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页岩气及其成藏特征

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页岩 及其 特征
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中国石油大学(北京)刘洛夫页岩气及其成藏机理提 纲一、页岩气的概念及发展历史二、页岩气的成因及赋存状态三、页岩气成藏地质特征四、页岩气的成藏机理五、我国页岩气资源潜力六、结论及认识一、页岩气的概念及发展历史( 1) 物质基础:油气生成 的物质基础 —— 烃源岩(泥质、碳酸盐岩、煤系烃源岩);油气储集 的物质基础 —— 储集层(碎屑岩、碳酸盐岩、火山岩、结晶岩、泥质岩);油气保存 的物质基础 —— 盖层。( 2) 外部条件:温压 条件 —— 油气生成、运移及保存;圈闭 条件 —— 油气聚集的场所;运移 条件 —— 动力、通道。( 3) 良好的匹配关系:空间 配置 —— 叠置关系;时间 配置 —— 油气生成、构造运动、储集层、圈闭及盖层的形成。 常规油气藏形成的基础某油田油气成藏过程示意图一、页岩气的概念及发展历史页岩 (外通常被定义为“ 细粒的碎屑沉积岩 ”,但它在矿物组成(粘土质、石英和有机碳等)、结构和构造上却多种多样。 含气页岩并不仅仅是单纯的页岩,它也包括细粒的粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩及灰岩、白云岩等。 页岩作为岩层,为不同颗粒大小和不同岩性的组合。如果泥页岩中吸附和游离的烃类以液态烃为主,则也可以称之为 页岩油( ,这种油气与从未熟的 油页岩中低温度干馏得到的“页岩油”( 有着本质的不同。页岩气 ( 赋存于富有机质页岩及其夹层中(层系) ,以吸附及游离状态为主要 赋存 方式的烃类气体 (少量溶解气) , 属于非常规油气资源。特点: 自生、自储,原地成藏;吸附、游离赋存;低孔、超低渗; 规模 分布。 页岩气的概念一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的概念储集空间: 孔隙、裂缝、溶洞成藏方式: 源储异地赋存相态: 游离态常规油气储层: 砂岩、碳酸盐岩储集空间: 颗粒原始孔隙、有机质孔隙、微裂缝成藏方式: 自生自储赋存相态: 吸附态、游离态页岩气储层: 泥页岩页岩气与常规油气相比,储层岩性、储集空间、成藏方式、油气相态不同。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的概念从源岩的生排烃的角度来看,常规油气 是源岩经历了生烃、排烃、烃类聚集与散失等过程,聚集于烃源岩之外的有利储层中的烃类。页岩气(油) 则是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成且尚未完全排出的,以吸附、游离、溶解等多种形式残留于泥页岩内部的,在现有技术条件下能够经济开采的非常规油气资源。页岩油气 = 源岩残留烃残留烃排出烃事实上,无论是常规天然气还是页岩气,所有天然气藏的形成均需要烃源岩、储集层、保存条件等必须的要素,但是页岩气成藏与其它(常规)天然气藏相比,具有很大的特殊性。其它(常规)天然气藏 页岩气藏烃源岩 各种烃源岩(泥质岩、煤系烃源岩、碳酸盐岩) 泥页岩储集层 粗碎屑岩、碳酸盐岩、致密砂岩等 泥页岩盖层 泥质岩、膏盐岩、致密碳酸盐岩等 泥页岩圈闭 构造圈闭、岩性圈闭为主 不需要明显圈闭运移 变化范围较大 无运移或极短距离运移保存 保存条件较为苛刻 保存条件较为宽泛赋气状态 多为游离态 吸附态和游离态,少量溶解态成藏模式 下生上储、上生下储等 自生自储压力特征 常压、超压均有发育 多为超压分布特征 多受控于构造变形 不受构造限制一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的概念常规油气藏与页岩气藏特征对比一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史与美国相比,我国页岩气研究起步较晚,美国 1821年开始出现第一口页岩气井,我国直到 20世纪 60年代才开始研究,而且初期主要关注泥页岩裂缝型油气藏。现 在第一口页岩气商业钻井1821年1921年1975年1979年1999年2005年1921发现到工业化生产1979岩气产量净增7倍页岩气年产量达到了美国干气总产量的 美国中国1960197019801990200020082009陆续发现泥页岩裂缝型油气藏地化特点研究勘探潜力分析机理页岩气钻井,中美合作开发 1821年在纽约州 美国第一口商业生产的页岩气井( 2002)。 1926年,泥盆系页岩(东肯塔基和西弗吉尼亚气田)形成了当时世界上 最大的天然气田 。 1973年阿以战争期间的石油禁运和 1976入大量资金用于页岩气研究,加快了天然气勘探研究的步伐 。 1976年,美国能源部及其以后的能源研究和开发署( 合国家地质调查所、州级地质调查所、大学以及工业团体,发起并实施了针对页岩气研究与开发的 东部页岩气工程 。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 美国第一口页岩气井104 106 116 124 146167 188 1942654085209031210141216702018242128080500100015002000250030001998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015美国页岩气产量及增长趋势( 2008)• 1980年开始,天然气研究所 (始对东部页岩气进行系统研究,页岩气产储量进一步提高。页岩气研究向其它地区盆地扩展,研究全面展开。• 1989年美国页岩气产量仅 42× 108 1998年,美国的页岩气产量达到85× 108占美国天然气产量的 页岩气储量 1104× 108全国天然气探明总储量的 • 1999年,美国页岩气产量 108× 1082001)。•2006年,美国页岩气井增至 40000余口,页岩气产量达到 311× 108占全国天然气总产量的 •2007年,美国页岩气产量 335× 108中 和第 13位。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 美国7,5%24,3%7,8%32,8%13,5%5,9%8,2%1,6%6,3%8,4%54,1%8,8%12,6%8,3%( 010 特沃斯盆地 990~ 2007年页岩气生产井数量(生产井数,口)2003 年水平井钻探1999 年多次压裂增产1997 年水力压裂增产2005 年水平井分段压裂与清水压裂01000200030004000500060007000800090001990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 20071990~2030年美国天然气能源结构变化• 2008年,美国页岩气产量达到 572× 108比上年增长了 71%( 2009b),页岩气产量占到美国干气总产量的 10%( 009c)。其中 70%的页岩气产量来自德克萨斯州的 2009年,美国页岩气生产井数增至 98590口,产量超过 878× 108其中,仅 60× 108岩气快速勘探开发使得美国天然气储量增加了 40%。• 2010年美国页岩气产量超过 1379× 108全国天然气年总产量的 23%,超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国 。• 2011年美国页岩气产量为 1800× 108占美国天然气总产量的 34%。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 美国20012009一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 其它 国家受美国页岩气开发的激励,印度、澳大利亚和欧洲一些国家积极开发本国页岩气资源:• 近两年,波兰发放了 58个页岩气勘探开发许可证, 30多家石油公司从事页岩气开发,已完成 15口钻井,预计未来 5年建成工业产能基地。• 德国在积极推进煤层气开发的同时,大力开发页岩气,先后颁发了数十个页岩气区块勘探开发许可证,完钻数十口钻井。• 荷兰、意大利、丹麦、捷克、奥地利等国家开展了页岩气开发前期钻探和研究工作。• 澳大利亚页岩气勘探开发已起步,完成了第一口页岩气钻井。我国自 20世纪 60年代以来,相继在松辽、渤海湾、柴达木、吐哈、酒西、江汉、南襄、苏北、四川等盆地发现了规模不等的 泥岩裂缝油气藏或重要的油气显示,并获得工业油气流 ,初步展现了泥页岩储层的资源潜力。松辽盆地 50余口井在青山口组见油气显示,已有 4口井获工业油流, 7口井产少量油流,英 12井在泥岩裂缝中获得 济阳坳陷已有数百口井在泥岩地层中见到良好油气显示,数十口井获得工业油流,如罗19井、罗 2 42井、罗 48井、新郭 3井等,罗 42井钻开 2827m~2861生井喷,放喷原油 25油产气高达 7746d。南襄盆地在南阳凹陷的北马庄、魏岗、张店和黑龙庙等地区的核桃园组的泥岩裂缝中发现了油气显示及工业油气流,红 10井的核二段深灰色泥岩岩心上,沿裂缝面见有油浸斑块;红 12井核二段的泥岩裂缝则充满了原油和魏 9井的试油日产工业原油。江汉盆地 王场油田井深 接投产单井日产油 2071积产油 7834t。东濮凹陷 东濮凹陷文留地垒带上存在泥岩裂缝油气藏。文古 2井钻探过程中见到良好气测显示及多次后效显示,电解 9。四川盆地 威远地区、阳高寺和九奎山的 158口井在泥页岩段气测普遍见到异常显示,威 5井,钻遇下寒武统岩段发现气浸与井喷,中途测试日产气 北盆地盐城凹陷 途测试获得 、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国不同盆地裂缝型油气藏勘探现状1. 泥页岩裂缝油气藏阶段我国页岩气研究经历了从泥页岩裂缝油气藏到页岩气藏研究两个阶段。特点 泥页岩裂缝油气 页岩气 共性界定 赋存于泥页岩裂缝中的油气 同时以吸附和游离状态赋存于以泥页岩为主的地层中的天然气 泥岩或页岩地层中含烃天然气成因 热成熟气为主 从生物气到高、过成熟气 热成熟产气为主赋存介质 泥岩或页岩裂缝 泥页岩及其砂岩夹层中的裂缝、孔隙、有机质等 泥岩或页岩裂缝赋存相态 游离相 游离 +吸附相 游离相主控因素 构造裂缝 各类裂缝、有机碳含量、有机质成熟度等 裂缝成藏模式 岩石破裂理论、幕式理论、浮力理论 吸附理论、活塞式或置换式复杂理论 岩石破裂理论、复杂成藏理论成藏特点 以油为主的原地、就近或异地聚集 以气为主的原地聚集 邻近或烃源岩内部成藏保存特点 良好的封闭和保存条件 抗破坏(构造运动)能力较强 适当保存生产特点 采收率高、产量递减快 采收率低、生产周期长 特殊开发技术传统泥页岩裂缝油气与典型页岩气的异同一、页岩气的概念及发展历史2. 泥页岩裂缝油气藏与页岩气藏 页岩气的发展历史 —— 中国泥页岩裂缝油气藏 仅限于对泥页岩中游离状态油气储集空间的初步认识,页岩气藏 则是对泥页岩中多个成藏要素的深入探讨和综合认识。尽管我国在多个盆地的泥页岩中发现了油气藏 , 但由于在理论研究上 认识的局限性 和勘探工作中对在泥页岩中寻找油气资源没有 足够的重视 , 导致至今泥页岩的油气勘探没有出现大的突破 , 停留在小规模的裂缝性油气藏阶段 , 针对页岩气的研究还存在较多问题 , 系统的方法和理论也没有形成 , 页岩气的勘探开发和研究明显滞后 。1、 惯性思维: 我们已经习惯把富含有机质的泥页岩视为烃源岩 , 它的主要功能是生烃 , 即使其裂缝中残余一些油气 ,也是微不足道的 , 从未认识到它作为主力储层的功能 。2、 在实际的勘探工作中 , 我们眼睛仅仅盯住碎屑岩 、 碳酸盐岩储层 , 对泥页岩的油气显示往往忽略 ( 尤其是气显示 ) , 即使油气显示强烈 , 也很少选择测试 。3、 在研究工作中 , 自我限定了泥页岩裂缝的游离态油气的模式 , 很少考虑有机质 、 粘土矿物 、 微孔隙等对烃类气体的吸附和溶解 , 从而影响了勘探思路 。一、页岩气的概念及发展历史2. 泥页岩裂缝油气藏与页岩气藏 页岩气的发展历史 —— 中国岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段近年来,随着美国页岩气实现大规模商业开发,我国页岩气研究也迅速发展:2005 年以来,中国石油、中国石化、国土资源部油气研究中心、中国地质大学、中国石油大学等单位借鉴北美成功经验,相继以老井复查、区域地质调查为基础,开展了中国页岩气形成条件和资源潜力评价,在页岩气远景区进行了地质浅井、参数井和地震勘探,获取了页岩气关键评价参数,优选了有利页岩气区带,钻探了一批页岩气评价井和页岩气开发先导试验井,建立了四川威远 — 长宁等国家级页岩气开发示范区。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段 ——政策支持• 2009 年,美国总统奥巴马访华, 中美两国 签署了 《 中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录 》 、 国土资源部 设立了“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选” 重大专项 ;• 2010年, 中美签署 《 美国国务院和中国国家能源局关于中美页岩气资源工作 行动计划 》 ,成立了国家能源页岩气研发 (实验) 中心 。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段 ——政策支持• 2011 年, 国土资源部 组织开展全国页岩气资源潜力 调查评价 及有利区优选工作;共 招标 出让 4个页岩气探矿权区块;国家科技部 在国家油气 重大专项 中设立了 《 页岩气勘探开发关键技术 》 项目;国家发改委等多部委联合编制中国页岩气 “十二五”勘探开发规划 。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段 ——政策支持• 2011年底, 国土资源部 正式启动地质 找矿突破战略行动 ,将页岩气资源调查评价工作作为其中一项重要内容;页岩气成为我国第 172个 独立矿种 。• 2012年,国土资源部发布我国陆域页岩气 地质资源潜力 1012采 1012含青藏区); 国家发改委、国土资源部、财政部、国家能源局 共同发布 《 页岩气发展规划( 2011》 ,明确了 “十二五”末全国页岩气探明可采储量 2000亿立方米,年产量 65亿立方米的发展目标。• 2012年 9月,国土资源部启动 第二轮页岩气招标 。威 201井一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段 ——中国石油• 2006年, 中国石油 与美国新田石油公司联合开展了四川盆地威远气田页岩气资源评价。• 2007年,中国石油与美国新田石油公司组织开展了“中国页岩气资源评价与有利勘探领域优选 ”。• 2008年 11月,中国石油在四川盆地宜宾地区完钻了我国首口页岩气井,获取了大量第一手资料。• 2009年,中国石油与挪威石油、埃克森美孚、壳牌、康菲等跨国石油公司开展联合研究,探索页岩气开发的国际合作方式,计划建立页岩气先导试验区。• 2010年 4月,中石油在四川珙县探获页岩气资源 600万立方。• 2010年 9月,中国石油西南油气田公司经过两年多在页岩气勘探新领域研究后,于 2009年部署的 威 201井 喜获井口测试日产能 、页岩气的概念及发展历史 页岩气的发展历史 —— 中国3. 页岩气发展阶段 ——中国石化• 2009年,由 中国石化 油田事业部海相工作部和华东分公司牵头,勘探开发研究院、江汉油田和勘探南方分公司共同开展页岩气选区评价,初选鄂西 — 黔中、下扬子宣城区块、鄂西区块、贵州织金 — 朗岱区块进行试验。柴窝铺区块柴窝铺区块黔西区块黔西区块富县区块富县区块东营凹陷东营凹陷宣城区块宣城区块黄桥区块黄桥区块綦江区块綦江区块柴窝铺区块柴窝铺区块黔西区块黔西区块富县区块富县区块东营凹陷东营凹陷宣城区块宣城区块黄桥区块黄桥区块綦江区块綦江区块• 2010年 1月,中石化与英国石油、新田石油、雪佛龙等公司就合作勘探开发页岩气进行谈判,初选柴窝铺、富县、东营、綦江、黔西、黄桥、宣城等合作意向区块。• 2010年 5月,由中原油田成功实施大型压裂改造的页岩气井“ 方深 1井 ”,标志着中国石化页岩气勘探开发工作迈出了实质性的重要一步。方深 1井一、页岩气的概念及发展历史3. 页岩气发展阶段 ——中海油、中联煤、高校• 2010年 10月, 中海油 成功收购了美国切萨皮克公司位于美国得克萨斯州南部的 、粉河盆地页岩气探区项目 1/3的权益, 标志着中海油正式 进入页岩气勘探开发领域 。此外,国内多所高校开始关注页岩气并成立了相关研究机构:③ 长江大学 成立“长江大学 岩气研究中心”并启动建立了专门的页岩气实验室;④ 东北 石油大学 将非常规油气领域作为重要发展方向;⑤ 西安石油大学 则成立石油天然气地质研究所;⑥ 西南石油大学 重点研究非常规气藏的开发 /钻井技术;⑦ 北京大学 与国外合作并侧重于页岩气开发;⑧ 西北大学、中国地质大学(武汉)、成都理工大学 等其它院校也相继开展了相关工作;……① 中国地质大学(北京) 跟踪研究国内外页岩气研究动态;② 中国石油大学(北京) 成立了非常规天然气研究院、新能源研究所;• 中联煤 在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城 3个页岩气有利区。 页岩气的发展历史 —— 中国一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的勘探现状资源类型 远景资源 累计采出 剩余量 待发现量 备注常规油气石油( × 108t) 4110~5479 1029 1032 2049~3418 探明程度 43% 天然气( × 1012m) 明程度 50%非常规油气石油( × 108t)超重油及沥青(油砂): 5206 常规石油的 3397~8534 合计: 8603~13740天然气( × 1012m)煤层气: 168~312 / 中值 规天然气的 岩气: 456 天然气水合物: > 2501 合计: 3423 从全球 非常规天然气 资源量来看,页岩气资源量巨大,占天然气资源量的 12%。全球油气资源量统计表38%7%12%6%37%煤层气页岩气致密砂岩气天然气水合物常规油气常规油气 煤层气页岩气致密砂岩气天然气水合物38%7%12%6%37%煤层气页岩气致密砂岩气天然气水合物常规油气常规油气 煤层气 页岩气致密砂岩气天然气水合物一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的勘探现状全球已掀起 “ 页岩气革命 ” ,目前已有多个国家在进行页岩气前期评价和勘探开发先导试验,其中以美国页岩气勘探开发较为成熟。国家和地区 技术可采资源量 (万亿方)加拿大、墨西哥 国 含俄联邦) 6澳大利亚 美国是世界上最早发现和生产页岩气的国家,已经实现了页岩气的大规模商业开采;• 美国发现 30多个页岩气盆地,以 5大盆地为主,主要沿两大褶皱系分布。1. 美国页岩气勘探开发现状一、页岩气的概念及发展历史2003年,页岩气开发的 5个盆地,具有页岩气勘探前景的 6个盆地(据004)。2006年,页岩气开发的 23个盆地,具有页岩气勘探前景的2个盆地。2009年,美国进行页岩气勘探开发的盆地超过 30个,围绕“ U”形裂带,由东向西迅速展开。( 2009) 页岩气的勘探现状美国 6大盆地的页岩气产量均处在大幅上升阶段,全球天然气的产量预测来看,非常规天然气的产量将小幅上涨, 2035年约占总产量的 18%,美国目前早已超过 20%。一、页岩气的概念及发展历史 页岩气的勘探现状1. 美国页岩气勘探开发现状全球不同类型天然气产量预测美国 6大盆地页岩气年产量三大海相页岩气分布区• 南方古生界海相页岩• 华北地区下古生界海相页岩• 塔里木盆地寒武 松辽盆地白垩系湖相页岩• 准噶尔盆地中 鄂尔多斯盆地上三叠统湖相页岩• 吐哈盆地中 渤海湾下第三系湖相页岩我国主要页岩气藏勘探开发有利领域分布图鄂尔多斯 北地区塔里木 陆上沉积盆地 505个,沉积岩面积 520× 104 陆相盆地 424个,沉积岩面积 400× 104 海相盆地 81个,沉积岩面积 250× 104、页岩气的概念及发展历史 页岩气的勘探现状2. 我国页岩气勘探开发现状威 201井、宁 201井等在川南志留系龙马溪组海相页岩取得勘探突破柳评 177、 179井等在鄂尔多斯盆地延长组长 7段陆相页岩取得勘探突破建 111井在鄂西侏罗系自流井组东岳庙段陆相页岩取得勘探突破湘页 1井在二叠系大隆组海陆过渡相页岩取得勘探突破海相 陆相陆相海陆过渡相一、页岩气的概念及发展历史我国石油企业的页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其周缘、鄂尔多斯盆地、辽河东部凹陷等地区。截至 2011年底,已经完钻近 30口页岩气探井, 18口井压裂获工业气流,初步掌握页岩气压裂技术,在海相、陆相、海陆过渡相页岩层系中均实现页岩气突破。 页岩气的勘探现状2. 我国页岩气勘探开发现状陆相提 纲一、页岩气的概念及发展历史二、页岩气的成因及赋存状态三、页岩气成藏地质特征四、页岩气的成藏机理五、我国页岩气资源潜力六、结论及认识二、页岩气的成因及赋存状态页岩气成因类型 页岩气的成因根据热演化程度的天然气成因类型划分:生物气: 系指不同类型有机质在未成熟 — 低熟阶段( , 由厌氧细菌的生物化学作用形成的天然气。热成因气: 随着埋深的增加,温度、压力增大,有机质在较高温度及持续加热期间经热降解作用和热裂解作用生成大量油气。二、页岩气的成因及赋存状态 页岩气的成因热成因气的形成 有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气 3 种途径。① 干酪根成气是由沉积有机质直接热解形成天然气;② 原油裂解成气是有机质在液态烃演化阶段形成的、滞留在烃源岩中的液态烃 ,经深埋藏后的高温、高压作用,进一步裂解成气;③ 沥青裂解成气的物质基础来源于的两个方面:一是源岩中干酪根在各演化阶段生烃过程中形成的,另一方面是由原油裂解成气或遭破坏形成的 。热成因气可进一步分为:热解气: 系指在成熟和高成熟演化阶段 ( ,有机质经热催化作用降解而形成的天然气。裂解气: 系指在过成熟阶段( , 残余干酪根、已生成的液态烃和部分重烃气经过高温裂解作用而形成的天然气。热成因气形成途径示意图( 2005)二、页岩气的成因及赋存状态 页岩气的成因已发现的页岩气有机成因来源种类多 (从生物气 成熟气 油裂解气)。不同成因的页岩气,其 气组成、碳同位素值差异较大,有非常干的气( 99%甲烷)到非常湿的气( 80%)且可以包含无机气 如 2。地名 页岩 δ 13 气组成 生产类型 页岩气类型美国 度高于 20%,高 ;油气、油 后,页岩油开始裂解生气。 烃源岩条件泌页 2011, 三、页岩气成藏地质特征3. 有机质热演化程度 有机质热演化程度之间的关系( 2900口井, 2003) 烃源岩条件三、页岩气成藏地质特征 烃源岩条件4. 综合评价Ⅰ 型与 Ⅱ 型干酪根主要以生油为主, Ⅲ 型干酪根主要以生气为主,在热演化程度较高时,它们都可以生成大量天然气,因此,页岩气可以在不同有机质类型的源岩中产出,有机质的总量和成熟度才是决定源岩产气能力的重要因素。一般说来, 源岩达到成熟或高成熟,处于烃类大规模生成窗,有利于油气的勘探。页岩气是连续生成的生物气、热成因气。 可以把页岩气认为是烃源岩中未排出的残留气,换句话说,生气量较小、能够满足泥页岩的赋存储集就可以形成页岩气藏,因此,热演化程度范围可以适当放宽。三、页岩气成藏地质特征有机质丰度影响了页岩的生气量与含气量。北美地区商业价值页岩气藏 %。干酪根类型决定了生油、生气能力。 I、 成熟度 然在不同阶段生成的天然气皆可形成页岩气藏,但是成熟度越高其产气量越大。北美较好的页岩气储层的  烃源岩条件4. 综合评价北美主要页岩气源岩地球化学参数表(据 2000; 2002; 2009; H, 2010; 2011)中国广泛分布页岩,含气页岩具有“三高”特点:高有机质丰度、高有机质热演化程度及高后期改造程度。中美两国的页岩气发育条件具有相似性,主要表现在两方面:相似的盆地类型及大地构造位置、相似的页岩沉积环境。中美典型聚气页岩的生气条件对比表(据聂海宽等, 2010)三、页岩气成藏地质特征 烃源岩条件4. 综合评价三、页岩气成藏地质特征1. 储集性能国天然气研究所 )岩心分析法对威远地区九老洞组页岩评价结果常规砂岩700 隙中的自由气和 干酪 根吸附气干酪 根岩样号原有条件下 干燥和 取条件下体积密度( g/质渗透率( × 10气孔隙度( %)含气饱和度( %)颗粒密度( g/隙度( %)含油饱和度( %)含水饱和度( %)1 7 33 储层条件 储集性能是指岩石的孔隙发育程度及渗透性能,即岩石能够 储集和运输油气的能力 。通常用 孔隙度和渗透率 表征。三、页岩气成藏地质特征1. 储集性能 储层条件为储层,含气页岩显示出低的孔隙度( 1 1 , 0 0 0 f t )I C R P R R S ( M d) 1E - 141E - 131E - 121E - 111E - 101E - 091E - 081E - 071E - 061E - 051E - 041E - 031E - 021E - 010 5 10 15 20 25 30 35 40 45To t a l (I n d) P o ro s i t y , e w a ( Wa o )w a ( O t o un t F o Wo rt h B a s 5 6 Sa m a m pl e ( 2 0 /3 5 M E f f ec t iv e P e r m ea it yB a t F o r m a t io n, 2 0 4 Sa m I C R P R R S ( M d) y = 5 E - 09 2 9 3 6 0 . 7 0 6 81E - 141E - 131E - 121E - 111E - 101E - 091E - 081E - 071E - 061E - 051E - 041E - 031E - 021E - 010 5 10 15 20 25 30Ga s - F i l l o r o s i t y , P Da t aP ub a t a , F M C 6 9 ub a t a , F M C 7 8 5 6 Sa m a m pl e ( 2 0 /3 5 M E f f ec t iv e P e r m ea it I C R P R R S ( M d)05101520253035400 5 10 15 20 25 30 35 40Ga s - F i l l o r o s i t y , 5 6 Sa m 储层条件三、页岩气成藏地质特征1. 储集性能I C R P R R S ( M d)y = 0 . 9 3 9 5 x + 2 . 6 8 7 1 0 . 9 4 8 5y = 1 . 0 9 9 x + 3 . 4 2 4 9 0 . 9 1 6 6024681012140 2 4 6 8 10 12 14Ga s - F i l l o r o s i t y , e - s s - E dw a B 4 5 6 Sa m a t ( F o Wo rt h B a s Vo lu m e Wa t 3 . 4 2 %B Vo lu m e Wa t 2 . 6 9 %I C R P R R S ( M d) y = 0 . 9 3 0 2 x + 1 . 9 1 7 3R 2 = 0 . 9 2 7 5024681012140 2 4 6 8 10 12 14Ga s - F i l l o r o s i t y , e ra s s y C re e k ( e ll s )1 1 5 6 Sa m Vo lu m e Wa t 1 . 9 2 %R P R R M d) 4 6 8 10 12 14 16a l a n i c C a rb o n (T , w t %g/n - Pa zo 100 垩系 100~ 350 侏罗统 400~ 600 、下侏罗统 50~ 600 侏罗统 350~ 400 三叠统 150~ 1000 叠统 50~ 120 子) 上二叠统 20~ 2000 22 炭 — 二叠统 60~ 200 子) 下志留统 30~ 100 子) 下寒武统 20~ 700 综合评价2. 中国页岩气地质特征中国主要盆地发育的泥页岩地质特征三、页岩气成藏地质特征三、页岩气成藏地质特征① 早期成藏,天然气边生成边赋存聚集,为隐蔽圈闭气藏;② 自生自储,泥页岩既是气源岩层,又是储气层,页岩气以多种方式赋存,使得泥页岩具有普遍的含气性;③ 页岩气运移距离较短,具“原地”成藏特征;④ 对盖层条件要求没有常规天然气高,有十分理想的区域性盖层;⑤ 赋存方式及赋存空间多样:吸附(有机质、粘土颗粒表面微孔隙)、游离(天然裂缝和孔隙)或溶解方式均可(在干酪根和沥青质中);页岩气藏下降曲线 , 产气量先上升 , 很快达到高峰后缓慢下降常规气藏下降曲线 综合评价⑥ 气水关系复杂;⑦ 储层孔隙度低(多小于 5%)、孔隙半径小(以微孔隙为主),裂缝发育程度既控制游离状页岩气的含量,又影响页岩气的运移、聚集和单井产量;⑧ 存在生物成因、热成因和混合成因三种成因,以热成因为主;⑨ 大面积连续成藏( 5500⑩ 在开发过程中,页岩气井表现出日产量较低,生产年限较长的特点。(包书景等, 2008;邹才能等, 2010)气产量年水水产量年提 纲一、页岩气的概念及发展历史二、页岩气的成因及赋存状态三、页岩气成藏地质
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本文标题:页岩气及其成藏特征
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