4561012m3，巨大的储量和其优质、高效、清洁的特点，使得页岩气这一非常规油气资源成为世界能源研究的热点之一。
我国页岩气可采储量丰富，约31 1012m3，与美国页岩气技术可采储量相当。
通过对页岩气资源的勘探和试采开发，发现其储集机理、生产机制与常规气藏有较大的差别。
一、页岩气及其特征页岩是一种具有纹层与页理构造由粒径小于0.004mm的细粒碎屑、黏土矿物、有机质等组成。
黑色页岩及含有机质高的碳质页岩是形成页岩气的主要岩石类型。
页岩气是从黑色页岩或者碳质泥岩地层中开采出来的天然气。
页岩气藏的形成是天然气在烃原岩中大规模滞留的结果，由于特殊的储集条件，天然气以多种相态存在，除了少数溶解状态的天然气以外，大部分在有机质和黏土颗粒表面上吸附存在和在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在。
吸附状态的天然气的赋存与有机质含量有关，从美国的开发情况来看，吸附气在85～20%之间，范围很宽，对应的游离气在15～80%，其中部分页岩气含少量溶解气。
页岩气主体上是以吸附态和游离态同时赋存与泥页岩地层且以自生自储为成藏特征的天然气聚集。
复杂的生成机理、聚集机理、赋存状态及富集条件等，使得页岩气具有明显的地质特殊性，具有低产量、产气时间长的特点（一般可稳产30～50年，递减率<5%）。
湘西北地区下寒武统牛蹄塘组页岩气成藏条件
（ １ ． 大唐华银电力股份有 限公 司，湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ７ ； ２ ． 中南大学地球科学与信 息物理 学院，湖 南 长沙 ４ １ ０ ０ ８ ３ ）
摘
要： 利 用野外露头 、 有机 地球 化学等资料 ， 分析 湘西北地 区下寒武统牛蹄塘组 页岩 气资源勘探远 景。初步研 究表 明，
２ 页岩气 成藏条件
对 于油气 勘 探来 说 ，烃源 岩 的分 布 虽 然受 沉 积相
气 的优点众多 ，最主要的就是含气面积广 、资源量大 且 开 采周 期长 。
１ 区域 地 质 背 景
研 究 区位 于扬 子 准地 台东 南缘 上 扬 子 台褶 带 与江 南地轴结合部位 的武 陵褶断束 内。在地层分 内 出露 的地层 比 较齐 全 ，除 缺失 上 志 留统 和下 泥 盆统 外 ，从 中元古 界 冷家溪群至第四系的其它地层都有分布 。研究 区寒武 系 自下而上可 以划分为牛蹄 塘组 、杷榔 组 、清虚洞 组 、敖溪 组 、花桥 组 、车 夫组 、 比条 组 及追 屯组 。页 岩气 烃 源岩 主要 发 育 于下寒 武 统 牛 蹄塘 组 ，为 沉 积早
Ｗ ＡＮＧ Ｇｕ ａ ｎ ｇ — ｋ ａ ｉ ． Ｊ Ｉ ＡＯ Ｐｅ ｎ ｇ
（ １ ． Ｄ ａ ｔ ａ ｎ ｇ Ｈ ｕ ａ ｙ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ ０ １ ７ ， Ｈｕ ｎ ａ ｎ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｃ ｒ ｏ ｐ ， ｇ ｅ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｎｉ ｕ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｌ ｏ ｗｅ ｒ
页岩气成藏条件及我国页岩气分布与前景
内 蒙古 石 油化 工
１３ ３
页岩气 成藏条件及我 国页岩气 分布 与前景
蒋 成 平 雷 应金 龚 进 熊 川 ， ， ， ， 汤 强。
（． １ 中油青海油 田采油一 厂， 青海 海西 ８ ６ ０ ；．河 南油 田新疆勘探开发 中心 新疆 １４０２
７６０） １０ ２
８ １０ ３ ４１０ ；
３ 延长油 田蟠龙采油厂 ， ． 陕西 延安
摘 要 ： 页岩 气成 藏要 素 和常规 天 然 气大 致相 同， 成藏 条件 比较 特殊 ， 成藏 要求 比较 严格 。 对 页岩 气
是 非 常规 油 气的 重要 组成部 分 ， 国广 泛发育 中生界 海相 、 我 陆相 两种 类型的 页岩 ， 勘探 研 究结果 表 明 ， 我 国 页岩 广泛发 育 ， 并且具 备 形 成 页岩 气藏 的有 利 条件 。在 前有研 究成果 的基础 上 ， 出 了页岩 气储 层 的 提
文章 编号 ：ｏ ６ ７８ （０ １１ 一Ｏ ３一 Ｏ １ ０— ９ １２ １）８ １３ ３
非常规天然气主要包括深盆气 （ｅｐｇｓ）致 ｄｅ ａ 、
密 砂 岩 气 （ｉｈ ａ ） 煤 层 气 （ｏ ｌ ｂ ｄ ｍｅｈ ｎ ｔ ｔｇ ｓ 、 ｇ ｃａ ～ ｅ ｔａ ｅ ） 天 然 气 水 合 物 （ ｃｉ ａ ｄｓ ｂ －ｅ ｙ ｒ ｔｓ 以 、 Ａｒｔ ｎ ｕ － ｓａｈ ｄ ａｅ ） ｃ 及 页岩 气 （ ｈ ｌ ｇ ｓ） 页岩 气是 非 常规 油气 的重 要 ｓ ａｅ ａ 。
一
１４ ３
内 蒙古 石 油 ４ ｒ Ｌ－ － －
２１ 年第 １ 期 ０１ ８
热 裂解 作 用气 或 两 者 的混 合 ， 成 藏 及分 布 上 具有 在
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湘中涟源凹陷石炭系测水组页岩气保存条件
苗凤彬;谭慧;王强;白云山;彭中勤
【期刊名称】《地质科技情报》
【年(卷),期】2016(35)6
【摘要】湘中涟源凹陷地区经历了多期构造运动,构造样式复杂,以往的勘探实践发现凹陷内不同地区泥页岩含气性差异较大,因此保存条件成为制约该区页岩气富集高产与有利区优选的重要因素。
以该区石炭系测水组泥页岩层系为研究对象,从埋藏深度、构造作用、盖层条件、地层流体特征及气体组分等方面对页岩气的保存条件进行了分析。
结果表明,凹陷中部褶皱带的向斜区泥页岩埋藏深、构造环境相对稳定、断层发育程度低、盖层封闭性强、受地表水改造程度低,是页岩气聚集、保存的有利区;而背斜构造区与东、西部构造带泥页岩埋深不稳定,抬升剥蚀严重,断层发育,盖层封闭性差甚至缺失,与地表水交替程度高,已形成的气藏多被破坏。
综合研究认为,中部构造带内车田江向斜中心、南翼地区和桥头河向斜中心地区页岩气保存条件最好,具有形成优质页岩气藏的潜力,为涟源凹陷页岩气勘探的重要区域,且测水组纵向上以第3套煤层之下的泥页岩段含气性较好,为重要勘探层段。
【总页数】8页(P90-97)
【关键词】构造作用;盖层;地层流体;保存条件;页岩气;测水组;涟源凹陷
【作者】苗凤彬;谭慧;王强;白云山;彭中勤
【作者单位】中国地质调查局武汉地质调查中心;湖南华晟能源投资发展有限公司【正文语种】中文
【中图分类】P618.130.2
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