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1、页岩气的形成与识别,页岩气的定义页岩气的类型、特征页岩气的形成条件页岩气的成藏条件页岩气的勘探识别技术,页岩：页岩( shale) 是由粒径小于0. 003 9 mm 的细粒碎屑、黏土、有机质等组成, 具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩。 页岩气( shale gas) 是指从富有机质黑色页岩中开采的天然气, 或自生自储、在页岩纳米级孔隙中连续聚集的天然气。(邹才能等，2010),Shale gas definition: natural gas occurred in the mudstone or shale with the features of self generation s
2、elf storage, no air-water interface, formation and storage for a continuous large area, low porosity, low permeability and the like, it generally has no natural capacity or low-yielding and needs large-scale water power fracturing and horizontal well technology for economic exploitation with long si
3、ngle well production cycle.（CNPC,2010）,页岩气的定义,张金川等，2011,（CNPC,2010）,宜宾马溪组页岩,Utica Shale,页岩气的类型、特征,成因类型： a. 热裂解成因气b. 生物成因气,海相页岩 海陆交互相煤系炭质页岩 陆相页岩,(邹才能等，2010),有机质类型：,页岩气为源岩层系油气聚集,两个主要特征页岩气为连续型油气聚集,页岩气的形成条件,1.沉积环境 较快的沉积条件和封闭性较好的还原环境 黑色页岩沉积环境的观点：黑色页岩中的有机质的高含量归因于表层水中有机质的高产率及其在盆底缺氧环境中的沉积作用。暗色泥页岩主要发育在海侵体系域（
4、湖侵体系域），特别是密集段及其附近的位置。海侵体系域沉积时期，海平面上升导致可容空间增大， 沉积物供给速率小于可容空间的增大速率，盆地处于欠补偿状态，陆源粗碎屑物质难以到达盆地深处， 只有细粒的泥质沉积物才可以搬运并沉积在盆地较深处， 加上盆地内部的细粒内碎屑物质、海水表面生物体的遗体等，最终形成了暗色的泥页岩沉积体。,陆相沉积盆地：湖湾、半深湖深湖 海相沉积盆地：台地边缘深缓坡、半闭塞闭塞的欠补偿海湾等。,2.岩性特征 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混合。,3.有机地球化学特征 有效厚度、总有机
5、碳含量（TOC）、干酪根类型和成熟度、热演化程度,页岩气的成藏条件,1.页岩的埋深及厚度 美国页岩气盆地的有关资料表明埋深主要介于762m到1372m，页岩的厚度在91.5m183m。泥页岩必须达到一定的厚度并具有连续分布面积，提供足够的气源和储集空间，这样才能成为有效的烃源岩层和储集层。足够的埋藏深度能够保证有机质具备向油气转化所必需的温度和压力，多期的抬升与深埋使得页岩中有机质可以多次进入生烃门限。2.孔隙度与渗透率 孔隙度是确定游离气含量和评价页岩渗透性的主要参数。在具有较大孔隙的页岩层中页岩气主要以游离方式储集在孔隙裂缝中，而在某些孔隙度较小的岩层中页岩气通常以吸附状态为主。页岩气藏中
6、吸附是气体得以储存的主要机制。,3. 裂缝 页岩中极低的基岩渗透率，开启的、相互垂直的或多套天然裂缝能增加页岩气储层的产量。那些低泊松比、高弹性模量、富含有机质的脆性页岩才是页岩气资源的首要勘探目标4.保存条件 页岩是一种致密的细粒沉积岩，它本身就可以作为页岩气藏的盖层。页岩气藏的盖层岩性多变，包括斑脱岩、页岩、冰碛物、碳酸盐岩等。具有较强的抗构造破坏能力，能够在一般常规气藏难以形成或保存的地区形成工业规模聚集。,页岩气的勘探技术,页岩比泥岩致密，孔隙度较小，地震波传播的速度小于在砂岩中传播的速度，但高于在泥岩中传播的速度，并且随着页岩中有机质含量的增加，传播速度减小。 由于泥页岩地层与上下围
7、岩的地震传播速度不同, 在泥页岩的顶底界面会产生较强的波阻抗界面, 结合录井、测井等资料识别可以解释泥页岩, 进行构造描述。通过地震剖面正、反演相结合的模拟方法可以对页岩气的分布进行预测,地震资料,（Daniel M. Jarvie,2007）,测井与岩芯,测井和钻井取心技术是进行页岩气储层评价的2 种主要手段: 测井技术主要用于对页岩气层、裂缝、岩性的定性与定量识别。页岩气层在测井曲线上显示为高电阻、高声波时差、低体积密度、低补偿中子、低光电效应等特征。如成像测井可以识别出裂缝和断层, 并能对页岩进行分层。声波测井可以识别裂缝方向和最大主应力方向, 进而为气井增产提供数据。 岩心分析主要是用
8、来确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层的敏感性, 并分析测试总有机碳含量( TOC) 和吸附等温曲线。地层元素测井( Elemental Capture Spectr oscopy , ECS) 通过对该技术测量的图谱进行分析, 可以确定岩石中矿物的含量, 进而可准确判断岩性, 并进而识别储层特征。此外, 通过岩心 测井对比建立解释模型, 还可获取含气饱和度、含水饱和度、含油饱和度、孔隙度、有机质丰度、岩石类型等参数。,(D.L.Luffel,et al., 1992),威28井九老洞组录井、测井曲线图（据四川省地质局第二普查勘探队，1974）,李曙光,2011,页岩储层中的裂缝多以
9、微裂缝形式存在。页岩基质孔隙度很低, 最高仅为4%-5%,渗透率小于10-3m2 ,因而裂缝是页岩中游离气的主要储集空间。此外,裂缝还为页岩吸附气的持续解吸产出提供了通道。由此可见,寻找和识别泥页岩中的天裂缝显得非常关键。三维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带,可以提高探井的成功率。通常，裂缝的存在会引起地震反射特征的改变,应用高分辨率三维地震及相关处理技术( 相干分析技术、地震属性分析、层时间切片等)可以依据反射特征的差异识别和预测裂缝, 对井位优选起到关键作用。,（宋怀友等，2008）,裂缝预测技术,页岩气的特别之处,页岩气与常规气存在明显差异, 不仅包括地质条件的不
10、确定性,也有开发中的经济风险性, 尤其是采收率的确定需要依赖井控数据。需要客观、准确预测页岩气资源潜力。页岩气储集层具有高自然伽马、低速度、高含氢量、低密度、高电阻率等地球物理特性，但其有效孔隙度较低，成藏主要受控于裂缝发育程度。中国页岩气与北美页岩气对比,有3 个特殊性(邹才能等，2010): 海相页岩热演化程度较高(Ro值为2.5%-5.0%)、构造活动较强,需寻找保存条件有利的地区,避开露头和断裂破坏区； 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强,有效开发需针对性技术； 地面多山地、丘陵等复杂地表,埋藏较深(5000-7000m),还面临水资源与环保等问题，需采用适用技术降低成本。源岩油气是新领域, 包括页岩油、页岩气、煤层气等形成机制是原位滞留成藏。页岩气与上下连续型分布的致密砂岩气、煤层气等同步开发, 可提高产量和效益(邹才能等，2010)。,谢谢，请指正！,
