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页岩气及其勘探研究意义7976536

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页岩 及其 勘探 研究 意义 7976536
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第 22卷   第 4期2008年 8月现   代   地   质 气 及 其 勘 探 研 究 意 义张 金 川 , 汪 宗 余 , 聂 海 宽 , 徐   波 , 邓 飞 涌 , 张 培 先 , 殷   毅 , 郭 华 强 ,林   拓 , 张   琴 , 张 德 明(中 国 地 质 大 学 海 相 储 层 演 化 与 油 气 富 集 机 理 教 育 部 重 点 实 验 室 , 北 京   100083)收 稿 日 期 : 2008 - 05 - 10; 改 回 日 期 : 2008 - 06 - 28; 责 任 编 辑 : 潘 令 枝 。基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (40672087, 40472073) ; 国 土 资 源 部 公 益 项 目 (200811041)。作 者 简 介 : 张 金 川 , 男 , 教 授 , 博 士 生 导 师 , 1964年 出 生 , 石 油 地 质 学 专 业 , 主 要 从 事 非 常 规 油 气 、 成 藏 机 理 、 资 源 评 价 及 盆地 流 体 等 方 面 的 教 学 与 研 究 工 作 。 要 : 与 传 统 意 义 上 的 泥 页 岩 裂 缝 气 并 不 完 全 相 同 , 现 代 概 念 的 页 岩 气 是 主 体 上 以 吸 附 和 游 离 状 态 同 时 赋 存 于 具 有 生烃 能 力 泥 岩 及 页 岩 等 地 层 中 的 天 然 气 聚 集 , 具 有 自 生 自 储 、 吸 附 成 藏 、 隐 蔽 聚 集 等 地 质 特 点 。 美 国 的 页 岩 气 勘 探 取 得巨 大 成 功 , 是 投 入 工 业 性 勘 探 开 发 的 三 大 非 常 规 天 然 气 类 型 之 一 , 目 前 已 形 成 了 区 域 性 页 岩 气 勘 探 开 发 局 面 。 中 国 的页 岩 气 研 究 正 在 起 步 , 许 多 盆 地 及 研 究 区 具 有 页 岩 气 成 藏 的 地 质 条 件 。 与 美 国 东 部 地 区 页 岩 气 成 藏 地 质 条 件 进 行 初 步对 比 , 中 国 南 方 具 有 有 利 的 页 岩 气 发 育 条 件 , 开 展 页 岩 气 研 究 具 有 重 要 意 义 。关 键 词 : 页 岩 气 ; 非 常 规 天 然 气 ; 勘 探中 图 分 类 号 :       文 献 标 识 码 : A        文 章 编 号 : 1000 - 8527 (2008) 04 - 0640 - 07a s if N o, i, L B 100083, t of in of is in or in is of of so SA in of ic of p on s In in It is to 引   言页 岩 气 是 美 国 目 前 已 投 入 工 业 性 勘 探 开 发 的主 要 非 常 规 天 然 气 聚 集 类 型 之 一 , 2008年 4月 20- 23日 在 美 国 的 表 明 ,页 岩 气 在 近 年 来 再 次 成 为 油 气 地 质 研 究 的 热 点 。本 文 主 要 以 笔 者 在 2002年 完 成 的 页 岩 气 调 研 报告 为 基 础 , 通 过 对 近 年 来 相 关 文 献 进 行 适 当 的 补充 , 对 页 岩 气 勘 探 现 状 及 研 究 意 义 简 做 讨 论 以 飨读 者 。© 1994   页 岩 气002年 对 页 岩 气 ( 行 了 描 述性 界 定 并 认 为 , 页 岩 气 在 本 质 上 与 其 他 类 型 的 气藏 有 较 大 的 差 异 , 具 有 生 物 化 学 成 因 气 、 热 成 因气 或 两 者 混 合 的 多 成 因 特 点 , 具 有 普 遍 的 地 层 饱含 气 、 隐 蔽 聚 集 机 理 等 特 点 , 赋 存 方 式 复 杂 [ 1 ]。结 合 页 岩 气 成 藏 机 理 的 认 识 , 可 以 将 页 岩 气 概 括为 : 主 体 上 以 吸 附 和 游 离 状 态 赋 存 于 泥 页 岩 地 层中 的 天 然 气 聚 集 [ 2 - 3 ] , 其 中 吸 附 作 用 是 页 岩 气 的重 要 机 理 之 一 。 需 要 指 出 的 是 , 虽 然 泥 岩 和 页 岩并 不 完 全 相 同 , 但 国 外 及 台 湾 研 究 者 习 惯 于 使 用 , 译 为 “ 页 岩 ” ; 大 陆 研 究 者 则 更 倾 向于 使 用 , 对 应 于 “ 泥 岩 ” 。 针 对 这 种情 况 , 国 内 研 究 者 也 使 用 “ 泥 页 岩 ” 术 语 。 但 国 外目 前 的 “ 页 岩 气 ” 与 国 内 传 统 的 “ 泥 页 岩 气 ” 在 理 解上 存 在 一 定 的 差 异 , 前 者 强 调 吸 附 和 游 离 相 天 然气 的 同 时 存 在 , 而 后 者 则 多 指 游 离 相 天 然 气 。根 据 前 人 研 究 结 果 [ 1 - 7 ] , 页 岩 气 具 有 如 下 基本 特 征 (表 1) : 岩 石 类 型 多 样 , 可 包 括 富 含 有 机质 的 暗 色 — 黑 色 泥 页 岩 、 高 碳 泥 页 岩 及 含 沥 青 质泥 页 岩 等 , 泥 页 岩 类 地 层 与 粉 砂 岩 类 的 薄 互 层 是其 基 本 特 点 之 一 [ 5 - 6 ] ; 页 岩 气 主 要 来 源 于 生 物 作用 或 热 成 熟 裂 解 作 用 [ 4, 7 ] , 也 可 形 成 于 有 机 质 演 化的 高 或 过 成 熟 阶 段 ( 大 可 达 4% ) ; 泥 页 岩 本身 既 是 气 源 岩 , 又 是 储 集 层 和 封 盖 层 [ 7 ] , 一 般 表现 为 致 密 物 性 特 点 , 若 含 气 则 有 效 孔 隙 度 一 般 只为 1% ~ 5%。 页 岩 中 具 有 广 泛 的 饱 含 气 特 点 [ 8 - 9 ] ,天 然 气 的 赋 存 相 态 多 变 但 以 吸 附 态 或 游 离 态 为 主 ,吸 附 状 态 天 然 气 的 含 量 变 化 于 20% ~ 85%之 间 ,一 般 为 50%左 右 , 溶 解 态 仅 少 量 存 在 。 页 岩 气 成藏 具 有 隐 蔽 性 特 点 [ 1, 10 ]。2  美 国 页 岩 气 勘 探 现 状随 着 油 气 勘 探 开 发 程 度 的 提 高 , 多 种 机 理 类型 的 天 然 气 聚 集 不 断 被 发 现 并 投 入 工 业 性 开发 [ 11 - 14 ]。 美 国 是 天 然 气 地 质 勘 探 程 度 和 开 发 技 术水 平 相 对 较 高 的 国 家 , 页 岩 气 是 其 中 已 投 入 工 业性 勘 探 开 发 的 三 大 非 常 规 天 然 气 类 型 之 一 [ 2 - 3 ] (三大 非 常 规 天 然 气 即 致 密 砂 岩 气 , 包 括 深 盆 气 、 盆地 中 心 气 和 根 缘 气 , 以 及 煤 层 气 和 页 岩 气 )。页 岩 气 勘 探 生 产 和 开 发 研 究 最 早 开 始 于 美 国 ,它 的 第 一 口 工 业 性 天 然 气 钻 井 (1821年 钻 至 8 产 出 裂 缝 气 )就 是 页 岩 气 井 ( 埋 的 泥 盆 系 ) [ 5 ] , 当 时 由 于 产 气 量 少而 没 有 引 起 人 们 的 重 视 , 但 却 就 此 拉 开 了 美 国 天然 气 工 业 发 展 的 序 幕 [ 1 ]。 此 后 , 美 国 的 页 岩 气 藏陆 续 被 发 现 , 到 1926年 时 , 东 肯 塔 基 和 西 弗 吉 尼亚 气 田 (泥 盆 系 页 岩 )成 为 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—1977年 间 的 第 一 次 石 油 危 机 促 使 美 国 能 源 部( 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 ( 联 合 了 美 国 国 家 地 质 调 查 局 、 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 (R & D )的 东 部 页 岩 气 工 程 ( 主 要包 括 阿 巴 拉 契 亚 、 密 执 安 和 伊 利 诺 斯 盆 地 ) , 主 要目 的 是 加 强 对 页 岩 气 地 质 、 地 球 化 学 、 开 发 工 程等 方 面 的 研 究 , 使 得 页 岩 气 产 量 大 幅 度 增 加 且 产出 了 一 批 科 研 成 果 ; 从 1980年 开 始 , 美 国 天 然 气研 究 所 开 始 对 东 部 页 岩 气 进 行 系 统 研 究 , 主 要 目的 是 摸 清 页 岩 气 分 布 规 律 并 进 行 资 源 潜 力 评 价 , 不表 1  美 国 含 气 页 岩 主 要 特 征  M a in of ga le 页 岩名 称 埋 藏 深 度/m 毛 厚 度/m 净 厚 度/m % %含 气 孔 隙度 /%总 孔 隙度 /%吸 附 气含 量 /%地 层 压力 系 数单 井 日产 量 / 率/%单 井 储 量/万 拉 契 亚 10~ 1 524 91~ 305 9~ 31 0~ 417 014~ 113 2 /417 50 0135~ 0192 850~ 14 159 10~ 20 425~ 1 699密 执 安 83~ 730 49 21~ 37 013~ 24 014~ 016 4 /9 70 0181 1 133~ 1 4159 20~ 60 566~ 3 398伊 利 诺 斯 83~ 1 494 31~ 122 15~ 30 1~ 25 014~ 110 5/ (10~ 14) 40~ 60 0199 283~ 1 416 10~ 20 425~ 1 699富 特 沃 斯 981~ 2 591 61~ 91 15~ 60 415 110~ 113 215/ (4~ 5) 20 0199~ 1102 2 832~ 28 317 8~ 15 1 416~ 4 248圣 胡 安 14~ 1 829 152~ 579 61~ 91 0145~ 215 116~ 1188 (1~ 315)/ (3~ 515) 60 - 85 0146~ 0158 2 832~ 5 663 5~ 15 1 699~ 5 663注 : 表 中 数 据 摘 选 自 002)。146  第 4期 张 金 川 等 : 页 岩 气 及 其 勘 探 研 究 意 义© 1994 、 储 量 进一 步 提 高 ; 随 后 的 页 岩 气 勘 探 和 研 究 迅 速 向 其 他地 区 扩 展 , 页 岩 气 研 究 全 面 展 开 。20世 纪 70年 代 以 来 , 美 国 政 府 相 关 机 构 投 入了 大 量 资 金 用 于 页 岩 气 的 地 质 和 地 球 化 学 探 索 研究 。 通 过 这 些 努 力 , 尤 其 是 地 质 和 技 术 研 究 的 不断 深 入 , 美 国 的 页 岩 气 年 产 量 从 1979年 到 1999年净 增 了 7倍 [ 1 ] , 其 中 最 重 要 的 进 展 是 认 识 到 页 岩气 的 吸 附 作 用 机 理 , 从 而 使 其 产 、 储 量 得 到 了 大幅 度 的 提 高 。 页 岩 气 是 目 前 经 济 技 术 条 件 下 天 然气 工 业 化 勘 探 开 发 的 重 要 领 域 和 目 标 , 美 国 目 前已 在 多 个 盆 地 中 发 现 并 开 采 了 页 岩 气 , 在 1981—1999年 期 间 , 美 国 的 页 岩 气 钻 井 总 数 超 过 了 218万 口 , 2006年 时 已 超 过 了 3195万 口 , 页 岩 气 年 产量 逐 年 递 增 。 1998年 时 的 页 岩 气 产 量 占 到 了 美 国干 气 总 产 量 的 116% , 为 全 美 探 明 天 然 气 储 量 的213% [ 1 ] (煤 层 气 为 7% [ 4 ] )。 2005年 美 国 页 岩 气 产① 其 天 然 气 总 产 量 的 415% (2005 ) ① 。根 据 美 国 国 家 石 油 委 员 会 、 地 质 调 查 局 和 天 然 气研 究 所 20世 纪 90年 代 以 来 提 供 的 数 据 [ 1, 13 ] , 阿 巴拉 契 亚 和 密 执 安 盆 地 页 岩 气 资 源 量 就 分 别 达 到6137~ 7102万 亿 199~ 2115万 亿 页 岩气 可 采 储 量 分 别 为 0141~ 0178万 亿 131~0154万 亿 两 盆 地 在 1999年 时 的 页 岩 气 产 量总 和 大 约 为 110亿 国 的 页 岩 气 主 要 发 现 于 中 — 古 生 界 (D— K)地 层 中 , 目 前 勘 探 开 发 正 由 东 北 部 地 区 的 盆 地 (阿巴 拉 契 亚 、 密 执 安 、 伊 利 诺 斯 等 盆 地 )向 中 西 部 地区 的 盆 地 (威 利 斯 顿 ) , 以 及 圣 胡 安 、丹 佛 (N 垩 岩 )、 富 特 沃 斯 、 阿 纳 达 科( )等 盆 地 扩 展 [ 15 - 16 ]。 美 国 天 然 气 研究 所 和 17 ]近 年 公 布 的 资 料 表 明 , 美 国 落基 山 地 区 盆 地 中 的 页 岩 气 资 源 量 为 1 120亿 逐 渐 形 成 了 区 域 性 页 岩 气 勘 探 开 发 局 面 。3  我 国 页 岩 气 勘 探 研 究311  泥 页 岩 气 的 两 种 认 识与 美 国 的 早 期 研 究 类 似 , 我 国 研 究 者 通 常 使用 “ 泥 页 岩 油 气 藏 ” 、 “ 泥 岩 裂 缝 油 气 藏 ” 以 及 “ 裂缝 性 油 气 藏 ” 等 术 语 对 该 类 气 藏 进 行 描 述 和 研 究 ,并 在 主 体 上 将 该 类 油 气 藏 理 解 为 [ 18 - 23 ]“ 聚 集 于 泥页 岩 裂 缝 中 的 游 离 相 油 气 ” , 认 为 油 气 的 存 在 主 要受 裂 缝 控 制 而 较 少 考 虑 其 中 的 吸 附 作 用 。 随 着 研究 程 度 的 深 入 , 美 国 的 “ 页 岩 气 ” 自 20世 纪 80年代 中 期 以 来 发 生 了 概 念 和 认 识 上 的 重 大 变 化 , 页岩 气 逐 渐 被 赋 予 了 新 的 含 义 [ 1 - 10 ]。 正 如 前 文 所 述 ,页 岩 气 是 指 以 吸 附 相 、 游 离 相 甚 至 溶 解 相 赋 存 于泥 页 岩 地 层 中 的 天 然 气 , 其 中 强 调 吸 附 作 用 机 理(这 一 点 影 响 成 藏 与 开 发 )。 如 表 2所 示 , 与 通 常所 理 解 的 传 统 泥 页 岩 裂 缝 油 气 不 同 , 现 代 概 念 的页 岩 气 在 概 念 、 成 因 来 源 、 赋 存 介 质 以 及 聚 集 方式 等 方 面 均 具 有 较 强 的 特 殊 性 , 尤 其 是 吸 附 机 理 和表 2  传 统 泥 页 岩 油 气 与 典 型 页 岩 气 异 同 点  S im d l m le ga 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 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 游 离 +吸 附 游 离主 控 因 素 构 造 裂 缝 各 类 裂 缝 、 有 机 碳 含 量 、 有 机 质成 熟 度 等 裂 缝理 论 模 式 岩 石 破 裂 理 论 、 幕 式 理 论 、 浮 力 理 论 吸 附 理 论 、 活 塞 式 与 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 近 邻 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246 现   代   地   质 2008年  © 1994 , 丰 富 了 天 然 气 成 藏 的 多 样 性 ,扩 大 了 天 然 气 勘 探 的 领 域 和 范 围 。 因 此 , 我 国 传 统的 “ 泥 页 岩 裂 缝 性 油 气 藏 ” 概 念 与 美 国 现 今 的 “ 页 岩气 ” 内 涵 并 不 完 全 相 同 : 一 是 天 然 气 的 存 在 相 态 不同 , 从 “ 游 离 ” 到 “ 吸 附 +游 离 ” ; 二 是 烃 类 的 物 质成 分 不 同 , 从 “ 油 +气 ” 到 以 “ 气 ” 为 主 。312  早 期 泥 页 岩 油 气 藏 研 究自 20世 纪 60年 代 以 来 , 我 国 陆 续 开 始 在 不同 盆 地 中 发 现 了 工 业 性 泥 岩 裂 缝 油 气 藏 , 已 在 许多 盆 地 , 如 松 辽 、 渤 海 湾 (包 括 车 镇 凹 陷 、 沾 化 凹陷 、 东 濮 凹 陷 等 )以 及 南 襄 、 苏 北 、 江 汉 、 四 川 、酒 西 、 柴 达 木 、 吐 哈 等 盆 地 中 发 现 并 开 发 了 泥 岩裂 缝 油 气 藏 [ 18 - 28 ]。 我 国 在 泥 页 岩 气 的 研 究 方 面 已完 成 大 量 工 作 , 如 高 瑞 祺 [ 29 ]对 泥 岩 异 常 高 压 带 油气 的 生 成 和 排 出 特 征 及 泥 岩 裂 缝 油 气 藏 的 形 成 进行 了 探 讨 ; 张 绍 海 等 [ 30 ]认 为 , 页 岩 气 储 层 物 性 致密 、 含 气 特 征 (含 烃 饱 和 度 、 储 存 方 式 及 压 力 系统 )差 异 较 大 、 产 量 低 但 生 产 周 期 长 等 ; 关 德 师等 [ 27 ]和 戴 金 星 等 [ 28 ]将 泥 页 岩 气 的 基 本 地 质 特 征 总结 为 : 自 身 构 成 一 套 生 储 盖 体 系 、 多 具 高 压 异 常 、储 集 空 间 多 样 且 以 裂 缝 为 主 、 圈 闭 类 型 以 非 背 斜和 岩 性 为 主 以 及 单 个 储 量 小 、 产 能 低 等 ; 张 金 功等 [ 20 ]研 究 认 为 , 开 启 超 压 泥 质 岩 裂 隙 是 在 一 定 深度 区 间 内 集 中 发 育 的 , 超 压 泥 质 岩 裂 隙 开 启 的 条件 是 泥 质 岩 中 的 流 体 热 增 压 要 超 过 泥 质 岩 抗 压 强度 , 控 制 上 述 条 件 的 主 要 因 素 是 泥 质 岩 孔 隙 度 、地 温 与 埋 深 ; 王 德 新 等 [ 31 ]从 钻 井 和 完 井 技 术 角 度出 发 将 泥 页 岩 裂 缝 性 油 气 藏 的 特 点 归 结 为 : 油 气分 布 主 要 受 裂 缝 系 统 控 制 、 油 气 分 布 范 围 不 规 则 、单 井 产 量 变 化 较 大 (产 量 不 稳 定 、 递 减 快 )以 及 既是 烃 源 岩 又 是 储 集 层 等 ; 刘 魁 元 等 [ 21 ]认 为 , 沾 化凹 陷 “ 自 生 自 储 ” 泥 岩 油 气 藏 的 泥 岩 储 集 层 形 成 于半 深 水 - 深 水 、 低 能 、 强 还 原 环 境 中 ; 徐 福 刚等 [ 22 ]进 一 步 对 沾 化 凹 陷 油 气 藏 进 行 研 究 并 指 出 ,厚 层 富 含 有 机 质 的 暗 色 生 油 岩 是 油 气 储 层 之 一 ,泥 质 岩 油 气 显 示 段 主 要 分 布 在 斜 坡 带 上 靠 近 断 层附 近 并 具 有 高 压 异 常 ; 马 新 华 等 [ 32 ]认 为 , 中 国东 部 一 些 地 区 (如 东 濮 和 沾 化 凹 陷 )已 在 页 岩 中 获得 商 业 气 流 ; 慕 小 水 等 [ 19 ]探 讨 了 东 濮 凹 陷 泥 岩裂 隙 油 气 藏 的 形 成 条 件 及 其 分 布 特 点 , 指 出 高 压区 及 超 高 压 区 、 盐 岩 分 布 区 和 构 造 转 换 带 是 寻 找该 类 油 气 藏 的 有 利 地 区 , 稳 定 的 泥 岩 标 志 层 可 以作 为 寻 找 该 类 油 气 藏 的 有 利 层 段 ; 王 志 刚 [ 23 ]指出 , 泥 岩 裂 缝 性 油 藏 的 成 藏 机 理 服 从 流 体 封 存 箱成 藏 机 制 和 流 体 异 常 高 压 成 藏 机 制 的 复 合 作 用 ,斜 坡 带 的 断 鼻 构 造 部 位 是 发 育 裂 缝 性 泥 质 岩 圈 闭的 最 有 利 部 位 ; 此 外 , 尚 有 许 多 研 究 者 也 都 在 此方 面 展 开 了 不 同 侧 重 点 的 相 关 研 究 , 恕 不 一 一列 举 。结 合 实 验 分 析 , 对 页 岩 中 游 离 相 天 然 气 的 聚集 又 可 按 其 动 力 作 用 机 理 类 型 及 运 聚 方 式 而 分 为活 塞 式 及 置 换 式 两 种 [ 33 ]。 由 于 着 眼 点 不 尽 相 同 ,对 泥 页 岩 (油 )气 藏 的 地 层 压 力 尚 有 不 同 看 法 。 一是 以 张 金 功 等 [ 20 ]、 关 德 师 等 [ 27 ]、 高 瑞 祺 [ 29 ]等 为代 表 的 观 点 , 认 为 泥 页 岩 气 藏 多 具 高 异 常 地 层 压力 ; 二 是 以 张 绍 海 等 [ 30 ]为 代 表 的 观 点 , 即 认 为 页岩 气 藏 孔 隙 度 小 、 渗 透 率 低 , 表 现 为 低 异 常 压 力特 点 。 两 者 均 有 事 实 依 据 并 得 到 了 不 同 程 度 的 认可 , 因 此 异 常 地 层 压 力 受 地 质 条 件 影 响 较 大 。许 多 研 究 者 认 为 [ 18, 20, 27 - 29, 31 ] , 我 国 存 在 泥 页岩 气 发 育 的 广 泛 空 间 。 关 德 师 等 [ 27 ]、 戴 金 星 等 [ 28 ]在 对 泥 页 岩 气 论 述 基 础 上 , 分 析 了 中 国 的 泥 页 岩气 勘 探 前 景 。 张 爱 云 等 [ 34 ]对 海 相 暗 色 页 岩 建 造 的地 球 化 学 特 点 进 行 了 研 究 , 指 出 中 国 南 方 早 古 生代 发 育 着 一 套 分 布 广 泛 的 黑 色 页 岩 建 造 , 具 有 一定 的 找 矿 地 质 意 义 。 由 于 其 中 的 有 机 碳 含 量 一 般达 到 了 5% ~ 20% , 因 此 具 有 很 高 的 页 岩 气 成 藏 意义 [ 27 - 28 ] ; 王 德 新 等 [ 31 ]指 出 , 在 泥 页 岩 中 寻 找 油 气资 源 是 今 后 油 气 勘 探 开 发 的 重 要 领 域 , 我 国 有 较广 泛 的 泥 页 岩 分 布 , 许 多 地 区 已 在 泥 页 岩 中 找 到了 裂 缝 性 油 气 藏 。上 述 研 究 丰 富 了 油 气 成 藏 地 质 研 究 内 容 , 推动 了 中 国 泥 页 岩 气 研 究 发 展 , 为 吸 附 特 点 页 岩 气研 究 奠 定 了 重 要 基 础 。313  现 代 概 念 页 岩 气 研 究 现 状 与 远 景近 年 来 , 许 多 研 究 者 [ 14, 28, 35 - 36 ] 逐 渐 注 意 到“ 页 岩 气 ” 在 成 藏 机 理 及 其 分 布 规 律 上 的 特 殊 性 ,认 为 它 是 一 种 极 富 有 勘 探 潜 力 和 前 景 的 天 然 气 聚集 基 本 类 型 。 目 前 已 有 越 来 越 多 的 研 究 者 认 同002年 和 2003年 提 出 的 观 点 ,即 吸 附 作 用 是 页 岩 气 聚 集 的 基 本 属 性 之 一 。 国 内许 多 研 究 者 也 注 意 到 了 页 岩 气 的 勘 探 开 发 价 值 ,在 研 究 过 程 中 已 经 注 意 到 了 泥 页 岩 中 天 然 气 存 在的 吸 附 性 问 题 。 如 杨 登 维 等 [ 37 ]翻 译 引 入 了 现 代 概念 的 页 岩 气 ; 张 绍 海 等 [ 30 ]指 出 , 页 岩 中 可 能 有 较大 一 部 分 天 然 气 是 以 气 体 分 子 形 式 吸 附 于 页 岩 表面 或 溶 解 于 页 岩 内 部 的 流 体 之 中 ; 樊 明 珠 等 [ 38 ]进一 步 指 出 , 页 岩 中 存 在 大 量 吸 附 状 天 然 气 ; 金 之346  第 4期 张 金 川 等 : 页 岩 气 及 其 勘 探 研 究 意 义© 1994 ② , ③ 、 张 金 川 等 [ 39 ]认 为 , 与 深 盆 气 和 煤 层 气并 行 , 页 岩 气 是 三 大 类 非 常 规 天 然 气 聚 集 机 理 类型 之 一 , 并 进 一 步 探 讨 了 页 岩 气 的 成 藏 机 理 及 分布 特 点 ; 张 杰 等 [ 40 - 48 ]、 陈 建 渝 等 [ 49 ]、 刘 成 林等 [ 50 ]、 刘 丽 芳 等 [ 51 ]、 薛 会 等 [ 52 ]、 张 金 川等 [ 53 - 56 ]、 李 新 景 等 [ 57 ]、 孙 超 等 [ 58 ]以 及 中 国 石 油和 中 国 石 化 等 单 位 又 分 别 从 不 同 侧 面 对 页 岩 气 进行 了 研 究 , 分 别 从 不 同 视 角 指 出 了 中 国 页 岩 气 的勘 探 与 开 发 前 景 。 中 国 页 岩 气 研 究 进 入 快 速 起 步阶 段 。② 金 之 钧 . 吐 哈 盆 地 台 北 凹 陷 深 盆 气 储 层 条 件 及 有 利 勘 探 区 带 预 测 . 石 油 大 学 (北 京 ) , 1999.③ 金 之 钧 . 台 北 凹 陷 深 盆 气 有 利 勘 探 目 标 选 择 . 石 油 大 学 (北 京 ) , 藏 机 理 的 角 度 出 发 , 并 结 合 部 分 勘 探 数据 分 析 可 以 认 为 , 我 国 的 四 川 盆 地 、 鄂 尔 多 斯 盆地 、 渤 海 湾 盆 地 、 江 汉 盆 地 、 吐 哈 盆 地 、 塔 里 木盆 地 、 准 噶 尔 盆 地 等 含 油 气 盆 地 及 其 周 缘 均 有 页岩 气 成 藏 的 地 质 条 件 , 同 时 , 在 含 油 气 盆 地 以 外 ,如 我 国 南 方 寒 武 系 、 志 留 系 、 二 叠 系 等 分 布 区 的页 岩 气 勘 探 前 景 亦 不 可 忽 视 [ 56 ]。 南 方 地 区 是 中 国进 行 油 气 勘 探 研 究 较 早 的 地 区 之 一 , 但 是 到 目 前为 止 区 域 勘 探 工 作 程 度 仍 然 很 低 , 除 在 四 川 盆 地 、江 汉 盆 地 、 苏 北 盆 地 和 楚 雄 盆 地 等 地 区 发 现 了 不同 规 模 的 油 气 田 及 油 气 显 示 外 , 大 面 积 的 碳 酸 盐岩 发 育 区 还 存 在 油 气 钻 探 空 白 。 南 方 地 区 分 布 的黑 色 页 岩 厚 度 巨 大 (四 川 盆 地 的 页 岩 最 大 厚 度 超 过1 400 m)、 埋 藏 深 度 小 (黑 色 页 岩 广 泛 出 露 )、 有机 质 丰 度 高 、 生 气 能 力 强 , 结 合 美 国 东 部 地 区 页岩 气 成 藏 地 质 条 件 进 行 初 步 对 比 , 中 国 南 方 地 区具 有 有 利 的 页 岩 气 发 育 条 件 , 两 者 在 地 层 岩 性 、构 造 背 景 、 地 质 演 化 、 天 然 气 生 成 条 件 、 区 域 破坏 与 保 存 条 件 , 甚 至 地 质 年 代 特 征 上 均 存 在 一 系列 相 似 之 处 。 中 国 南 方 地 区 是 页 岩 气 发 育 的 良 好区 域 , 具 有 广 阔 前 景 , 是 开 展 页 岩 气 研 究 及 勘 探开 发 生 产 的 重 要 目 标 。4  页 岩 气 研 究 意 义大 面 积 广 泛 分 布 的 页 岩 有 其 自 身 的 天 然 气 成藏 特 点 , 由 于 泥 页 岩 地 层 的 吸 附 作 用 、 孔 隙 度 较小 等 原 因 , 排 烃 系 数 小 , 常 会 形 成 大 量 的 烃 类 残留 , 而 裂 缝 作 用 又 提 供 了 有 效 储 集 空 间 ; 因 此 泥页 岩 中 的 天 然 气 资 源 量 巨 大 , 地 质 分 布 具 有 普 遍意 义 , 当 其 聚 集 丰 度 达 到 工 业 开 采 标 准 时 即 形 成所 谓 的 泥 页 岩 气 (页 岩 气 )藏 。 根 据 A 59 ]及 60 ]的 研 究 结 果 , 页 岩 气 是 盆 地 中 天 然 气 聚集 的 基 本 方 式 之 一 , 并 常 与 煤 层 气 、 深 盆 气 以 及常 规 圈 闭 气 等 同 时 存 在 。
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