页岩气成藏条件分析_以美国页岩气盆地为例
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。
页岩气成藏条件综述
页岩气成藏条件综述【摘要】以美国典型页岩气盆地的页岩气成藏条件为基础，结合国内学者讨论，归纳出页岩气成藏条件包括：生烃条件（沉积环境、有机质类型、丰度、成熟度、单层厚度）、储集条件（孔隙度、渗透率、裂缝发育程度、矿物成分）、盖层及保存条件（构造运动强度、地层水条件）以及地层压力和埋深等，有利的页岩气成藏指标的下限【关键词】页岩气；成藏条件；有机质含量；成熟度0.引言页岩气是指天然气在富有机质泥页岩中生成之后，在层内以吸附或游离状就近富集，表现为“原地成藏”特征[1]。
页岩气勘探、开发始于美国，1821年在纽约Chautauqua县泥盆系Dunkirk页岩中钻下第一口页岩气井，产出可照明天然气[2]。
近年来，国内学者对页岩气成藏条件也进行了一些讨论[3-4]，但不够全面。
本文通过对美国典型页岩气盆地的页岩气成藏条件进行分析，结合国内学者讨论，总结页岩气成藏条件、成藏控制因素及下限指标。
1.烃源条件1.1沉积环境沉积环境从根本上控制和决定了页岩发育的厚度、有机质类型和丰度，所以我们应该把它作为分析页岩烃源条件的前提。
通常安静、缺氧还原的水体对有机质的保存有利，例如，在海相中，浅海陆棚环境最适合富有机质泥页岩的形成，四川盆地的寒武系筇竹寺组及志留系龙马溪组页岩均属深水陆棚相沉积[5]，已发现大量页岩气资源。
1.2有机质类型裂缝不仅可作为页岩气的聚集场所，还可作为页岩气的运移渠道。
裂缝有助于吸附气的解析，增加游离气的含量[2]。
李登华（2009）认为真正对页岩储层起到改善作用的是微裂缝，而不是宏观裂缝[3]。
对热成因型的页岩气藏而言，宏观裂缝会导致页岩气的逸散，对其保存不利；对于生物成因气藏而言，断裂越多，地层水活动性越强，生成的生物气量反而越大[3]。
2.2岩石学特征当页岩中脆性矿物含量越高时，越易形成天然裂缝和人工诱导裂缝。
北美主要页岩气产层的石英含量一般在20%～75%之间（表1），对于具有商业开发价值页岩而言，脆性矿物含量一般高于40%，石英含量大于30%[8]。
页岩气及其成藏条件概述
页岩气及其成藏条件概述2010年7月，在四川川南地区中国石油集团公司第一口页岩气井（威201井）顺利完成加砂压裂施工任务，标志着中国石油集团公司进入了页岩气的实战阶段。
页岩气是一种非常规天然气资源，其储量巨大，有关统计表明全球页岩气资源量约为456.24×1012m3。
较早对页岩气进行研究的是美国和加拿大，这些国家在勘探和开发中都取得了丰富的成果，形成了较为完备的页岩气系统理论，进入了快速的发展阶段；而我国对页岩气的勘探开发还在初级阶段，研究相对程度相对落后，但我国页岩气资源量也十分丰富（预测为30-100×1012m3）。
据有关专家介绍，随着我国经济发展对油气资源的需求，页岩气将是我国今后油气资源勘探和开发的重点。
1 页岩气及其特点1.1 页岩气储量从世界范围来看泥、页岩约占全部沉积岩的60%，表1 世界较大页岩气储量地区表(×1012m3)其资源量巨大。
全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋地区、拉美、前苏联等地区（表1）在我国的松辽盆地白垩系、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的分布。
其中，四川盆地的古生代海相沉积环境形成的富有机碳页岩与美国东部的页岩气盆地发育相似。
仅四川川南威远、泸州等地区的页岩气资源潜力（6.8-8.4×1012m3）,相当于整个四川盆地的常规天然气资源的总量。
1.2 页岩气及特点页岩是由固结的粘土级的颗粒物质组成，具有薄页状或薄片层状的一种广泛分布的沉积岩。
页岩致密且含有大量的有机质故成暗色（如黑色、灰黑色等）。
在大多数的含油气盆地中，页岩既是生成油气的烃原岩也是封存油气的盖层。
在某些盆地中，如果在纵向上沉积较厚（几十米-几百米），横向上分布广泛（几百-几万平方公里）的页岩同时作为了烃原岩和储集岩，且在其内聚集了大量的天然气，那就是页岩气。
北美典型页岩气藏岩石学特征_沉积环境和沉积模式及启示
第29卷 第6期2010年11月地质科技情报Geolog ical Science and Technolog y InformationVol.29 No.6Nov.2010北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和收稿日期:2010 04 27 编辑:杨 勇基金项目:国家自然科学重点基金(石油化工联合基金)项目(40839910);中国石油化工股份有限公司科研项目(J 1407 09 KK 0157)作者简介:杨振恒(1979 ),男,工程师,主要从事石油地质综合研究工作。
E mail:yan gzhen hen g2010@沉积模式及启示杨振恒,李志明,王果寿,腾格尔,申宝剑(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151)摘 要:北美典型页岩气藏赋存的泥页岩主要为细颗粒沉积,呈暗色或黑色薄层状或块状产出。
页岩气储层无机矿物成分中硅质含量较高,含有黄铁矿、磷酸盐矿物(磷灰石)、钙质和黏土矿物。
具有相对高有机质质量分数,代表了富有机质的缺氧的沉积环境。
不含或者含较少的陆源碎屑输入。
有机质类型以 和!型干酪根较为常见。
生物化石碎片在页岩层中比较常见,化石碎屑的类型多样化。
重点剖析了福特沃斯盆地Barnett 页岩的沉积发育模式,福特沃斯盆地是一狭长的前陆盆地,主要沉积区离物源区较远,Barnett 页岩沉积于较深的静水缺氧环境,沉积速度缓慢(饥饿性沉积),最终形成富含有机质的Barnett 页岩。
常见生物化石碎片,但缺少生物扰动遗迹,推测盆地中大部分的生物化石为外部输入的结果。
上升流作用致使磷酸盐矿物(磷灰石)发育。
北美典型页岩气藏的岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积发育模式可以用来指导我国页岩气勘探,黔南坳陷下寒武统黑色高碳质页岩系、二叠系吴家坪组和四川广元 绵竹地区下寒武统泥页岩具有和北美典型页岩气藏可类比的岩石学特征、沉积环境和沉积模式,可作为页岩气勘探的优选区域。
页岩气特点及成藏机理
页岩气特点及成藏机理---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源，随着能源资源的日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，其重要性已经日益突出。
随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开，正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识，对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。
1.概况页岩气（shale gas）是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，与“煤层气”、“致密气”同属一类。
其形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。
2.特点2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间；以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地的有利目标。
页岩气的资源量较大但单井产量较小，美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。
2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点，盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区，页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。
2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征，当发生构造升降运动时，其异常压力相应升高或降低，因此页岩气藏的地层压力多变。
2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。
但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。
3.成因通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。
生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。
美国页岩气资源的概况
结论
• 烃源岩排烃、成藏低效，意味残留烃高效，页 岩气潜在资源量十分丰富；
• 常规油气的生、储、盖、运、圈、保成藏条件 相互配置关系复杂，勘探难度大；页岩气藏基 本无需运、圈、1/2保，勘探难度相对“小”； 但开发技术含量高。
• 以烃源岩TOC体预测为基础，页岩气地球物理 综合预测值得探讨。
致谢： 感谢西弗吉尼亚大学教授Tim Carr 给予的交流、访问与合作。
0.156R 0.157N 0.104t 0.055 6.019 TOC 2.182 文昌组泥岩 n=158 r=0.751
6.5m 5.5m
3m 4m 3m
12m
烃源岩TOC体定量预测技术
分析样品 实测TOC点 测井资料 测井参数
（国家专项研究 2008ZX05023-01阶段成果）
• 气页岩岩石物理特征
－－以Marcellus页岩为例
• 岩石露头颜色深、 • 宏观上，水平层理与垂向裂缝发育、 • 露头张性垂向裂缝，应与地下水力压裂产生的垂向裂缝类似
Tim,2009
Nanopores
Darker Areas – Higher TOC
~10 µ m
• 微观上，纳米级微孔隙发育，有机质含量越 高，微孔隙越发育。
• 伊利石－品红色 • 蒙脱石－绿色 • 伊利石能够使孔 隙度增加 4%
与砂岩储层不完全相同，页岩中Sw阿尔奇公式需要校正： 粘土矿物校正可通过铀含量校正进行
阿尔奇公式：
页岩含水饱和度阿尔奇公式：
Sw= 含水饱和度 Swu=页岩含水饱和度 Rw= 水的电阻率 Rt= 真电阻率 U = 铀含量 ppm Φ = 孔隙度
Arkoma Woodford Antrim Fayetteville Fort Worth Barnett
美国Haynesville页岩气藏地质特征分析
（ ３ ）Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ页岩 德 自然裂 缝 的走 向与墨 西 哥 湾 边缘 平 行 ，其 走 向沿 德 克 萨斯 州 东 部 向东 北 或
东至 东北 方 向 。
（ ４ ）Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ页岩 气藏 有 ２个沉 积 中心 ，页 岩 厚 度均 较 大 ，为持 续 的 深水 区域 并 被包 围在 优 先 聚积 碳 酸盐 的浅 水 区域 中 ，具 有 良好 的勘探 前 景 。
［ 参 考文 献］
［ １ ］ Ｍｏ ｎ ｔ ｇ ｏ ｍｅ ｒ ｙ Ｓ Ｉ ，Ｋａ ｒ ｌ ｅ ｗｉ ｃ ｚ Ｒ，Ｚ ｉ ｅ ｇ ｌ ｅ ｒ Ｄ ． Ｕｐ ｐ ｅ ｒ Ｊ ｕ ｒ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ｒ ｅ ｅ ｆ ｐ ｌ ａ ｙ ， Ｅａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ：Ａｎ ｕ ｐ ｄ ａ ｔ ｅ ｄ ｏ ｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ：Ｐ ａ ｒ ｔ ２ ．Ｉ ｎ ｂ ｏ ａ ｒ ｄ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ［ Ｊ ］． ＡＡＰ Ｇ Ｂ ｕ ｌ ｌ ｅ ｔ ｉ ｎ ，１ ９ ９ ９ ，８ ３ ：８ ６ ９ — ８ ８ ８ ．
的模式 （ 即具 有高 含气 比率和产 气 量快 速下 降 的特 征 ）可 以部 分反 映其 存 在 自然 裂 缝 的状 态 。同 时 ，
从 德克 萨 斯州 东部 侏 罗纪 卡顿 河裂 谷和 石炭 纪特 拉维 斯致 密砂 岩 气这 种较 新 的产层 单元 中 ，可 以得知 渗
透 性 与 自然裂 缝发 育 的相 关性 ，且 这些 裂缝 与 墨西哥 湾边 缘平 行 ，即沿德 克 萨斯州 东部 向东 北或 东至 东
［ ２ ３ Ｓ ｔ ｅ ｗａ ｒ ｔ Ｓ Ｋ． Ｓ ｍａ ｃ ｋ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｈａ ｙ ｎ ｅ ｓ ｖ ｉ ｌ ｌ ｅ ｆ ａ ｃ ｉ ｅ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｓ ｉ ｎ ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ［ Ａ］ ． Ｔｈ ｅ Ｊ ｕ ｒ ａ ｓ ｓ ｉ ｃ ｏ ｆ ｅ ａ ｓ ｔ Ｔｅ ｘ ａ ｓ［ ｃ ］ ．Ｅ ａ ｓ ｔ
页岩气成藏机理及气藏特征
页岩气成藏机理及气藏特征页岩气是泛指赋存于富含有机质的暗色页岩或高碳泥页岩中，主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。
在埋藏温度升高或有细菌侵入时，暗色泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和矿物表面，在一定地质条件下就近聚集，形成页岩气藏。
从全球范围来看，页岩气拥有巨大的资源量。
据统计，全世界的页岩气资源量约为456.24xl0i2m3，相当于致密砂岩气和煤层气资源量的总和，具有很大的开发潜力，是一种非常重要的非常规资源［1-6］。
页岩气资源量占3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，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区，与常规天然气相当。
页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。
1.1 页岩气成藏机理1.1.1成藏气源页岩气藏的生烃、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。
研究表明，烃源岩中生成的烃类能否排出，关键在于生烃量必须大于岩石和有机体对烃类的吸附量，同时必须克服页岩微孔隙强大的毛细管吸附等因素。
因此，烃源岩所生成的烃类只有部分被排出，仍有大量烃类滞留于烃源岩中。
北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源，即生物成因、热成因以及两者的混合成因。
其中以热成因为主，生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中，如Michigan盆地Antrim生物成因页岩气藏及Illinois盆地NewAlbany混合成因页岩气藏［2l］。
1.1.2成藏特点页岩气藏中气体的赋存形式多种多样，其中绝大部分是以吸附气的形式赋存于页岩内有机质和黏土颗粒的表面，这与煤层气相似。
游离气则聚集在页岩基质孔隙或裂缝中，这与常规气藏中的天然气相似。
因此，页岩气的形成机理兼具煤层吸附气和常规天然气两者特征，为不间断充注、连续聚集成藏（图l-l）。
有机质和黏土颗粒气体流入气体进入最终形成表面吸附与解吸页岩基质孔隙天然裂缝网络页岩气藏图1-1页岩气赋存方式与成藏过程示意图在页岩气成藏过程中，随天然气富集量增加，其赋存方式发生改变，完整的页岩气藏充注与成藏过程可分为4个阶段。
美国Appalachian盆地Marcellus页岩气藏开发模式综述
万方数据
美国Appalachian盆地Marcellus页岩气藏开发模式综述
作者：夏永江， 于荣泽， 卞亚南， 张晓伟， 齐亚东， XIA Yong-jiang， YU Rong-ze， BIAN Ya-nan，ZHANG Xiao-wei， QI Ya-dong
作者单位：夏永江,XIA Yong-jiang(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国石油勘探开发研究院廊坊分院,廊坊065007)， 于荣泽,卞亚南,张晓伟,YU Rong-ze,BIAN Ya-nan,ZHANG Xiao-
wei(中国石油勘探开发研究院廊坊分院,廊坊,065007)， 齐亚东,QI Ya-dong(中国石油勘探开发研究
院,北京,100083)
刊名：
科学技术与工程
英文刊名：Science Technology and Engineering
年，卷(期)：2014,14(20)
引用本文格式：夏永江.于荣泽.卞亚南.张晓伟.齐亚东.XIA Yong-jiang.YU Rong-ze.BIAN Ya-nan.ZHANG Xiao-wei.QI Ya-dong美国Appalachian盆地Marcellus页岩气藏开发模式综述[期刊论文]-科学技术与工程 2014(20)。
页岩气“三元”成藏模式初探
页岩气“三元”成藏模式初探王亚青【摘要】页岩气藏本质上是游离气和吸附气处于动态平衡状态下以泥页岩为储集层的特殊类型的天然气藏.页岩层缝洞孔隙中的游离气在保存条件不佳的情况下容易散失,游离气和吸附气的动态平衡决定了吸附气也会转变成游离气而散失掉.多年的页岩气勘探实践证明,并不是具有巨厚的暗色泥岩层就会形成页岩气藏,页岩气成藏需要3个必要的成藏要素,即气源层、储集层和保护层.三者的有机组合共同组成页岩气的“三元”成藏模式.中国页岩气尚处于初期勘探阶段,存在许多待突破的难题.随着科学技术的进步,中国页岩气的勘探和开发一定会在不断探索中取得更大的成绩.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)003【总页数】3页(P255-257)【关键词】页岩气;气源层;储集层;保护层;三元成藏;成藏模式【作者】王亚青【作者单位】中国海油研究总院,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE112.41页岩气藏本质上是一个游离气、吸附气处于动态平衡状态下以泥页岩为储集层的天然气藏。
游离气的存在决定了页岩气需要缝洞孔隙等储集空间，也决定了游离气在缺少保护层和保存条件的情况下容易散失。
存在于黏土和有机质中的吸附气和游离气时刻保持着动态平衡，这也决定了吸附气也会随时转变成游离气而散失掉。
美国是最早进行页岩气研究和开采的国家，并取得巨大成功，截至2011年，页岩气产量占美国天然气总产量的25%[1]，在一定程度上改变了美国的能源结构，并对世界油气勘探产生了重要影响，激发了加拿大、中国等国家对本土页岩气勘探开发的热潮。
研究认为，中国页岩气资源丰富，其形成的地质条件和美国具有可类比性，但也具有自己的特点[2-5]。
从地质条件上看，中国页岩气大致可以分为以下几种类型：中高演化程度的海相型、陆相型以及低演化程度的生物气型。
海相型主要以中国南方和中国西部广大区域为主，陆相型主要以中西部和东部陆相盆地为主。
生物气型以柴达木盆地等存在低成熟生物气的盆地为主[6]。
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。
页岩气储集特征及成藏意义分析
841 页岩气特点1.1 页岩产气机理及赋存形式从生产机理看，页岩气与煤层气的形成十分相近，要经历生成、吸附和逃离过程。
第一阶段，在生物作用下，有机物质达到生成油气的门限而生成页岩气，最初会吸附在岩石颗粒和有机质表面，主要以吸附态存在，整体含量较低，与煤层气有类似的富集成藏机理。
第二阶段，页岩气的含量会随着其持续生成而升高，最后形成异常压力，当这一压力值达到或是超过岩石的抗压极限值，岩石会变薄，生成小规模裂缝，在异常高压驱动下，天然气会被驱动而排出，最后聚集在裂缝孔隙。
这一阶段异常高压是排驱天然气的动力，受到的浮力作用较小，只有非常微弱的运移，表现为近缘聚集成藏特征，类似于根缘气形成机理。
天然气量的持续增加会使得游离相天然气无法完全存在于孔隙空间，在高压驱动下出现逃逸。
如果出现合适的输导体系，受浮力影响而表现为常规天然气相同的置换式运移，此时，进入到第三个成藏阶段。
页岩气藏有着明显的复合特性，在页岩气的形成机理研究方面应借助煤层气吸附机理、溶解气变化规律、常规天然气置换式成藏机理以及根缘气的活塞式机理等多方面资料。
1.2 页岩气成因相关研究文献显示，页岩气主要是通过生物成因气和裂解成因气2种方式获得。
在裂解成因气方面，主要包括了3个途径：其一是干酪根通过分解形成沥青和气体；其二，在高温作用下，沥青分解为气体和石油；其三，得到的石油发生二次裂解而生成气体。
美国FrotWroth盆地的Barnet页岩气的成因主要是二次裂解。
生物成因气主要是在成岩阶段，生物细菌降解过程中会形成气体，也可能是因为油气后期改造而形成生物气。
在实际开发过程中可发现，页岩气不是单一的生物成因气或裂解成因气，二是两者的混合。
在美国Antrim 页岩气中，既包括了细菌生产代谢形成的生物成因气，也包括了干酪根成熟过程中生成的页岩气。
2 成藏条件生、储、盖、圈、运、保是油气成藏的6个基本因素，对页岩气的成藏条件分析可从页岩气的气体来源、分布特点、运移条件、圈闭条件、盖层条件以及储集介质几个方面进行。
北美页岩气资源形成的地质条件
3本文受到中国石油天然气集团公司科技攻关项目(编号:2008B 20502)的资助。
作者简介:李新景,女,博士;现主要从事石油地质综合研究、页岩气资源评价与选区工作。
地址:(100083)北京市学院路20号910信箱中国石油勘探开发研究院资源规划所。
电话:(010)62098666。
E 2mail :xinjingli @北美页岩气资源形成的地质条件3李新景1 吕宗刚2 董大忠1 程克明11.中国石油勘探开发研究院2.中国石油西南油气田公司蜀南气矿 李新景等.北美页岩气资源形成的地质条件.天然气工业,2009,29(5):27232. 摘 要 Fort Worth 盆地Barnett 页岩气藏的成功开发,极大地推动了全球页岩气勘探开发进程。
分析北美地区已开发页岩气聚集区带油气地质特征,了解区域地质背景,有助于建立页岩气富集模式、寻找有效页岩气储层、确定“甜点”边界、提高采收率等。
研究表明,北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系—密西西比系富集多种成因、多种成熟度页岩气资源,页岩产层通常是含油气系统中主力烃源岩,尤以受上升洋流影响、具有低能还原环境的海进体系域黑色页岩(腐泥型—混合型干酪根)为佳。
沉积环境和热成熟度是页岩气富集区带主要控制因素,裂缝网络发育程度决定能否获取丰厚的商业价值。
因此,古气候、古地理条件以及沉积环境、构造作用等因素的综合,使得北美页岩气资源形成并不断得到有效开发。
关键词 北美 页岩气 地质特征 储集层 有机质丰度 烃源岩 富集区 DOI :10.3787/j.issn.100020976.2009.05.006 统计表明,高产且经济效益好的页岩气储层往往分布面积广、埋深适中、厚度大(大于30m )、有机质丰度高(TOC >2%)、成熟程度适中(R o 介于1.1%～2.5%)、含气量较高(3～10m 3/t )、产水量较少、黏土含量中等(小于40%)和脆性较高(即低泊松比、高杨氏弹性模量)以及围岩条件有利于水力压裂控制。
中美页岩气成藏条件_分布特征差异研究与启示
［收稿日期］2012－04－06［基金项目］中国工程院重大咨询研究项目“我国非常规天然气开发利用战略研究”（2011－ZD －19－2）［作者简介］李建忠（1968—），男，河南辉县市人，教授级高级工程师，主要从事油气资源评价和规划部署研究；E －mail ：lijizh@petrochina．com．cn中美页岩气成藏条件、分布特征差异研究与启示李建忠，李登华，董大忠，王社教（中国石油勘探开发研究院，北京100083）［摘要］美国页岩气大多为海相热成因型，产气页岩主要分布在前陆和克拉通盆地的泥盆—石炭系，埋藏深度一般为1500 3500m 。
我国页岩分为海相、海陆过渡相与煤系、湖相三类，其中海相页岩主要发育在坳拉槽和克拉通盆地的下古生界，富有机质集中段分布稳定，热成熟度偏高，有较高的含气量，勘探前景最好；海陆过渡相与煤系页岩主要发育在大型坳陷和前陆盆地，层系以石炭系—侏罗系为主，没有明显的富有机质集中段，含气量差别较大，勘探潜力有待落实；湖相页岩主要发育在中、新生代陆相盆地，富有机质集中段厚度大，成熟度较高的凹陷中心区可能具有一定资源前景。
预测我国页岩气勘探将经历较长的探索期，未来年产量可达500亿 600亿m 3规模。
［关键词］页岩气；成藏条件；分布特征；富有机质页岩；中美对比；启示［中图分类号］TE132．2［文献标识码］A ［文章编号］1009－1742（2012）06－0056－081前言美国是全球页岩气发现最早、开发最成功的国家。
1821年，第一口商业性页岩气井完钻，比第一口油井早38年［1］。
但因产量低、效益差，页岩气开发进展缓慢，直到1999年美国页岩气产量才突破100亿m 3。
21世纪以来，随着水平井钻探和分段压裂技术日臻成熟，美国页岩气勘探开发取得突破性进展，产量进入快速增长期。
2005年美国页岩气产量突破200亿m 3，2008年突破600亿m 3，2009年，在页岩气的助推下，美国超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。
页岩气成藏机理研究新进展
页岩(shale)是由粒径小于0. 0039 mm的细粒碎屑、粘土、有机质等组成，具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，亦即美国所称的粒径小于0. 0039 mm的细粒沉积岩。
美国一般将粒径<0. 0039mm的细粒沉积岩统称为页岩富有机质页岩是形成页岩气的主要岩石类型，富有机质页岩主要包括黑色页岩与炭质页岩页岩气(shale gas或gas shale)是从富有机质页岩地层系统中开采的天然气{John, 2002; US Department of }:nergy, et al.，2009 ; Boyer et al,，2006)。
按成因机制，页岩气是以吸附或游离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中，自生自储、连续聚集的天然气藏。
在页岩气藏中，富烃页岩一般既是天然气的储集层，又是天然气的源岩。
富有机质页岩烃源岩可大量(可高达总生烃量的50%左右)滞留油气。
形成可供商业开采的页岩气。
2.富有机质页岩沉积环境页岩可形成于陆相、海相及海陆过渡相沉积环境中。
富有机质黑色页岩形成，需要具备两个重要条件：一是表层水中浮游生物发育，生产力高；二是具备有利于沉积有机质保存、聚集与转化的条件。
水循环受限的滞留海（湖）盆、陆棚区台地间的局限盆地、边缘海斜坡与边缘海盆地中，由于水深且盆地隔绝性强，水体循环性差，容易形成贫氧或缺氧条件，是发育黑色页岩的有利环境。
综合研究认为，黑色富有机质页岩主要形成于缺氧、富H2S的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中(姜在兴，2003;张爱云等，1987)。
摘要:在调研了国内外页岩气研究成果的基础上，系统地研究了页岩气藏基本特征，分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素，并针对页岩气藏特殊的成藏特征，探讨了相应的识别方法和资源评价方法。
研究表明，页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层而积大、连续分布、形成温度及埋深范围广，赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等特征;页岩气成藏具有过渡特点，兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ELS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识2页岩气成藏机理页岩气成藏可能形成于油气生成的各个阶段，具有典型的“混合型”特征}1}}。
页岩气成藏的地质条件
探讨页岩气成藏的地质条件【摘要】页岩气藏不同于常规气藏，页岩既是源岩也是储层，烃类气体主要以吸附状态赋存在干酪根和粘土颗粒的表面。
一般情况下，页岩气藏需要人工压裂才能进行工业生产。
大多数产气页岩具有分布范围广、层厚、普遍含气等特点，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
【关键词】页岩气非常规气藏成藏地质条件1国内外研究现状页岩气勘探生产和开发研究最早开始于美国，1821年第一口页岩气井钻于纽约chautauga县泥盆系dunkirk页岩，虽然只有8.2m 深，但也产出了能够用于照明的天然气[1]。
目前，美国已经拥有超过39500口页岩气井，到2005年年底页岩气总产量大约是6 000×108ft。
／年，占美国总天然气产量的8%，而美国页岩气总资源量估计在(500～600)×1012ft3范围内。
全球有许多盆地都具有生产页岩气的潜力，但除了美国以外还没有见到有关页岩气商业化开采的报道，目前人们对于页岩气勘探开发理论的了解仅限于美国几大页岩气井的成功开采经验。
但随着世界能源消费量的猛增和供需矛盾的日益突出，页岩气潜在的巨大资源已引起了许多国家地质学者的普遍重视。
我国在许多地区有巨厚的泥页岩沉积并有良好的生油条件，是具有形成页岩气藏的条件的，因此在泥页岩中寻找油气资源应引起足够的重视。
本文主要以美国页岩气的勘探开发资料为依据，探讨了页岩气成藏的基本地质条件。
2页岩气的成藏特征2.1盖层。
页岩超低的孔渗性使得页岩气对于盖层的要求不像常规气藏那么苛刻，由于页岩的颗粒比较致密，它本身就可以作为页岩气的盖层。
在盆地发育过程中，页岩盖层的质量极不稳定。
页岩在中一高成熟阶段显示为渗漏的，并且有石油和热成因气生成，排驱到周围地层中遇到其它合适的盖层重新聚集。
所以，页岩气的盖层多变，既包含页岩本身(阿巴拉契亚盆地和福特沃斯盆地)，也包括页岩周围的细粒致密岩层。
2.2页岩气的储集特征与常规气藏的成藏规律不同，页岩既可以是源岩也可以是储层，甚至可以充当圈闭和盖层。
页岩气国内外研究现状及存在问题
页岩气国内外研究现状及存在问题前言页岩气是当今油气藏勘探的前沿领域，也是新近石油地质研究的热门课题。
有的学者甚至用“炙手可热”来形容目前美国页岩气的勘探开发热潮。
美国页岩气的勘探与开发已完全商业化运作，其勘探开发技术处于绝对领先地位，除加拿大外，中国及其他国家才刚刚起步，下面简单回顾一下美国页岩气历史，美国第一口商业性页岩气井是由WiliamHart于1825年在纽约弗雷多尼亚开钻，这也是世界上第一口商业性页岩气井，位于泥盆纪页岩中，1970年代晚期至1980年代早期，美国开始实施页岩气工程（EGSP），开始了大量的地质评价工作和钻探工作，1981年，Barnett页岩第一口发现井开钻，并注入CO2、N2聚合物流体，1991年，在Barnett页岩中钻探第一口水平井，1997年，聚合物注入持续减少，而首次采用水力压裂造缝，1998年Devon能源公司在特克萨斯东部试用压裂技术，2001年首次运用微震作构造裂缝图，2003年，Barnett页岩页岩气获得成功，这得益于水平钻井和压裂技术。
2003年，实施了穿过Marcellus 页岩至志留系地层的钻探，未取得有效成果，但表明Marcellus很有希望，果然在2004年，Marcellus页岩取得圆满成功，美国页岩气产量快速增长。
据分析中国页岩气具有良好的勘探前景,中国对页岩气的勘探研究也在逐步展开。
在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地均有页岩气成藏的地质条件。
随着我国国民经济的快速发展，对石油天然气的需求日益增长，据专家估计，以我国目前的经济发展态势，10年后我国对油气的年消费将由目前的4亿多吨增加到6--8亿吨，油气进口的大幅提高存在诸多风险，因此，要做好立足国内的充分准备，而依靠常规油气藏的勘探难以满足需求，非常规油气特别是煤层气、页岩气的勘探将会日益重要，2009年美国的页岩气产量已经突破1000亿方，极大地增加了我国寻找页岩气的信心。
美国密歇根盆地安特里姆页岩气区带成藏特征
美国密歇根盆地安特里姆页岩气区带成藏特征李茗，吴洁（中国石化勘探开发研究院，北京100083）摘要：安特里姆页岩广泛覆盖在北美古大陆的中下泥盆统之上，其中，生物成因的天然气富集于埋深浅、欠压实、富含有机质的页岩储集层内，气体多被有机质和黏土吸附。
诺伍德段和拉钦段有机质含量最高，为区带内最主要的页岩气勘探层。
对密歇根盆地的安特里姆页岩气区带的烃源岩及其厚度、物性特征、矿物含量以及裂缝系统和成藏作用进行了探讨，并对区带的勘探潜力进行了评价。
该区安特里姆页岩经历较深的埋深后又被抬升遭受大气淡水淋滤，在适宜的条件下生成生物气并成藏。
安特里姆页岩气成藏特征的研究将会对中国页岩气勘探有所裨益。
关键词：密歇根盆地；安特里姆页岩气区带；生物成因气；成藏特征；潜力评价文章编号：1001-3873（2014）04-0491-04中图分类号：TE112.43文献标识码：AThe Reservoir Characteristics of Antrim Shale Gas Play in Michigan Basin, USALI Ming, WU Jie(Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Sinopec, Beijing 100083, China)Abstract: The Antrim shale gas play that is composed of such four sections as Norwood, Paxton, Lachine and Upper Member widely cover s above the Middle⁃Lower Devonian in North America’s ancient continent, where the biogenic gas is mainly distributed in the shallow, under⁃compaction and organic⁃rich shale reservoirs and usually absorbed by the organic matter and clay. The Norwood and Lachine sections have the highest contents of organic matter as major zones for shale gas exploration in this area. This paper analyzes the source rock, thickness, physical property, mineral content, fracture system and its reservoir⁃forming role of this play, and then evaluates its explorati v e potentials. It is concluded that it is easy to generate biogas if the shale gas is deposited in deeper depth, then uplifted and suffered air and fresh water leaching, followed by forming the gas accumulation under suitable geological conditions. This study will be helpful for China’s shale gas exploration in the future.Key Words: Michigan basin; Antrim shale gas play; biogenic gas; reservoir feature; potential evaluation美国安特里姆（Antrim）页岩气区带所在的密歇根盆地是典型的克拉通盆地，页岩气区带位于西北部的安特里姆郡一直到东北部的阿尔克纳（Alcon a）郡，长约145 km，宽约42 km，总面积约10 117 km2（图1）。