地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用
探讨页岩气成藏的地质条件
探讨页岩气成藏的地质条件【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其成藏地质条件对于勘探和开发具有至关重要的意义。
本文从页岩气资源概述、成藏重要性和研究背景三个方面入手，探讨了页岩气形成的地质条件、赋存状态、成藏主控因素、储集特征和成藏模式。
通过对这些内容的深入分析，揭示了页岩气成藏地质条件的重要性，并提出了未来研究方向及应用前景展望。
本文旨在为页岩气资源的合理开发提供科学依据，推动页岩气领域的深入研究与应用。
【关键词】页岩气资源、成藏地质条件、页岩气赋存、主控因素、储集特征、成藏模式、研究方向、应用前景、地质条件重要性、页岩气成藏。
1. 引言1.1 页岩气资源概述页岩气是一种非常重要的非常规能源资源，具有巨大的开发潜力。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气的开发和利用成为当今能源领域的热门话题。
页岩气是一种以页岩为主要产出岩石的油气资源，其开发主要通过水平钻井和压裂技术进行。
页岩气资源分布广泛，且储量巨大，被认为是未来能源产业的重要补充。
与传统石油和天然气资源相比，页岩气资源不仅开发成本低，而且能够提供更加清洁的能源。
页岩气资源被认为是未来能源发展的重要方向之一。
随着页岩气技术的不断创新和完善，其在能源领域的地位将会越来越重要。
1.2 页岩气成藏的重要性页岩气是一种非常重要的天然气资源，对于能源供应和经济发展具有重要意义。
页岩气成藏的重要性在于其具有丰富的储量和广泛的分布区域，可以为国家提供稳定的能源供应。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气成为一种重要的替代能源，可以有效缓解能源短缺问题。
页岩气的开发利用也可以促进地方经济的发展，提升能源自给率和国家竞争力。
深入研究页岩气成藏的地质条件，探索其储集规律和成藏模式，对于实现页岩气资源的有效开发和利用具有重要意义。
通过探讨页岩气成藏的地质条件，可以为相关部门提供科学依据和技术支撑，推动页岩气产业的发展和可持续利用。
1.3 研究背景研究背景中，我们可以看到自从20世纪美国页岩气开发热潮开始以来，全球范围内页岩气勘探开发活动逐渐兴起。
关于页岩气开发利用的思考
３ 页岩气 勘探 开发 技术 美 国是全 世 界 页 岩气 勘 探开 发最 成 功 的国家 ， 早在 １ ８ ２ １年 美 国就在 Ａｐ ｐ ａ ｌ ａ ｃ ｈ ｉ ａ ｎ盆 地 （ 位 于纽约
从 全 世界 范 围看 ， 全 球 页岩 气 资 源量 主 要 分布
在北美 、 中亚 和 中国［ ４ （ 图１ ） 根据 美 国能源信 息署
发展 至关重 要 。
勘探 开发 利用 ， 提 高 页 岩气 在 一 次能 源 消 费结 构 中 的 比重 ， 可 以改善 居 民用 能 环境 和满 足我 国经 济发 展对 清 洁能 源 的需 求 ， 页岩 气 的 崛起 必将 改 善 我 国
的能 源格 局 。
２ 页岩气开 发利 用潜 力
开 发具有 开采 寿命 长 和生 产周期 长 的优点 。
１ 异 军突起 改变 了美 国的能源结 构 和战
中东 和 北 非
略， 同时影 响着 世界 能源供 应形势 ， 页 岩气开 发 已成 为世 界性趋 势 ， 使 未来 能源 体系变 革成 为可 能 。 页岩
目标 区 ， 为页 岩气规 模 化开 发提 供技术保 障 。
４ ． ２ 着力组 建 页岩 气开发 示 范 区
岩 气勘 探开 发还处 于 探索 起步 阶段 ， 进 展 缓慢 ， 缺乏 经 验， 技术不成熟［ ８ ］ ， 尚未 形 成 一 套 完 整 的 技 术 体
页岩 气作 为 一种 新 型 非 常规 天 然气 资 源 ， 有其 自身 的地 质特 征 。在 有机 质 向烃类转 化 的各 阶段都 能生成页 岩气 ， 其赋 存相 态多 样 ， 原生 页岩 气藏 一般
具有异常高压 ， 储层面积大、 范围广、 低孔低渗、 脆性 高， 呈 区域 性或连 续 性分 布 ， 资源 量丰 富 ［ ３ ］ 。页岩 气
页岩气 开发利用 工作方案
页岩气开发利用工作方案页岩气是一种在页岩中嵌存的天然气资源，具有丰富的储量和潜在的开发利用价值。
为了充分利用这一资源，制定科学合理的工作方案至关重要。
本文将从勘探、开发、利用等方面探讨页岩气的工作方案。
一、勘探工作方案1.地质调查：通过对地表地质、地下构造、地球物理勘探等多种方法，确定潜在的页岩气富集区域。
同时，结合前期研究成果，分析页岩气的储量、品质和分布特征，为后续开发提供依据。
2.勘探钻探：选择优势区域进行钻探工作，获取页岩气储层的岩心样品和地下地质信息。
通过岩心分析、地球化学测试等手段，确定岩石中页岩气的含量、组分和产气能力。
3.地质建模：根据岩心样品分析结果和地质勘探数据，建立页岩气储层的地质模型。
通过数值模拟方法，模拟页岩气在储层中的分布规律和流动特征，为后续开发工作提供参考。
二、开发工作方案1.水平井开采：由于页岩气储层的特殊性，常规垂直井开采效果有限。
因此，采用水平井开采技术，增加有效开采面积，提高产能。
同时，根据地质模型和岩心分析结果，合理确定水平井的位置和方向。
2.压裂技术：页岩气储层的渗透性较差，需要通过压裂技术来增加气体的渗透能力。
通过注入高压液体，使岩层断裂并形成缝隙，从而促进天然气的释放和流动。
3.环保措施：在开发过程中，要加强环境保护意识，采取措施减少环境污染。
例如，合理处理废水、废气和固体废弃物，确保开发过程的可持续性和环境友好性。
三、利用工作方案1.输送和储存：建设天然气输送管道和储气设施，将开采的页岩气输送到市场。
在输送过程中，要注意管道的安全性和稳定性，确保天然气的顺利输送和储存。
2.利用方式：页岩气可以作为燃料供应城市居民生活和工业生产，也可以用于发电和汽车燃料。
同时，可以开展页岩气液化技术研究，将天然气转化为液态燃料，进一步拓宽利用渠道。
3.合理规划：制定天然气利用规划，合理安排页岩气的利用方式和产业布局。
同时，要加强技术创新和人才培养，提高页岩气开发利用的技术水平和经济效益。
页岩气钻探难题及策略
页岩气钻探难题及策略摘要：页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。
我国页岩气资源潜力巨大，今几年来钻探技术与钻探工艺不断进步，但仍有许多难题，如页岩气所在地层岩性主要为泥岩、砂岩、页岩，该类地层破碎易坍塌容易出现卡钻埋、埋钻、孔壁坍塌等事故，另外我国对于页岩气地层的水平压裂技术还不是很成熟很大程度制约了页岩气钻探的发展，本文就页岩气钻探难题及关键技术做简要阐述。
关键词：干热岩钻探；难点；解决方案1、页岩气钻探目前形势页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，主要成分以甲烷为主，是一种清洁高效的能源资源和化工原料，可用于发电、居民燃气、汽车燃料等，相比常规天然气，页岩气生产过程无需排水、生产周期长，一般为30年～50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值[1]。
我国页岩气储量巨大，初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米，与常规天然气相当[2]。
2019年1月22日，中国自然资源部中国地质调查局公布的消息称，中国鄂西地区（湖北省西部）页岩气调查取得重大突破，有望成为中国页岩气勘查开发和天然气增储上产新的基地，形成与重庆涪陵、长宁-威远“三足鼎立”的资源格局[3]。
我国页岩气钻探起步较晚，钻探技术还不是很成熟，有待加强研究与实践。
2、页岩气钻探难题2.1 井壁稳定性差页岩气所在地层主要以泥岩、页岩为主，泥页岩在遇水后膨胀导致井缩卡钻，另外孔壁松散易导致卡钻、埋钻等事故，降低了钻探的效率[4]。
另一方面泥岩与钻杆的摩阻大导致钻杆回转速度降低扭矩增大、增加了起钻的负荷。
2.2 井眼轨迹控制难页岩气主井深度小造斜点浅、加上孔壁松散稳定性不高，井径容易变化，定向工具摆放困难，导致井眼的轨迹控制难度增大，另一方面在造斜处容易出现键槽卡钻，井漏、井壁垮塌、频繁的扭矩变化会影响定向工具、钻头的方向控制。
页岩气开采技术
据预测，到2030年，中国页岩气产量将达到150亿立方米，占国内天然气产 量的15%左右。随着国际合作和经验技术交流的加强，中国页岩气开采技术也将 逐步走向世界前列。
总之，世界页岩气资源和开采现状表明，页岩气已经成为全球清洁能源领域 的重要角色。中国作为页岩气资源大国，其发展前景在政策支持、市场需求和技 术进步的共同推动下十分看好。随着国内外合作和研发的深入进行，中国页岩气 产业将迎来更为广阔的发展空间，为推动全球清洁能源革命和应对气候变化作出 积极贡献。
总结
国内页岩气开采技术的不断进步和发展，为我国能源结构的优化和清洁能源 的发展提供了有力支持。本次演示介绍了国内页岩气开采技术的现状、技术创新 和未来展望。通过水平井技术和水力压裂技术的不断优化和创新，我国页岩气开 采成本降低、效率提高，
为实现清洁能源的规模化发展奠定了基础。随着技术的进一步突破和市场需 求的增加，国内页岩气开采的前景十分广阔。未来，需要继续加强技术研发和创 新，推动页岩气开采技术的进步，为我国的能源事业作出更大的贡献。
2、水平井技术
水平井技术已成为页岩气开采的重要手段。水平井能够增大储层暴露面积， 提高产能，并有助于降低生产成本。其原理是在垂直主井眼的基础上，侧钻出一 条或多条水平井眼，以实现对更大储层的开发。水平井技术的优势在于提高产能、 降低成本以及减少环境影响。然而，该技术的实施需要先进的设备和钻井技术， 同时对地质和工程要求较高。
3、水力压裂技术
水力压裂技术是页岩气开采过程中的一项关键技术。其原理是通过向储层注 入高压泵入的流体（通常是水和砂），使储层产生裂缝，进而释放出被困的天然 气。水力压裂技术的主要优点是提高产能、降低钻井成本和减少开发时间。然而， 该技术也存在一定的局限性，如对储层造成潜在损害、需要大量水资源以及可能 引起地质灾害等。
页岩气的勘探开发现状和发展趋势
页岩气的勘探开发现状和发展趋势0前言页岩气（Shale Gas）是指在富含有机质的页岩中生成并富集在其中的非常规天然气，主要以游离、吸附以及溶解状态存在其中，吸附作用是页岩气存在的重要机理之一。
它与常规天然气藏最显著的区别是：它是一个自给的系统，页岩既是气源岩，又是储层和封盖层[1]。
页岩气在全球分布广泛，据统计，页岩气资源量约456万亿立方米，约占三种非常规天然气（煤层气、致密砂岩气、页岩气）总资源量的50%左右。
目前，美国和加拿大是页岩气规模开发的两个主要国家，主要集中在美国五大盆地以及加拿大西南部地区。
而美国是唯一实现页岩气商业开采的国家，并且已经形成了一套完整的页岩气勘探开发的评价系统。
我国页岩气勘探开发起步较晚，页岩气相关的资源情况、技术开发应用、理论研究、评价测试等基本问题，还处于探索起步阶段。
1世界页岩气资源潜力1.1全球页岩气潜力按2007年美国《石油杂志》的数据，全球页岩气资源量为456.24万亿立方米，超过全球常规天然气资源量(436.1万亿立方米)，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联(如图1)[2]。
2011年4月美国能源信息署（EIA）发布了“世界页岩气资源初步评价报告”，根据Advanced Resourse国际有限公司负责完成的美国以外32个国家的页岩气资源评价以及美国页岩气资源评价结果：全球页岩气技术可采资源总量为187.6万亿立方米。
图1 页岩气全球资源分布情况(1)美国是最早进行页岩气研究与开采的国家，美国是目前探明页岩气资源最多的国家，现已探明近30个页岩气盆地，其中7个高产盆地的页岩气资源量为80.84万亿立方米，可采储量为18.38万亿立方米[3]。
(2)加拿大紧随美国之后开展了页岩气方面的勘探和开发试验。
加拿大的页岩气资源同样很丰富，据加拿大非常规天然气协会(GSUG)初步估计，加拿大页岩气地质储量超过40.7万亿立方米，主要分布于西南部的British Colum-bia 、Alberta 和Saskatchewan 地区，东南部Quebec 、Ontario 等地区也有少量分布。
地球物理技术在页岩气勘探过程中的应用研究
纵 波速 度之 间 的较大 差 异 就此 现象 提 出的关 于 高 度集 中空 隙与 圈闭 的 因果关 系 ． 为 “ ” 隙度 ． 称 软 孔 这
种类 型 的孔 隙 可能 只会 挤 占整体 孑 隙空 间 的很 小 一 Ｌ
部 分 这种 ｓ ￣ 隙 的孔 隙变 化率 与岩 石 弹性特 征 之 ＪＬ ，
得 在 钻井 过 程 中注 水 能够 很快 地 将 其 中 的油 驱 走 ． 如果 裂缝 与 岩溶相 连 的话 ． 口井 也有 可能 被破 坏 。 这
以不 同的速度 传播 振 动方 向与 裂缝平 行 的横波 在
前进 过程 中遇到裂 缝 时移动较 缓 慢 ，这 就是 双折 射
和测 量 时间延 迟 的原 因 时 间延迟 与各 向异 性成 正 相关 ． 些数 据 在 反馈 ｌ ｐ复合 叠加 处 理解 释 前进 这 ｏ ｏ
关键词 ： 岩气 ； 震勘探 ； 页 地 弹性 常 数 ； 横波 分 裂
中图 分 类 号 ： Ｅ ３ Ｔ ｌ２
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ３ １ ８ （ ０ ２ ０ — ０ ０ ０ １７ — ９ ０２ １ ）４ ０ １— ３
在 早 期 的页 岩气勘 探 中．地 球物 理 技术 并 未运 用 于页 岩气 开 采 而 随着 技 术 的发 展 ． 维 地震 数 三
的 变 换 随 着储 层 孔 隙 中液 体 含 量 的不 同 比率 而 变 换 体 可能被 压缩 但是 水不 会 ． 和气 体在 高油 气 气 水
比储 层 中的速 度范 围 和密度 的差 异很 明显 再结 合
适 当 的岩性 、 噪 比 、 质 环境 ， 可 以有效 地 识别 信 地 就 钻 井前 储层 润 湿度 与烃类 方位 角 。其他模 式转 换 就 是 剪 切 波分 类 （ 波 ） 横 波 通过 两 个 相互 正 交 地层 横 ． 进 行 传播 ．且 它能够 通过 时 间延迟 识别 两个地 层 当 中一 个地层 的裂缝 ， 也被 称为 横波 的双 反射 。 以前 在 讨 论 的左 普里 兹方 程 中 ． 我们 假设 岩石 各 向同性 ． 如 果 岩 石被各 向异性代 替 ．那么 横波 穿越 裂缝介 质 就
应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层
应用测井资料评价四川盆地南部页岩气储层一、本文概述本文旨在通过详细分析和评价四川盆地南部地区的页岩气储层，探讨测井资料在该地区页岩气勘探和开发中的应用。
四川盆地作为中国重要的能源产区，其南部地区蕴藏着丰富的页岩气资源，具有巨大的开发潜力。
然而，由于页岩气储层的复杂性和非均质性，如何准确评价储层特性，提高页岩气勘探成功率，一直是业界关注的焦点。
本文将首先介绍四川盆地南部地区的地质背景，包括地层结构、岩性特征以及页岩气储层的基本属性。
在此基础上，本文将重点论述测井资料在评价页岩气储层中的关键作用，包括测井方法的选择、数据处理和分析技术，以及如何利用测井资料来评估储层的物性参数（如孔隙度、渗透率）、含气性、岩石力学特性等。
通过深入剖析实际测井资料，本文将展示测井技术在识别页岩气储层、评价储层质量以及预测产能等方面的应用效果。
本文还将探讨当前测井技术在评价页岩气储层中存在的挑战和局限性，以及未来可能的研究方向和技术创新点。
本文将总结测井资料在四川盆地南部页岩气储层评价中的实际应用价值和潜力，为页岩气勘探和开发提供有益的技术支持和参考。
通过本文的研究，期望能够为四川盆地南部乃至更广泛区域的页岩气勘探和开发工作提供有益的指导和借鉴。
二、四川盆地南部页岩气储层地质背景四川盆地南部位于我国西南地区，是我国重要的能源基地之一。
该区域具有复杂的构造背景和丰富的沉积历史，为页岩气的形成和聚集提供了良好的地质条件。
四川盆地南部页岩气储层主要发育于中生代和新生代地层中，以海相沉积为主，夹杂有少量的陆相沉积。
地质上，四川盆地南部经历了多期的构造运动和沉积作用，形成了多套烃源岩和储集层。
其中，下志留统龙马溪组和上奥陶统五峰组是页岩气的主要储集层位。
这两套地层厚度大、分布稳定，且富含有机质，为页岩气的生成提供了充足的烃源。
储层的物性特征是评价页岩气储层的关键参数。
四川盆地南部页岩气储层具有低孔、低渗的特点，储集空间以纳米级孔、缝和微裂缝为主。
我国页岩气勘探开发的要点及层位
我国页岩气勘探开发的要点及层位路坤桥;孙玉学【摘要】我国页岩气资源潜力巨大，利用页岩气有利于缓解环境污染，降低我国油气的对外依存度，保证国家能源安全。
在设计页岩气井时，埋深、产状和厚度是要点，即井深大于500 m，页岩单层厚度不小于30 m，页岩层倾角不能大于30°，井位离断层不能小于3 km，至少要离开地面出露的岩体面积3倍。
地震勘探不仅能获得页岩的埋深、产状和厚度，而且能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数，因此，地震勘探成为页岩气勘探开发时最重要的手段，地震勘探的要点：放炮孔深3~5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km 。
我国页岩气层位以志留系、二叠系、三叠系、新生代的古近纪地层为主，且海相地层的成藏条件优于海陆交互相、陆相地层的成藏条件。
上述要点能为企业在页岩气区块投入勘探开发实物工作量及未来投标国家页岩气区块时参考。
%The shale gas resource in China is huge. Developing shale gas is beneficial to alleviate environment pollution, cat reduce the external dependency of oil and gas,and ensure energy security.Depth,occurrence and thickness are key points when shale gas well designed. That is to say,well depth is more than 500 meters;shale layer thickness is not less than 30 meters;dip angle of shale formation is not more than 30;distance between well and fault is more than 3 kilometers;and area between well and rock mass boundary of the groundis more than that of three times. Seismic exploration can obtain not only depth,occurrence and thickness of shale strata,but also physical and mechanical parameters of shale strata which are needed when shale gasdeveloped. therefore,the seismic is the most important way to explore and develop shale gas. The depth of shot hole is required for 3 to 5 meters,hole depth and explosive quantity are required to test,group interval is about 20 meters,shot interval is about 40 meters,and other key points are 256 rollings,64 times covering,and 25 shots per kilometer. The shale gas reservoir in China is distributed in silurian,permian,triassic and cenozoic. It is obvious that shale gas preservation of marine strata is better than that of Marine-continental strata or continental strata. The conclusions mentioned above are helpful for enterprises to arrange exploration and developing work in the shale gas block and bid the national shale gas block in the future.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P257-260)【关键词】页岩气;地震勘探;层位【作者】路坤桥;孙玉学【作者单位】东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】P631.4页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，其界定标准：①赋存于烃源岩内，具有较高的有机质含量（TOC＞1.0%），吸附气含量大于20%；②夹层粒度为粉砂岩以下（包括粉砂岩）或碳酸盐岩，单层厚度不超过1 m；③气井目的层夹层总厚度不超过气井目的层的20%［1-2］.从2006年开始，我国成为了天然气净进口国，天然气对外依存度一路飙升.2013年，我国天然气进口量530亿m3，对外依存度突破30%的警戒线而升至31.6%，成为世界上第三大天然气消费国.但是，我国天然气资源剩余可采储量不足世界总量的2%.而由美国开始的页岩气革命，使美国一跃成为世界上最大的油气生产国，正是常规天然气的补充——页岩气保障了美国的天然气供应（图1，引自美国EIA，2009），将来有可能实现油气的基本自给甚至少量出口.也正是页岩气革命，促成了2014年下半年开始的国际石油价格持续下跌，跌幅超过30%.而对于全球第二大石油净进口国中国来说，基于2013年的数据，石油价格每下跌1美元，中国每年节省的进口成本达21亿美元.事实上，中国也将页岩气勘探开发作为突破能源瓶颈、保证国家能源战略安全的新途径，政府采取补贴引导企业积极参与页岩气的勘探开发.2012年，国土资源部进行了页岩气区块的第二轮招标，中标者皆为非油气国企.鉴于上述情况，为了提高勘探成功率，节约投资，作者对我国页岩气勘探开发的要点及层位进行了详细的阐述，以供非油气国企在对页岩气区块投入勘探开发实物工作量时及未来投标国土资源部第三轮页岩气区块时参考.2011年，国土资源部开展了全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选，评价与优选的结果是：我国陆域页岩气地质资源潜力和可采资源潜力分别为134.42万亿m3、25.08万亿m3（不含青藏区），超过常规天然气资源.上述数据与美国能源局信息署（EIA）公布的全球页岩气资源的初步评估结果中有关中国页岩气资源的初步评估结果在数量级上一样：①全球32个国家页岩气技术可采资源量为163万亿m3，加上美国本土的24万亿m3，全球总的页岩气技术可采资源量为187万亿m3；②中国的页岩气技术可采资源量为36万亿m3，排名世界第一（约占20%），其后依次是美国（约占13%），阿根廷、墨西哥和南非（表1）［3］. 2014年7月，国土资源部对中国石化重庆涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区晚奥陶世五峰组-早志留世龙马溪组一段的地质储量进行评审：①涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气，新增探明地质储量1 067.5亿m3，标志着我国首个大型页岩气田正式诞生，拉开了我国页岩气商业开发的序幕；②探明含气面积106.45平方千米；③随着该气田勘探开发的深入推进，可以持续向国家提交页岩气探明储量.上述事实说明，我国巨大的页岩气资源潜力正逐渐变成现实.页岩气存在于数千米的地下，为了通过钻井开发出页岩气，需要选择储藏页岩气的部位，而钻探一口页岩气井的成本高达数千万元.因此，在设计井位前需要获得页岩气目的层段清晰的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息，实现对深部页岩特征的反映，为设计井位提供基础依据.而页岩气与常规气藏的主要区别：页岩气藏处于一个自给的系统中，页岩集烃源岩、储层、盖层于一体（图2）.因此，无论用什么样的地球物理勘探方法，目的是找到地下页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息.理论上讲，页岩是低阻层，因此，能反映地面千米以下、不同电性分布层的地球物理勘探方法皆能被用于页岩气的勘探中，如音频大地电磁测深法（AMT法）和复电阻率法（CR法）.当天然交变电磁场在地下介质中传播时，由于电磁感应，地面所观测到的电磁场数据将包含有地下介质电阻率的信息.根据电磁场的趋肤效应，不同周期的电磁场信号具有不同的穿透深度，通过研究大地对天然电磁场的频率响应并经过反演处理解释，即可获取地下不同深度介质电阻率的分布特征，实现地质层位的追踪.AMT法可以实现从地层浅部到地下2～4 km深度的勘探，具有效率高、成本低、布点灵活、仪器轻便等优点.与地震法不同的是，电磁波对高电阻率的碳酸盐岩地层具有很强穿透能力，易于在高阻覆盖区开展勘探工作.复电阻率法是近几年发展起来的一种频率域电偶源地面物探方法，能够直接指示页岩气藏.CR法在一个较宽的频段（0.01～110 Hz）测量大地的复视电阻率，通过分析研究复视电阻率的形态特征与地下极化体之间的关系，达到反演出地下极化体异常的大小、埋深等参数的目的.CR法实际探测到的是油气水运移、聚集和逸散所生成的地下极化体.该地下极化体异常一般包含了油气储集层、盖层、水层、侧向断裂等，由于它们在整体上具有相当的规模，即使埋藏较深也能够被发现.音频大地电磁测深法和复电阻率法只能获得区域上页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息，精度不够，不能为井位设计提供依据.与常规石油、天然气设计井位时，主要考虑高点不同，页岩气井位设计时主要考虑以下要点：井深大于500 m；单层厚度不小于30 m；页岩层倾角不能大于30；井位离断层不能小于3 km；至少要离开地面出露的岩体面积三倍.如果不能满足前面4个要点，页岩气在地质史过程中会逐渐逸散；如果离岩体面积三倍之内，受岩体带来的热量的烘烤，页岩发生变质导致孔隙度变小，也不能储藏页岩气.为了获得上述5个因素特别是前面4个因素，最好的办法是通过二维地震法.二维地震法是利用专门仪器记录人工激发地震波的传播时间、振幅、波形等，从而分析判断地层界面、岩层性质和地质构造的一种地球物理勘探方法.通过计算机处理野外获得的传播时间、振幅、波形等地震原始数据，将地震原始数据变成地震剖面图，直观地获得页岩气的埋深、厚度、展布、断层发育情况、岩层倾角等信息，更为重要的是，能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数，如密度、弹性模量、页岩层脆性矿物含量等［4-5］.二维地震勘探价格8万元/km左右，完成二维地震测线的施工技术要点：放炮孔深3～5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km.页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率，页岩气井一般开采寿命长，生产周期长，采收率变化较大，且低于常规天然气采收率.目前页岩气开采已经形成了一套成功有效的开发技术，并且不断推出一些先进技术来提高页岩气井的产量，主要包括水平井技术和多级压裂技术、微地震监测技术等，这些技术正在不断提高着页岩气井的产量［6］.为了保证压裂，需要获得地层物理力学参数.水平井技术对于扩大页岩气开发具有重大意义，水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍，而产量是垂直井的3倍.压裂增产技术是页岩气开采的另一种方式.压裂技术用于产生更密集的裂缝网络，形成额外的渗透率，使气体能更容易流向井中，从而生产出大量天然气；多层压裂技术常常用于垂直堆叠、致密地层的增产：重复压裂技术用于在不同方向上诱导产生新的裂缝，从而增加裂缝网络，提高生产能力.微地震监测技术主要用于监测压裂效果.目前一般认为单井气量下限标准和含气量下限标准如下表2.从当前我国页岩气各地层层位勘探开发情况来看，寒武纪地层由于埋深较大，变质程度高，孔小，要想获得有价值的产能很难.已获产能的地区页岩气层位以早古生代晚期的志留系（海相）、晚古生代的二叠系（海陆交互相）、中生代的三叠系（陆相）、新生代的古近纪地层（陆相）为主［7］，具体可总结为两个方面的问题：1）我国海相地层的先天优越性比陆相地层明显，部分区块已获得商业性的开发价值.陆相页岩气只是在个别地区如长庆油田的部分井获得一些低产气流.总结国内目前前景良好的产气区可以归纳出：目前，海相地层页岩气生产情况好于陆相，海相地层的深水陆棚相（或斜坡区）页岩具有生成页岩气的有机质含量高、高脆性矿物含量的良好耦合性，晚期良好保存、高压或超高压，是海相页岩气富集高产的基础［8］.以四川盆地及周缘陆棚相发育陆棚沉积的焦石坝、丁山地区为例：其位于龙马溪组深水陆棚发育区，优质页岩气层厚度可达34～40 m，晚期良好保存、地层压力高.2）要打破油气矿权垄断，完善我国矿业权管理体制.不打破垄断，就很难实现投资主体的多元化参与.从第二轮矿权招标进展看，虽然吸引了一部分非油企参与探矿，但中标区块工作量投入不足，工作进展程度缓慢和畏缩，所以要加强管理，采取政策如财政补贴鼓励社会资金、实体商业跟进.1）我国人口多，能源消耗量大，能源对外依存度高，环境污染程度严重并在持续恶化如雾霾，这些因素都呼唤清洁能源，而页岩气是当之无愧的优胜产业.2）中国页岩气资源潜力巨大，重庆涪陵页岩气田焦石坝区块大型页岩气田表明我国巨大的页岩气资源潜力正变成现实.页岩气的大规模勘探开发，有利于缓解我国天然气供应压力，降低我国油气的对外依存度，保证国家能源供应安全.3）随着地震勘探技术的发展，地震勘探技术已经应用于页岩气勘探开发的各个阶段，更重要的是地震勘探能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数.因此，地震勘探技术成为页岩气勘探开发中不可或缺的技术手段.地震勘探的技术要点：放炮孔深3～5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km.4）页岩气是客观存在的，在常规油气勘探开发过程中，已经发现了页岩气，但由于当时油价没有超过页岩气勘探开发的盈亏平衡点而被忽视了.页岩气革命的发生，经济上原因是国际油价的上涨，技术上原因是水平井技术和多级压裂技术的突破. 5）我国页岩气层位以早古生代晚期的志留系、晚古生代的二叠系、中生代的三叠系、新生代的古近纪地层为主.6）在页岩气井位设计时，埋深、产状和厚度是关键，具体要点：井深大于500 m；单层厚度不小于30 m；页岩层倾角不能大于30；井位离断层不能小于3 km；至少要离开地面出露的岩体面积三倍.【相关文献】［1］吴金平，张宝善，孙全胜.页岩气资源评价及相关技术［M］.北京：地质出版社，2012：39-79.［2］陈义才，沈忠民，罗小平.石油与天然气有机地球化学［M］.北京：科学出版社，2007：86-99.［3］张大伟，李玉喜，张金川.全国页岩气资源潜力调查评价［M］.北京：地质出版社，2012：1-5.［4］张永华，陈祥，杨道庆.微地震监测技术在水平井压裂中的应用［J］.物探与化探，2013，37（6）：1080-1084.［5］刘明.叠前AVO同步反演预测页岩地层脆性矿物［J］.河南科学，2014，32（6）：1069-1072.［6］康新荣.Barnett页岩水平井造缝及优化作业完井研究［J］.国外油田工程，2009，25（1）：17-27.［7］刘树根，马文辛.四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征［J］.岩石学报，2011，27（8）：2239-2252.［8］李新景，胡素云，程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示［J］.石油勘探与开发，2007，34（4）：392-400.。
页岩气勘查和开发评价指标
浅析页岩气勘查和开发评价指标摘要：本文旨在研究页岩气勘查和开发评价指标，通过对已有资料的分析，总结出适用于页岩气勘查和开发评价的指标。
首先，综述了页岩气资源勘查的背景；其次，对影响页岩气勘查与开发的相关指标作了分析；最后，提出了一套比较全面的页岩气勘查与开发评价指标，使之能够更好地反映勘查与开发的成功可能性。
关键词：页岩气；勘查；开发；评价指标正文：1. 引言随着经济全球化和能源消费不断增长，页岩气的重要性也在不断增加。
页岩气是有机质经过古老的演化而形成的复杂的混合气体，在当前的能源结构中发挥着重要的作用，但由于它的构造复杂，容易造成勘查和开发的失败。
因此，将适用于页岩气的评价指标纳入勘查与开发的流程中，十分重要。
2. 背景页岩气资源具有良好的发展潜力，它蕴藏在大量的火山岩地表层以及沉积岩遗迹中，具有较好的成藏条件。
页岩气勘查开发的前提是获得高质量的勘查资料。
影响页岩气勘查和开发评价的主要指标有矿物质组成、孔隙结构、流体性质、岩石力学性质、气体压力特征等。
3. 评价指标（1）矿物质组成——分析页岩中的矿物质组成，可以更好地掌握页岩气藏基本特征，评估其储集空间；（2）孔隙结构——分析孔隙结构优劣，可以评估页岩气储集量和跃迁性，从而反映出页岩气藏的发育度；（3）流体性质——分析流体性质，可以评估气体渗流率、气体运移系数，从而反映出气体的扩散性质；（4）岩石力学性质——分析岩石的力学性质，研究页岩气藏的自然裂缝和抗压强度，可以了解页岩气藏的抽放能力；（5）气体压力特征——分析气体压力特征，可以评估页岩气藏的开发程度，可以作为预测开发效果的参考依据。
4. 结论根据上述分析，可以得出一套比较全面的页岩气勘查与开发评价指标：矿物质组成、孔隙结构、流体性质、岩石力学性质、气体压力特征等，以上述指标作为评价指标，可以更好地反映勘查与开发的成功可能性。
5. 展望页岩气的开发需要勘查与开发技术的共同作用，但是遇到一些复杂的地质环境时，就需要更加精确的技术和评价指标才能更好地开发出页岩气藏。
页岩气储层测井评价及其应用分析
分布情况 。不 同环境下 的页岩沉 积不 同 ， 通过 有机 页岩 分为不 同的类型 。页 岩储 层 的矿物组成 非 常复杂 ， 除了
有粘土 的矿物还有碎 屑矿物 和 自生 的矿物组 成 ， 这些 对
成熟 。干酪根石 墨化测井 响应 的特征可 以发现在一些特
气储层 中有非 常多 的有机质 ， 包括干 酪根类 型和丰度 以 及成熟度 。其 中干酪 根对岩石 的影 响最大 ， 干 酪根 的类 型对天然气 的 吸附率 和 扩散 率都 有 一 定 的影 响。页岩
定情况下 出现 的异常测井 响应特 征 ， 电成 像测井 响应 特 征 能对地 质 的层 次 构造情 况 及裂 缝 等情 况进 行 一 系列 的判 断分 析。在 页岩气 的储层 段 ， 由于孔隙度低 ， 渗透率
有游离状态的天然气存在 。页岩气 的储存集合空 间包括 很多 ， 在不 同的储层 中有很多 细小 的裂缝 ， 有 些是 有机物 质在生成烃类气体 时产 生 的 ， 有 些是 断层 由运 动 产生 以
及不 同的压力也会有不 同的裂缝产生 。 １ ． ２ 页岩气 测井响应特征 页岩气 的烃源岩 由不 同的部 分组 成 ， 而非烃 源岩 只
况， 在对页岩气储层地质 的研究 基础上 ， 分析页岩气 和普 通气 层勘测方法 的不 同之处 ， 具 有非常重 要 的意 义。本文 从 页岩气储 层特征和测井响应特征 出发 ， 对页岩有机物质丰度和矿物组分 测井 及页岩气储层 物性测井 评价进 行探 讨 分析。
关键词 ：页岩气 ； 储层地质 ；测井响应 ； 测井评价
刚好 能缓解 这些问题 ， 西方 发达 国家 已经有 很成熟 的开
页岩气开发中存在的问题及相关建议
页岩气开发中存在的问题及相关建议页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其开发具有巨大的经济和战略意义。
页岩气的开发也面临着一些问题和挑战，如地质条件复杂、技术难度大、环保和安全风险较高等。
本文将就页岩气开发中存在的问题及相关建议进行探讨。
一、问题分析1.地质条件复杂页岩气储层的巨大厚度和复杂的孔隙结构使得页岩气的勘探难度较大，地质勘探工作需要花费大量的时间和金钱。
而且由于页岩气储层的非均质性和高渗透性，导致储层开发的技术难度很大，采油率较低，需要采用一系列高难度的水平井钻井技术。
2.技术难度大页岩气的开采技术包括水平钻井、压裂、天然气回收和加工等，这些技术都需要先进的设备和专业的技术人员。
而且页岩气开采技术对环境和地质条件要求较高，一旦技术操作失误，容易造成灾难性后果。
3.环保和安全风险页岩气开发对环境污染和地下水资源造成潜在威胁，压裂过程中可能引发地震，地下水资源可能被化学物质污染。
压裂作业和排放等操作会对周边环境造成一定的影响，容易引发社会公众的担忧和抵触情绪。
二、相关建议1.加强科研和技术创新针对页岩气油气田的地质特点、开采技术和环保安全管理，需要加强科学研究和技术创新，提高页岩气的勘探开发效率，降低环保和安全风险。
2.推动行业标准化和规范化制定和完善页岩气开采的相关标准和管理办法，建立科学合理的生产工艺流程、操作规范和环保安全制度，提高页岩气开发的规范化水平。
3.加强环保和社会责任意识企业应该加强环保意识，遵守环保法律法规，采取有效措施防止地下水污染、压裂引发地震等安全隐患，保障当地环境和居民的生活安全。
4.加大对人才和技术的投入加大对页岩气开发技术和人才的投入力度，加强技术培训，努力培养一批熟练的技术人才和管理人员，提高页岩气开发的技术水平和管理能力。
5.深化国际合作加强与国外企业和科研机构的合作交流，吸收国外先进的勘探开发技术和管理经验，加快页岩气勘探开发进程，提高开发效率和降低安全风险。
页岩气开发的地质与工程一体化技术
页岩气开发的地质与工程一体化技术曾义金【摘要】页岩气储层非均质性强，实现工程技术与储层条件的最佳匹配，是实现页岩气经济有效开发的关键。
分析了我国页岩气开发中存在的主要问题，阐述了页岩气储层特征分析方法及关键技术，从地质与工程一体化的角度，系统论述了针对于页岩气储层特征的工程技术思路和方法，建立了页岩气地质与工程一体化的技术体系。
%Because of the strong heterogeneity of shale gas reservoir ,the key to economic and effective shale gas development is to achieve the best match between engineering parameters and reservoir condi-tions .In this paper ,the analysis of problems during shale gas development in China has been obtained ;the analysis methods and key technologies of shale gas reservoir characteristics have been elaborated .From the view of integration of geology and engineering ,the technical idea and methods of engineering closely related to shale reservoir characteristics have been discussed systematically ,and the shale gas geology and engi-neering integration technology system has been established .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】页岩气;地质参数;工程技术;一体化【作者】曾义金【作者单位】中国石化石油工程技术研究院，北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE22页岩气在全球范围内分布广泛，且开发潜力巨大。
页岩油气勘探地球物理学研究
页岩油气勘探地球物理学研究随着世界能源需求的增长以及传统油气田储量的逐渐枯竭，页岩油气勘探正在逐渐成为全球油气勘探的热点。
然而，与传统油气田相比，页岩油气勘探具有探明难度大、生产成本高、环境影响大等特点，因此，如何高效、有效地开展页岩油气勘探研究和生产，成为了一个亟待解决的难题。
在此背景下，地球物理学研究成为了解决这些问题的关键。
1. 探明难度大的原因页岩油气是一种成分复杂、分布广泛、储集特殊的非常规天然气。
它通常与页岩层相关，因此，探明它的地质储藏非常困难，需要借助高科技设备进行大量的勘探工作。
此外，页岩层的性质和特点也很复杂，常规的勘探技术和生产方法无法应用于页岩油气的开采，这就给勘探和生产带来了巨大困难。
2. 地球物理学技术在页岩油气勘探中的应用地球物理学是勘探地质学的重要分支，它通过测定地球物理场的异变来获取有关地球内部构造、矿产资源分布、油气藏分布等信息。
在页岩油气勘探中，地球物理学技术的应用尤为重要。
具体而言，主要分为以下几个方面：（1）地震勘探地震勘探是油气勘探中最常用的一种方法，通过检测地下进而获得地下构造和储藏情况，以指导油气勘探的进一步工作。
在页岩油气勘探中，地震勘探同样发挥了重要作用。
它可以用于探测地下的页岩层，并寻找可能储存页岩油气的“裂隙、缝隙、孔隙”等地质特征，以及寻找页岩层中可能存在的油气储量。
（2）地磁法地磁法主要是利用地球磁场的强弱和方向的异变来探测地下物质的储量和分布情况。
在页岩油气勘探中，地磁法也可以用于页岩层的探测。
通过测定地球的磁力场，可以判断页岩层的分布、厚度和成分等参数，从而寻找可能存在页岩油气的地层，进行进一步勘探和开采。
（3）重力法重力法是通过测量地球重力场的某些性质，来了解地下的密度变化和异质性。
在页岩油气勘探中，重力法通过连续测量地球的重力场，可以描绘页岩层的形态和厚度分布，找到页岩层的储藏条件，实现页岩油气资源的有效勘探。
3. 地球物理学技术在页岩油气生产中的应用除了在页岩油气勘探中的应用外，地球物理学技术还可以在页岩油气生产中起到作用。
页岩气开发中存在的问题及相关建议
页岩气开发中存在的问题及相关建议页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其开发对于满足能源需求、促进经济发展和改善环境质量都具有重要意义。
页岩气开发中也存在着一系列问题，严重影响着开发的进展和效益。
本文将就页岩气开发中存在的问题进行分析，提出相关的建议，以期能够推动页岩气开发的健康发展。
页岩气开发中存在的问题主要包括以下几个方面：技术难题，环境影响和社会矛盾。
技术难题是页岩气开发中面临的首要问题之一。
页岩气的开采需要利用水力压裂等高新技术，而目前这些技术尚未完全成熟，存在着很多问题。
水力压裂技术会带来大量的地下水资源消耗和地质构造破坏等问题，同时也存在着渗漏、污染等环境风险。
页岩气开发的过程中，会对环境造成一定程度的影响。
水力压裂会导致地下水资源的消耗和环境污染，同时也会对地质构造和生态环境造成影响。
页岩气开发还会导致土地利用冲突和生态环境破坏等问题。
页岩气开发还面临着社会矛盾的问题。
由于开采过程中会对周边居民的生活和生态环境造成一定影响，因此容易引发社会不稳定因素，比如土地征用纠纷、环境污染纠纷等问题。
针对以上问题，可以提出以下建议：在技术难题方面，建议加强科研力量，加大对页岩气开发技术的研发投入。
积极探索新的技术路线，提高开采效率，减少对地下水资源的消耗，减少对地质构造的破坏，并减少环境污染风险。
建议对技术进行标准化和规范化，确保技术的安全和可靠性。
在环境影响方面，建议加强环境保护意识，加大对环境影响的评估和监测力度。
在开采过程中，要严格控制地下水资源的消耗和地质构造的破坏，同时加强对环境污染的防控措施，确保开发过程中对生态环境的影响最小化。
在社会矛盾方面，建议加强社会稳定化管理，增强对周边居民的沟通和交流。
在土地征用和环境污染等方面，要尊重居民的意愿，确保居民的合法权益不受损害。
页岩气开发中存在的问题是多方面的，解决这些问题需要全社会的共同努力。
面对页岩气这一重要的资源，我们也需要正确认识其开发潜力和环境风险，做好开发与保护的平衡，以期实现页岩气资源的可持续开发和利用。
页岩气测井技术
155.2
95.4 31.0
中亚和中国
太平洋地区(经合组织) 其它亚太地区 南亚 全球
34.4
13.3 0.0 1.1 256.1
99.8
65.5 8.9 — 456.0
10.0
20.0 15.5 5.5 209.6
144.2
98.7 24.4 6.7 921.4
在过去十年里，北美页岩气开发取得了飞速发展，图为美国和加拿大 几个主要页岩气田2000-2010的年产量图(优惠的免税政策促进了，，) （Advanced Resources International, Inc, 2009）。
井下压力曲线图
120 100 压力（兆帕） 80 60 40 20 0 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000 时间（秒）
Y 接收器阵列
X 接收器阵列
分隔器
发射器部分 偶极发射器 Y
偶极发射器 X
26
加。另一方面，如果裂缝规模过大，可能导致天然气散失。 4）孔隙度和渗透率: 页岩中可能含有大量的孔隙并且在这些孔隙 中含有大量的油和游离态的天然气，孔隙度大小直接控制着游 离态天然气的含量。渗透率是判断页岩气藏是否具有开发经济
价值的重要参数。
5）岩石矿物成分: 岩石矿物的存在一方面将影响到吸附气含量的 大小，另一方面对页岩气的开采产生影响。页岩气的产出部分 依赖于天然裂缝、人工制造裂缝或是存在互层的可渗透岩相。 页岩的矿物成分较复杂，除高岭石、蒙脱石、伊利石等粘土矿 物以外，还混杂石英、硅质成分、长石、白云石、云母等许多 碎屑矿物和物质。
Gas(m3/t)
“闻山辨龙”——页岩气勘探中的地球物理方法
魅力科技“闻山辨龙” ——页岩气勘探中的地球物理方法文图/殷启春 周道容 滕 龙第一作者简介 殷启春,高级工程师,长期从事长江下游地区页岩气地球物理勘探及资源评价工作。
据美国能源信息署对全球页岩气储量评估，我国页岩气储量居世界第一，我国南方海相页岩气开采前景广阔。
我国是继美国、加拿大之后第三个实现页岩气商业开发的国家。
页岩气赋存在深部富有机质泥页岩地层之中，钻探验证之前需要采用地表勘探技术确定深部页岩储层的分布状态。
曾经热播的电视剧《怒晴湘西》中男主拥有神奇的“闻山辨龙”之法，站在地面通过听风听雷就可以识别深处地宫位置。
地质勘探者面临的问题是类似的：不同性质的岩石相互叠置、深埋于地下，如何预测这些岩石的分布，乃至其中的矿藏？简单的方法是实施密集的钻探，将岩芯从深部取出来。
然而就经济和效率而言，这是得不偿失的，仅适用于个别小范围的富集矿区。
在地球物理界确实有这么一批人，他们不挖坑、不打钻，在地表利用仪器接收地下传来的物理信号，用这种方法去找油、找矿、找水、甚至找古墓，近年来更是在我国的页岩气地质调查与资源评价工作中大显身手，可谓 “闻山辨龙”的科学之法，他们是如何做到的呢？物理性质差异——地球物理勘探的依据选择“听风”还是“听雷”，这是首要问题。
或者更通俗一点说，如果地质勘探者是主治医生的话，那么地球物理工作者就是医学影像师，不同的地球物理手段就相当于X 光、CT 、B 超、核磁共振等医学影像技术。
地球物理勘探的第一步是根据地质目标体的物理性质，结合实际的工作条件，决定采用哪种地球物理手段才能解决地质问题。
地质目标的物理性质主要包括密度、磁性、电性、弹塑性等，找到地质目标体和围岩物理性质差异最大的地方，也就明确了什么地球物理方法最合适。
在我国南方海相页岩气勘探中，富有机质泥页岩的围岩往往发育灰岩，二者之间存在较大的物理性质差异。
因此地球物理界“四大门派”——重力、磁力、电法、地震（简称为重磁电震），均可在页岩气勘探的不同阶段发挥独特的作用。
页岩气及其勘探研究意义
第22卷 第4期2008年8月现 代 地 质GE OS C I E NCEVol 122 No 14Aug 12008页岩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。
Email:zhangjc@cugb 1edu 1cn 。
摘要: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:TE122 文献标识码:A 文章编号:1000-8527(2008)04-0640-07Sha le Ga s and Its S i gn i f i cance for Explora ti onZHANG J in 2chuan,WANG Z ong 2yu,N I E Hai 2kuan,XU Bo,DENG Fei 2yong,Z HANG Pei 2xian,YI N Yi,G UO Hua 2qiang,L I N Tuo,ZHANG Q in,ZHANG De 2m ing(Key Laboratory of M arine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accum ulation M echanis m of M inistry of Education,China U niversity of Geosciences,B eijing 100083,China )Abstract:Unlike the conventi onal concep t of hydr ocarbon in fractures,the current definiti on of shale gas is the abs orbed and free gas accu mulati on that exists in mudst one and /or shale layers with aut ogenic gas .Gas accu mu 2lati on in shale is of many particular geol ogical characteristics,s ome of which are self 2generati on and self 2reser 2vati on,abs or p ti on accumulati on,subtle aggregati on,and s o on .Exp l orati on and exp l oitati on f or shale gas have achieved great success in US A in which shale gas has become one of the three econom ic types of unconventi onal gas with pervasive exp l orati on value and p r ofitable industrial exp l oitati on .Many basins and regi ons in China are of favorable geol ogical settings for shale gas,and the research on shale gas devel op s quickly .I n contrast withthe geol ogical conditi on in the eastern US A,the s outhern China has the favorable geol ogy conditi ons for shalegas exp l orati on .It is i m portant and significant t o research and exp l ore shale gas in China .Key words:shale gas;non 2unconventi onal gas;exp l orati on0 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San Ant oni o 召开的AAPG 年会表明,页岩气在近年来再次成为油气地质研究的热点。
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3本文受到国家自然科学基金项目(编号:40672087、40472073)的资助。
作者简介:李桂范,女,1963年生,副教授;1995年获工学硕士学位,现为中国地质大学(北京)博士研究生;主要从事油气地质勘探研究工作。
电话:(010)82382075。
地址:(100083)北京市海淀区学院路29号。
E 2mail :liguifan @地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用3李桂范 赵鹏大中国地质大学(北京) 李桂范等.地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用.天然气工业,2009,29(12):1192124. 摘 要 为加快我国页岩气的勘探进程,应用地质异常找矿理论,依据页岩气聚集特征和形成条件,将页岩气聚集的地质异常序列区分为背景地质异常、页岩气聚集地质异常、页岩气综合异常和页岩气商业地质异常4个层次。
其中,背景地质异常主要指标是沉积盆地和泥页岩发育;页岩气聚集地质异常主要指标是页岩厚度和总有机碳含量;页岩气综合异常的主要指标是含气量和储气量,以及与其密切相关的温度、压力、孔隙度、页岩的厚度、总有机碳含量、黏土成分和湿度,间接指标是与页岩气综合地质异常密切相关的地球化学异常和地球物理异常;页岩气商业地质异常的主要指标是页岩气产量、产能及页岩的裂缝发育程度和脆性。
上述4个层次的异常分别是页岩气勘探远景区段预测、页岩气勘探有利聚集区段预测、页岩气勘探有利目标区段圈定和页岩气商业聚集区段圈定的依据。
我国页岩气勘探的远景区已基本查明,页岩气勘探的有利聚集区段的预测也取得了大量成果,亟待开展和加快页岩气勘探有利目标区段和商业聚集区段的圈定工作。
关键词 地质异常找矿理论 页岩气 勘探 背景地质异常 页岩气聚集地质异常 页岩气综合异常 页岩气商业地质异常 DOI :10.3787/j.issn.100020976.2009.12.035 大量的研究成果表明,四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、吐哈、江汉、塔里木、准噶尔等盆地均具备页岩气聚集的地质条件[1213]。
但目前国内有关页岩气的研究主要集中在页岩气富集机理[5,14]、页岩气聚集地质条件[6211,14]和远景区预测[1,224,12213]等方面,而对页岩气勘探理论和方法的研究则相对薄弱,这在一定程度上制约了我国页岩气工业化的进程。
地质异常找矿理论和方法基于“致矿地质异常”研究的逐步深入,进行非传统矿产资源预测[15],在非传统金属矿床的勘探中取得了显著效果[14219]。
页岩气是一种非常规的油气资源,将地质异常找矿理论与方法用于其勘探具有广阔的前景。
笔者基于地质异常找矿理论的基本概念、原理和方法,着重讨论了页岩气聚集的地质异常序列特征,并对页岩气勘探中地质异常研究流程等问题进行了探讨。
1 地质异常找矿理论的概念、原理和方法1.1 地质异常找矿理论的基本概念 地质异常找矿理论所包含的基本概念主要有地质异常、致矿地质异常、专属致矿地质异常、附加致矿信息地质异常、成矿可能地段、找矿可行地段、找矿有利地段。
以下分述之。
1.1.1 地质异常 “地质异常”是在物质组成、结构、构造或成因序次上与周围环境有显著差异的地质体或地质体组合[20]。
前苏联学者布加耶茨等在1973年指出:最重要的矿床赋存于地壳中具有最大异常地质结构性质组合的地段。
因此,对象的异常组合应该是最有远景的。
1.1.2 致矿地质异常与成矿可能地段 矿床的形成是地球中有用元素或有用物质在某种特殊环境和作用下发生活化、迁移、富集、沉淀、分异、稳定、保存;再变异、再富集、再沉淀、再分异、再稳定、再保存,如此众多环节所组成的一个轮回或几个轮回的基本过程而形成的。
这些作用的发生,都在相关地质体上留下某种“痕迹”。
同时,地球及其各层圈在演化过程中由于力的来源、性质、强度在不同的时空范围内可能不同,而且由于地球物质在四维时空中的分布是不均匀的。
因此在不同的时空发生不同的地质作用和过程,从而产生不同的事件和响应,如地壳的隆升与沉降、区域的稳定与活动、结・911・第29卷第12期 天 然 气 工 业 新 能 源构的简单与复杂、演化的突变与渐变等均构成地质体在时空上的差异,所有这些差异就形成了地质异常。
地质异常是各种地质事件的产物和结果。
反过来,地质异常又是各种地质事件的策源地和诱因,成矿作用就是由地质异常所引起的。
这种导致成矿作用的地质异常,被称之为“致矿地质异常”。
研究致矿地质异常是地质异常找矿法的关键技术,通过各种方法和途径圈定的致矿地质异常区域都被称为“成矿可能地段”[21]。
1.1.3 专属致矿地质异常与找矿可行地段 各种成矿地质因素及其组合具有一定的成矿“专属性”,而不同矿种类型、不成因类型的矿床对地质条件及其组合又具有一定的“选择性”。
也就是说,特定的矿床通常存在特定的致矿地质异常。
这种与特定的矿床具有密切联系的致矿地质异常,就是“专属致矿地质异常”。
因此,在一个地区找矿必须根据所要寻找的矿种和矿床类型,在众多可能成矿的地质异常中确定哪些异常或异常带是有可能找到预期类型矿床的,上述异常区域被称为“找矿可行地段”[21]。
1.1.4 附加致矿信息地质异常与找矿有利地段 在通过各种方法和途径圈定的专属致矿地质异常区域(找矿可能地段)的基础上,进一步结合更多的直接和间接的找矿信息,如物探、化探信息等,确定更有希望找到预期类型矿床的部位,这些地区被称为“找矿有利地段”。
这些用来确定“找矿有利地段”的直接和间接的找矿信息就是“附加致矿信息地质异常”[21]。
“附加致矿信息地质异常”又被称为“综合致矿地质异常”[22]。
1.2 地质异常找矿理论的原理 矿床的形成既受背景控矿因素的制约又受局部控矿因素的影响,因而控矿因素具有等级之分,从大尺度到小尺度控矿因素的有序排列构成了一个完整的控矿系统(ore 2cont rolling system )。
矿产勘探过程就是对控矿系统中控矿因素有序排列的求解过程[22]。
如果不考虑上级层次控矿因素对下级层次控矿因素的影响,就割断了系统内部控矿因素相互之间的联系,尤其割断了不同层次控矿因素相互之间的联系。
这种不同层次控矿因素的关联还体现为一种“条件性”,即上一因素的存在是下一因素存在的前提,或某一因素的存在可能强化或降低另一因素单独存在时的意义或作用。
这就是为什么在建立预测或找矿模型时,有时需要构置组合变量、综合变量或各种可能的条件概率估计;反之,如果将不同层次(或等级)的控矿因素放在同一个层次上进行简单分析,又显然忽略了控矿因素的等级差异,也有悖于客观世界的本来面目。
因此,运用系统科学的思想、采用系统勘探的手段是解决上述问题的关键[22]。
基于上述概念和成矿原理,赵鹏大等提出了一种矿产资源定量评价理论和方法,即5P 成矿预测与定量评价理论[21223]。
矿产资源定量评价工作由5个不同阶段构成,每个阶段都有明确的不同目标。
其中,第一阶段的目标是成矿可能地段(probable ore 2forming area )的确定;第二阶段的目标是找矿可行地段(permissive ore 2finding area )的确定;第三阶段的目标是找矿有利地段(preferable ore 2finding are 2a )的确定;第四阶段的目标是矿产资源体潜在地段(potential mineral resources area )的确定;第五阶段的目标是远景矿体地段(perspective ore body are 2a )的确定。
1.3 地质异常找矿理论的技术流程 地质异常找矿理论的技术流程强调的是循序渐进,逐步深入,工作由概略到细致,开展工作范围由大到小,最终得以发现目标矿体。
在应用地质异常找矿理论进行某种特定矿产勘探中的技术流程如下:①首先进行区域地质调查,查明区域上的“地质异常”特征,并筛选某类矿产的“致矿地质异常”;②通过圈定“致矿地质异常”的范围,确定出目标矿类的“成矿可能地段”;③在“成矿可能地段”内,进一步开展深入的地质调查,深入查明某种矿产的“专属致矿地质异常”,通过圈定“专属致矿地质异常”的范围,确定出目标矿种的“找矿可行地段”;④在“找矿可行地段”内进一步开展工作,必要时投入更大比例尺的物探、化探、遥感探测等技术手段,通过综合异常信息以及更为全面的附加地质异常信息,获取特定矿种的矿化信息、赋存状态、分布范围等“附加致矿信息地质异常”;⑤通过刻画“附加致矿信息地质异常”,确定出目标矿种的“找矿有利地段”;⑥在查明“综合致矿地质异常”,圈定“找矿有利地段”的基础上,通过大比例尺(1∶5万～1∶1万)勘探手段,进一步获取特定矿种的含矿丰度的地质信息,即“矿化地质异常”,圈定“矿产资源体潜在地段”;⑦在矿产资源体潜在地段,通过地质工程(槽探、坑探、浅孔钻探)、基岩化探、电磁测井等手段,查明“工业矿化地质异常”圈定“矿体远景地段”[22];⑧优选井位,实施矿体钻探,提交矿产商业储量。
由此可见,应用地质异常找矿理论进行某种特定矿产勘探中,随着地质异常研究的逐步深入,异常・021・新 能 源 天 然 气 工 业 2009年12月成矿信息量逐步增加,找矿靶区范围逐步缩小,找矿成功概率逐步加大。
所以,查明地质异常是成矿预测的基础、找矿的前提、选靶的依据[21]。
2 地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用 在综合分析页岩气聚集的基本特征和条件后发现,页岩气聚集的形成既受背景因素的制约又受局部因素的影响。
因此,控制页岩气聚集因素具有层次等级之分。
从小尺度到大尺度控制因素的有序排列构成了一个完整的页岩气聚集地质异常序列。
页岩气勘探过程就是对控制因素有序排列的求解过程,这也正是地质异常找矿理论的基本思想。
因此,地质异常找矿理论为页岩气勘探提供了系统的理论和科学的方法。
2.1 页岩气聚集的地质异常序列 页岩气聚集的形成需要一系列的必备条件,这些条件也是页岩气聚集形成的主控因素,即页岩气的地质异常。
按页岩气聚集地质异常的尺度由小到大和对页岩气聚集的控制程度由低到高,可以把页岩气聚集的地质异常区分为背景地质异常、页岩气聚集地质异常、页岩气综合异常和商业地质异常。
2.1.1 背景地质异常 背景地质异常是大范围、小尺度的异常,虽然其对页岩气聚集的形成控制程度低,但仍不失为页岩气形成所必须具备的地质异常,相当于“致矿地质异常”———如地层、岩性、古地理、古环境等。
页岩气的背景地质异常表现为地层必须是沉积地层,与地层的时代关系不大;必须有泥页岩发育;古地理为沉积盆地[24231];古环境为海相的半深海、大陆斜坡、台地凹陷,以及湖泊相的深湖、较深湖和浅湖[32]。
背景地质异常的研究是概略性的,主要通过区域地质调查来查明其分布区段,其中页岩的发育是背景异常的关键指标。