页岩气及其成藏特征
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。
5.15 页岩油气藏
第五章油气聚集与油气藏的形成5.15 页岩油气藏页岩油气藏是赋存于富含有机质的页岩地层中、自生自储、大面积连续型油气聚集，是烃源岩中油气原地大规模滞留的结果。
页岩油气包括：纯泥页岩中的油气，泥页岩层系中的粉砂岩、碳酸盐岩等薄夹层（小于2米）中的油气。
实际上，页岩油藏或页岩气藏是具有一定规模并含有商业性开采价值油或气的页岩储集体。
页岩油气未经过大规模二次运移，以游离态和吸附态存在。
目前研究较多的是页岩气。
一、页岩气藏基本特征页岩气藏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聚集。
包括赋存于纯泥页岩和粉砂岩、碳酸盐岩等薄夹层中的天然气。
一、页岩气藏基本特征源储一体，原地滞留：页岩既是源岩，也是储集层，还可作为盖层，自身形成封闭储集体。
储层致密、裂缝发育：纳米级孔隙，微裂缝发育吸附和游离态为主：以吸附或游离态赋存于页岩基质孔隙或页岩裂隙系统内。
大面积分布，无明显圈闭界限：分布范围与有效源岩面积相当，具有分布面积大、隐蔽圈闭为主等特点。
地层压力大、易于流动开采：压力系数>1.2，能量充足。
无自然产能，需大型压裂开采：非达西渗流，解吸、扩散、渗流等相态与流动机制转化。
二、页岩气成藏条件1. 烃源条件●有机质含量高：TOC一般为1.5～20%，富集高产区TOC>2%-3%；●有机质类型：Ⅰ、Ⅱ型为主，III型较少；●热演化程度高：富集高产区Ro>1.4%，尤以Ro>2.0%为主体。
●埋深： 76 ~ 2439m ，一般762m ~ 1372m●厚度： 一般大于50m 2. 储层条件（邹才能等，2012）二、页岩气成藏条件●孔隙度及渗透率：低孔隙度（<10%），低渗透率（通常<0.001×10-3μm 2）；纳米级孔隙是重要的储集空间●裂缝：提供页岩气聚集空间，提高渗透率；天然裂缝可有利于页岩气产出3. 圈闭及封盖保存条件无明显圈闭界限，富集仍需区域性盖层和顶底板等良好的封闭条件。
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。
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气是一种新兴的天然气资源，是通过对页岩中的天然气进行开采和利用而获得的一种天然气资源。
页岩气的开发相对比较复杂，需要对储层进行改造和优化，才能够有效地进行开采。
页岩气储层具有特殊的地质特征，对储层改造的影响也比较显著。
页岩气储层主要特征1. 低孔隙度和低渗透性：页岩气储层的孔隙度和渗透率相对较低，通常都处于0.1%~8%之间，渗透率也较低，通常在0.1md以下。
这意味着气体在储层中的运移难度较大，对储层改造带来了一定的困难。
2. 粘土矿物质含量高：页岩储层中含有大量的粘土矿物质，这些粘土矿物质往往会堵塞孔隙和裂缝，影响气体的运移和储层改造。
3. 复杂的裂缝结构：页岩气储层中常常具有复杂的裂缝结构，这些裂缝可以是天然形成的，也可以是在水力压裂过程中形成的。
这种裂缝结构对储层改造和增产具有重要的影响。
对储层改造的影响1. 水力压裂技术的应用：由于页岩气储层孔隙度低、渗透率小，传统的天然气开采技术难以满足开采需求，因此需要采用水力压裂技术对储层进行改造。
水力压裂技术可以有效地改善储层的渗透性和孔隙度，促进天然气的释放和运移，提高储层的产能。
2. 人工裂缝的形成：在页岩气储层开采中，人工裂缝的形成对储层改造至关重要。
通过水力压裂、酸洗和其他改造技术，可以在储层中形成一系列的人工裂缝，促进天然气的释放和运移，提高产能。
3. 改善气体运移途径：页岩气储层中由于粘土矿物质的存在，孔隙和裂缝常常会被堵塞，影响气体的运移。
需要采用合适的改造技术，改善气体的运移途径，减少堵塞，提高气体的采收率。
4. 降低开采成本：页岩气储层的开采成本相对较高，储层改造可以有效地降低开采成本。
通过改善储层的物性参数、提高储层的产能，可以降低钻井次数、减少材料和人工成本，降低开采成本。
页岩气储层改造是页岩气开采过程中非常重要的一环，对储层的改造和优化能够有效地提高储层的产能、降低开采成本、提高开采效率。
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。
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气是一种非常重要的天然气资源，其储层特征对于气田开发和储层改造具有重要的影响。
本文将从页岩气储层的主要特征入手，探讨其对储层改造的影响。
页岩气储层主要特征页岩气储层是指那些以页岩作为主要储层岩性的天然气储层，其主要特征包括低孔隙度、低渗透度、高含气量和复杂裂缝网络。
具体来说，页岩气储层的孔隙度往往在1%以下，渗透度也极低，常常在0.1mD以下，这使得气体在储层中难以流动并且难以开采。
与此页岩气储层中的含气量通常很高，可以达到数十亿立方米/平方千米的级别，这为页岩气的大规模开采提供了可观的资源。
页岩气储层中的裂缝网络也是其重要特征之一。
裂缝是指在地质岩石中由于断裂或者拉伸形成的一系列细小裂缝，而页岩气储层中的裂缝网络非常复杂且密集，这为气体的迁移和储集提供了通道和空间，也为储层改造提供了挑战。
由于页岩气储层的特殊性，对其进行开发和储层改造是一项复杂而艰巨的任务。
储层改造是指通过一系列工程措施，使得原本具有一定储集条件但不能直接商业开采的油气储层具备商业开采条件的过程。
页岩气储层的特征对储层改造具有重要的影响，主要表现在以下几个方面。
1. 裂缝治理对于页岩气储层而言，裂缝网络的存在是其开采的重要保障，但也是储层改造的挑战。
裂缝的存在使得气体在储层中的迁移和储集有了通道和空间，但也使得储层的压裂和改造变得更为复杂。
在储层改造过程中，需要对裂缝进行治理，以防止气体的大规模泄漏和储层的不稳定性。
裂缝治理涉及到地质勘探、地震勘探和地质力学等多个领域知识，需要综合利用多种技术手段，例如注水、注泥、注蜡、压裂等，以实现对裂缝的治理和控制，为储层的改造创造条件。
2. 压裂技术对于页岩气储层而言，压裂技术是一种重要的储层改造手段。
压裂技术是指通过人工方式，利用高压液体或气体将岩石打碎，形成裂缝或者扩大已有裂缝，从而提高岩石的渗透性和孔隙度，增加储层的可采储量和采收率。
对于页岩气储层而言，由于其孔隙度和渗透度较低，通常需要通过压裂技术来提高储层的可采性。
页岩气成藏条件及储层研究
吸附阶段
孔隙充填阶段
裂缝充填阶段
页岩气藏阶段
有机质和黏土颗粒表面吸附与解吸
气体流入页岩基质孔隙
气体进入天然裂缝网络
页岩气赋存方式与成藏过程示意图（据Ron McDonald，2002）
第十一页，共22页。
最终形成页岩气藏
页岩气藏特征
页岩气并不形成类似于常规油气的圈闭，具有自生自储、无气水界面、大面积低丰度连续成藏、低孔、低渗等特征，存在局部富集的“ 甜点”区。
40%。
第十八页，共22页。
（5）应力分析
储层研究
水平井的方向应与最大水平应力方向垂直 最大应力方向
水平井眼取向
第十九页，共22页。
水平井与裂缝不同方向的效果
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。
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。页岩气藏中吸附是气体得以 储存的主要机制。
第九页，共22页。
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
露头和断裂破坏区；
② 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；
③ 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。
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响
页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气储层是指由页岩岩性的地层中富集并产生的天然气储层，具有极高的含气量和丰富的资源潜力。
页岩气的储层主要特征包括储集岩性、孔隙结构、渗透率和孔隙度等方面，这些特征对页岩气的储层改造具有重要影响。
一、页岩气储层主要特征1. 储集岩性页岩气储层的储集岩性主要以页岩岩性为主，其岩石矿物组成以粘土矿物和石英为主，伴生有少量的长石、碳酸盐矿物和有机质。
页岩具有较高的压实度和较低的渗透率，且存在着较弱的全岩渗透性。
由于页岩自身的致密性和低渗透性，导致储层的气质分布不均匀，形成了特殊的储气机理。
2. 孔隙结构页岩气储层的孔隙结构主要由微观孔隙和裂缝构成，微观孔隙是指孔径小于0.1微米的孔隙，由于页岩的高压实度和低孔隙度，微观孔隙的孔隙度很低，裂缝是指因构造作用和地应力作用而形成的大于0.1毫米的天然裂缝，对页岩气的储层改造具有重要作用。
3. 渗透率页岩气储层的渗透率较低，一般在0.1md以下，主要受储层孔隙结构的影响，同时页岩气储层中存在大量的微细孔隙和裂缝，这些微细孔隙和裂缝能够提高页岩气的渗透率。
二、对储层改造的影响2. 孔隙度改造由于页岩气储层的孔隙度较低，通常需要采用多种方法进行孔隙度的改造，例如通过增加地层压力、提高地层温度、注入适当的酸性液体等方式，从而提高储层的孔隙度，增加气体的储集空间。
3. 裂缝改造页岩气储层中存在的裂缝对气体的固定和产能有着重要的影响，因此对裂缝的改造也是提高页岩气产能的关键。
通过注入适当的液体、施加水力压裂等方法，能够有效地改造页岩气储层中的裂缝，提高气体的产能。
页岩气勘探开发关键技术-页岩气的成藏过程及特征 精品
页岩气的成藏过程及特征页岩系统的地层组成：多为暗色泥页岩夹浅色泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩的薄互层。
在页岩系统中，天然气的赋存状态多种多样。
除极少量的溶解状态天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。
吸附状天然气与游离状天然气含量之间呈彼此消长关系，其中吸附状态天然气的含量变化于20 %～85 % 之间。
因此从赋存状态观察页岩气介于煤层吸附气（吸附气含量在85 % 以上）和常规圈闭气（吸附气含量通常忽略为零）之间（张金川等，2004）。
页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态烃类中的溶解作用机理以外，天然气从生烃初期时的吸附聚集到大量生烃时期的活塞式运聚，再到生烃高峰的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。
一、页岩气的成藏过程页岩气成藏作用过程的发生使页岩中的天然气赋存相态本身也构成了从典型吸附到常规游离之间的序列过渡，因而页岩气成藏机理研究具有自身的独特意义，它至少将煤层气(典型吸附气成藏过程) 、根缘气(活塞式气水排驱过程) 和常规气(典型的置换式运聚过程) 的运移、聚集和成藏过程联结在一起。
由于页岩气在主体上表现为吸附状态与游离状态天然气之间的递变过渡，体现为成藏过程中的无运移或极短距离的有限运移，因此页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义，在表现特征上具有典型的过渡意义。
页岩气的成藏过程可以划分为三个成藏阶段。
1．第一阶段（页岩气成藏阶段）该阶段是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离（图1－6 ①），具有与煤层气成藏大致相同的机理过程。
在天然气的最初生成阶段，主要由生物作用所产生的天然气首先满足岩石中有机质和粘土矿物颗粒表面吸附的需要，当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕出来的天然气则以游离相或溶解相进行运移逃散，条件适宜时可为水溶气藏的形成提供丰富气源。
页岩气藏的基本特征及其成藏机理
１ 页岩气藏 的基本特征
热化学能的转化， 热裂解气的大量生成使地层压力不断变大 ，
张金川等认为页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页 当压 力达 到 一 定 的 高度 ， 岩石 就 会 沿 着 薄弱 面 产 生裂 缝 ， 天 然
岩 中， 以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集 ， 是天 气 聚集 其 中就 容 易 形成 以游 离 态 为 主 的 工业 性 页岩 气藏 ，这 然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果 ， 表现为典型的“ 原 就构成 了挤压造隙式的运聚成藏特征。由于页岩气藏岩性多 地”成藏模式。页岩气的基本特征表现为含气饱和度分布范 为 暗色 泥 岩 和 浅色 粉 砂 岩 的 薄 互 层 ， 具有 Ｉ ＇ Ｌ Ｖ ｆ Ｌ Ｉ ＂ ＜ 渗 的特 点 ， 游
根据张金川等研究页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点除了天然气在孔隙水干酪根以及沥青中的溶解作用机理以外天然气生烃初期的吸附聚集到大量生烃期的活塞式运聚再到生烃高峰期的置换式运聚体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列
页岩气藏 的基本特征及其成 藏机理
梁
摘 要
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（ 长安 大学资 源学院 陕 西 ・西安
页岩气是 一种 以吸附或游离状态赋存于泥页岩中的非常规 能源。泥页岩具有特低孔特低渗的特点 它 的这
，
种特 点决定 了页岩 气藏具有 自生 自储 的成藏模 式， 其 既是烃源岩 ， 同时也是储层和盖层。 目前 中国 页岩 气 的开 发 正 处于初期 阶段， 面临着诸 多问题。为此， 了解页岩气藏的基本特征及其成藏机理对 页岩 气的开发具有重要的意义
围广 、 圈闭具有隐蔽性、 运移距离较短， 它既可以游离在岩石 离 态天 然 气 对 地 层水 的排 驱 方 式 为 活 塞式 整 体 排 驱 ，这 就 与
天然气、煤层气、页岩气成藏特征及成藏机理对比
面来对比研究常规天然气藏、煤层气藏以及页岩气藏的 成藏特征。
（１）气体来源。煤层气、页岩气和常规天然气都来自 于生物气或热成熟气，其中常规天然气还可以是原油裂 解气。
参考文献： 【１】王红岩，张建博等．中国煤层气富集成藏规律【Ｊ】． 天然气工业，２００４，２４（５）：ｌｌ～１３． 【２】张金川，徐波等．中国页岩气资源勘探潜力［Ｊ】． 天然气工业，２００８，２８（６）：１３６～１４０． 【３】陈更生，董大忠等．页岩气藏形成机理与富集规 律初探【Ｊ】．天然气工业，２００９，２９（５）：１７～２１． 【４】徐波等．页岩气和根缘气成藏特征及成藏机理对 比研究【Ｊ】．石油天然气学报，２００９，３１（１）：２６～３０． ［５】薛会等．天然气机理类型及其分布【Ｊ】．地球科学 与环境学报，２００６，２８（２）：５３～５７．
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参考文献(10条)
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8.徐波.郑兆慧.唐玄.郭华强.聂海宽.张培先 页岩气和根缘气成藏特征及成藏机理对比研究 2009(1)
9.王红岩;建博 中国煤层气富集成藏规律[期刊论文]-天然气工业 2004(05)
10.薛会.张金川.刘丽芳.卞昌蓉 天然气机理类型及其分布 2006(2)
页岩气
2 页岩气藏的成藏条件
2.1 烃源岩条件 页岩气的干酪根类型以II型为主，有机组分 页岩气的干酪根类型以II型为主，有机组分 以富氢显微组分富集，总体来看，以腐泥型以富氢显微组分富集，总体来看，以腐泥型-混合 型为主。( 型为主。(表1) 表1 美国含气页岩主要特征
2 页岩气藏的成藏条件
2.1 烃源岩条件 有机碳含量是页岩气聚集成藏最重要的控制 因素之一，有机碳含量和气体含量( 因素之一，有机碳含量和气体含量(包括总气体含 量和吸附气含量) 有很好的正相关关系( 2).美 量和吸附气含量) 有很好的正相关关系(图2).美 国主力产气页岩有机质丰度均较高。其中产生物 气页岩TOC 平均为6 %;产热成因气页岩TOC平 气页岩TOC 平均为6 %;产热成因气页岩TOC平 均为3 %。生产实践表明: 均为3 %。生产实践表明:页岩总有机碳含量大于 2 %才有工业价值.(表1) %才有工业价值.(表
2 页岩气藏的成藏条件
2.2 储盖层条件 页岩储层的孔隙度，渗透率以及裂缝的存在 直接影响圈闭中含油气量的多少。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，页岩 的基质渗透率很低,一般小于0.11× 的基质渗透率很低,一般小于0.11×10 -3 µm2 , 平均道半径不到0.1005µm,但随裂缝的发育而大 平均道半径不到0.1005µm,但随裂缝的发育而大 幅度提高。
3 页岩气藏的评价指标
3.1 页岩的厚度 富有机质页岩厚度愈大, 富有机质页岩厚度愈大,气藏富集程度愈高。 页岩厚度和分布面积是保证页岩气藏有足够的有 机质及充足的储集空间的重要条件。在有效厚度 大于15 m、有机碳含量大于2 %以及处于生气窗 大于15 m、有机碳含量大于2 %以及处于生气窗 演化阶段等页岩气藏形成基本条件的限定下, 演化阶段等页岩气藏形成基本条件的限定下,页岩 厚度愈大,所含有机质就愈多, 厚度愈大,所含有机质就愈多,天然气生成量与滞 留量也就愈大,页岩气藏的含气丰度愈高( 5)。 留量也就愈大,页岩气藏的含气丰度愈高(图5)。 需要指出的是,要形成一定规模的页岩气藏, 需要指出的是,要形成一定规模的页岩气藏, 页岩 厚度一般应在有效排烃厚度以上。
页岩气藏储层特征与开采技术
页岩气藏成藏特征与主要开发技术页岩气藏成藏特征与主要开发技术摘要：页岩气作为一种重要的非常规能源，目前只有美国和加拿大取得商业开发成功。
页岩气独特的赋存状态，成藏特点与模式, 区别于常规天然气储层的特征以及评价内容等决定了页岩气储层研究的特殊性。
页岩气商业开发成功主要取决于水平钻井和压裂技术的突破。
目前常用的技术有多级压裂、清水压裂、缝网压裂重复压裂和同步压裂等。
我国页岩气的勘探和开发处于初级阶段，本文从页岩气成藏特征和主要开发技术方面做了简要介绍。
关键词：页岩气; 成藏；异常高压；压裂；裂缝0 引言根据勘探资料显示，我国页岩气主要盆地的可采资源量约为23.5×1012m3，资源量十分丰富，略小于美国的28×1012m3。
在美国，页岩气商业性开采早已实现，2009年美国页岩气产量为889×108m3，高于中国当年的常规天然气产量830×108m3，美国页岩气2010年超过了1200×108m3，占据13%~15%的天然气产量。
我国四川盆地下古生界泥页岩分布厚度大，有机质含量丰富，且演化程度高、生烃量大，尤其地质特征与美国页岩气盆地极为相似。
近年来，中国对页岩气的勘探开发投入力度加大，特别是四川盆地威201井，经过直井压裂测试，日产气量上万方，达到工业气流，这给后续页岩气资源的勘探开发提供了基础和信心。
1 页岩气藏的成藏特征1.1页岩气藏基本特征与煤层气类似，富含有机质的页岩本身可以作为页岩气的气源岩，又可以作为储集层，页岩气的赋存方式、成藏机理和成藏过程与常规天然气有很大不同，因此，页岩气藏具有独特的地质特征。
页岩气的赋存方式和赋存空间的特殊性，决定了页岩气藏具有隐蔽性特征和裂缝型圈闭。
构造圈闭对页岩气藏的形成并不起主导作用，但是一个长期长期稳定的构造背景，对页岩气聚集可能具有一定的积极作用。
泥页岩的孔隙较小且不发育，游离状态的页岩气主要赋存于裂缝系统中，泥页岩中的裂缝发育带往往是页岩气的有利聚集带，因此，裂缝型圈闭是页岩气藏的主要圈闭类型。
页岩气成藏特征
（ ２）：３ ２ — ４ ３ ．
【 ２ ］ 付文敏译 ， 马忠福校 ． 西非 加蓬 断陷盆地 Ｌ 『 ｌ 海 上油气译
丛 ，１ ９ ９ ８ （ ３ ） ： ４ ８ — ６ ６ 。
于大西洋登泰尔地堑 内，属于属于三角洲前缘和浅
６）。
４ 沉积相平面展 布特征
甘 巴组 储 层 主要分 布 在甘 巴组 的下 段 ，赛 特 卡 马 凹 陷甘 巴砂 岩 主要 为潮 上带 的河道 ，潮 间带 的水
５ 结 论
（１ ）南 加 蓬次 盆 下 白垩统 甘 巴组 为裂 谷 盆 地
道 和混合坪环境下沉 积的砂体 ，赛特卡马凹陷的西
海 相 的沉积 。
［ ３ ３ ］ 中石化研究 院海外 中心． 加蓬 海岸盆地 １ ０ 区块初 步优 选［ Ｒ ］ ． 内部材料， ２ ０ ０ ３ ． ［ ４ １ 中石化江汉油 田分公 司勘探开 发研究院海外所加蓬海岸 盆地三 个区块 （ Ｄ Ｔ ２ ０ ０ ０ 、Ｇ Ｔ ２ ０ ０ ０ 、Ｌ Ｔ ２ ０ ０ ０） 油 气勘探
部 甘 巴砂 岩 厚 度在 ０ ｍ（ Ｍ Ｐ Ｌ 一 １ 井 ）一 ３ ４ ． ０ ｍ（ Ｋ Ｓ 一
向被动大陆边缘盆地转化的过渡时期沉积的由陆相 向海相过渡的地层 ，构成一套 由粗到细的沉积韵律 层 ，形成一套 良好的储盖组合 。 （ ２ ）甘 巴组覆盖在裂谷不整合面之上 ，地层 的沉积受不整合面古地形的影响，沉积物以充填式 沉积 的方式进行堆积 ，因此甘 巴组地层厚度平面上
２ Ｂ 井） 之间 ，砂岩一般 占地层厚度的１ ９ ． ３ ％（ Ｄ Ｉ Ｉ Ｎ —
ｌ 井 ）一 ７ ６ ． ４ ％ （ Ｋ Ｓ 一 ２ Ｂ 井 ）。
页岩气
主要内容
1 、基本简介 2 、主要特点 4 、成藏条件 5 、开采污染
基本简介
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。页岩 气的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、分布广的页岩烃源 岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知， 但采集比传统天然气困难，随着资源能源日 益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们 逐渐意识到页岩气的重要性。
主要特点
主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中。 以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及 孔隙表面和有机溶剂 的分散有机质）、沥青质及石油中。
页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气（指渗 透率小于0.1 md的砂岩地层天然气）。 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点。
Thanks
储量分布
南方海相页岩地 层可能是页岩气 的主要富集地区 松辽、鄂尔多斯、 吐哈、准噶尔等 陆相沉积盆地 重庆綦江、万盛、 南川、武隆、彭 水、酉阳、秀山 和巫溪等区县
从全世界范围看， 泥、页岩约占全 部沉积岩的60%， 页岩气资源前景 巨大。主要分布 在北美、中亚和 中国、拉美、中 东和北非、俄罗 斯。
成藏条件
1、沉积环境
2、总有机碳含量 3、干酪根类型
4、热演化程度
开采污染
页岩气开采可能导致气井周围半径一 公里范围内的饮用水被甲烷、乙烷和 丙烷污染。 可能会影响环境，污染空气、水源和 土壤 因地层压裂导致的地震，在阿肯色州 的页岩气采区3级以下的地震一年内发 生了近千起，而在地质条件更为不稳 定的地区甚至会发生3级以上强度的地 震活动。
页岩气特性及成藏机理
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、油气藏分布示意图提高。
当页岩中发育的裂隙达到一定数量和规模时，就成为天然气勘探的有利目标。
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。
页岩气地质特征及选区评价
页岩气地质特征及选区评价一、页岩气地质特征1. 地质分布：页岩气主要分布在富含有机质的页岩中，一般存在于地下2000米至4000米的深处。
在中国，页岩气主要分布在四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等地区。
2. 储层特征：页岩气的储层主要是页岩，具有低孔隙度、低渗透率的特点。
页岩中的有机质经过生、成、排过程，形成了致密的储层结构，气体主要以吸附态存在。
页岩气储层通常需要通过水平井、裂缝压裂等技术手段进行人工改造，以提高气体的产能。
3. 地质构造：页岩气的地质构造对于气田的分布和产能具有重要影响。
地质构造不仅影响着页岩气的分布规律，还会对页岩气的富集程度和运移路径产生影响。
通过对页岩气的地质构造进行研究，可以为气田勘探和开发提供重要参考。
4. 地质特征：页岩气具有低渗透、低孔隙度、致密储层、气体吸附状态、水平井开发等特点。
这些地质特征决定了页岩气开采的技术难度和成本较高。
二、选区评价1. 地质条件评价：选区评价是指通过对页岩气区块的地质条件进行评价，包括地层条件、构造条件、储层条件、气体成因条件等，确定页岩气勘探的目标区域。
地质条件评价是气田勘探开发的第一步，对于确定气田的分布规律和富集程度具有重要意义。
2. 气田规模评价：确定页岩气的规模和勘探价值是选区评价的重要内容。
通过对地质地质条件进行评价，结合地质勘探数据和地震勘探数据，可以初步估算出气田的规模和储量，为后续勘探开发提供依据。
3. 技术可行性评价：页岩气勘探开发需要采用高成本的技术手段，包括水平井、裂缝压裂等技术。
在选区评价中，需要对勘探开发的技术可行性进行评价，确定是否具备开发资源的条件。
4. 经济效益评价：最终的选区评价是要通过对气田开发的经济效益进行评价，确定资源开发的可行性。
综合考虑气田规模、勘探成本、开发投资和天然气价格等因素，对气田开发的经济效益进行综合评价，为资源开发的决策提供依据。
通过对页岩气地质特征及选区评价的研究，可以全面了解页岩气资源的分布规律、储量情况和勘探开发的可行性，为页岩气资源的合理开发和利用提供科学依据。
页岩气藏特征
页岩气藏特征z页岩气藏的基本概念页岩气及页岩气藏z页岩气：产自极低渗透率、富有机质的页岩中的天然气z页岩气藏：以富有机质页岩为气源岩、储层以及盖层，不间断供气、持续聚集而形成的一种连续型天然气藏。
¾富含有机质的页岩，在一系列地质作用下，生成的大量烃类（石油、天然气等），部分被排出、运移到渗透性岩层（如砂岩、碳酸盐岩等）中，聚集形成了构造、岩性等油气藏，其余部分仍滞留在页岩中，富集形成页岩气藏。
¾页岩气藏就是大规模滞留在源岩系统中的天然气富集形成的气藏。
¾页岩气藏具有独特特征，是典型的非常规天然气藏。
石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING页岩气藏与其他天然气藏的主要特征对比气藏类型常规天然气致密砂岩气页岩气煤层气圈闭类型构造、岩性或地层岩性、地层或构造岩性岩性封闭条件顶面、底面、侧面顶面、底面、侧面储集层储集层储层岩性砂岩、碳酸盐岩等砂岩、碳酸盐岩等页岩煤层储层物性孔隙度(%)>10~30<10<61~2渗透率(10-3μm2)>50~1000<0.1<0.0011~50气源特征外部外部内部内部运移特征近距离运移－长距离运移近距离运移－长距离运移不需要不需要石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING 页岩气藏与其他类型气藏关系示意图（据Pollastro，2001）常规岩性地层气藏常规构造气藏水生油窗生气窗油气水地表过渡带常规构造油气藏水溶气油页岩煤层气连续型页岩油藏油气页岩气藏浅层生物气>n×100km ~n×1000km重油致密砂岩气（深盆气）藏海平面天然气水合物（低温高压）（据Pollastro2001，修改）油砂水溶气煤炭致密砂岩油藏致密砂岩油藏页岩油、页岩气、致密砂岩油、致密砂岩气一、页岩气藏主要地质特征1. 连续气藏2. 圈闭条件3. 储层特征4. 气体赋存状态5. 保存状况6. 与常规油气关系7. 成藏条件石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING1-具有连续型气藏主要特征1气藏规模大面积区域分布，规模大于任何常规油气藏2气藏边界条件没有明确的边界或界线非常模糊3“气田或气藏”概念通常融合为统一的区域性聚集，有田、藏的概念，无边界4盖层与圈闭条件没有明确的封盖层和圈闭5油气水分布情况没有明确的（油）气水界面6成藏机制烃类不依靠水动力条件运移或原地成藏7气藏压力特征一般为异常压力8资源分布情况资源量巨大，但采收率低9油气富集特征存在地质上的“甜点”高产富集区10储集条件储层基质孔隙度、渗透率极低11裂缝发育情况储层普遍发育天然裂缝12生储组合关系储层通常紧邻烃源层或就是烃源岩层13气井产水情况除页岩气藏外，一般都产水14区域气水关系气水关系倒置，水层通常出现在气层的上倾方向??? 15勘探成功率勘探成功率极高，没有真正的干井16气井可采储量估算的最终可采储量往往低于常规气藏石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING美国沃斯堡盆地Barnett页岩气藏分布图----Barnett 古生界TPS ——Barnett 页岩范围——USGS 评价范围——构造单元——页岩气预测有利区■油单元■气单元■油气混合单元BA常规油气分布区页岩气藏分布区BA页岩气藏分布区2-圈闭条件：无明显圈闭石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING页岩孔隙度随深度变化关系050100150200204060800102030405000流体压力（MPa ）→页岩孔隙度（%）→10004000300020000←深度（m ）温度（℃）→（据Jungten 和Karwell等，1970；Welte, 1972）3-储层特征：孔、渗极低的超致密储层3-储层特征：孔、渗极低的超致密储层美国主要含气页岩储层特征统计主要特征参数Haynesville Barnett Fayetteville Marcellus埋深（m）3048~3962.41645.9~2926.08365.76~22861524.0~2438.4厚度（m）60.96-91.4460.96~152.415.24~60.9615.24~91.44总有机碳含量（%）~4.0 2.0~7.0 2.0~5.0 5.3~7.8平均测井孔隙度（%）10~74~12 5.5~7.5含水饱和度（%）15~2025~3515~5012~35单位面积储量（108m3/Mile)42.48~63.7121.24~56.638.50~16.998.50~42.48预测采收率（%）25~3025~5035~40~30平均单井可采储量（水平井，108m3） 1.27~2.410.640.62 1.06井孔隙度4%~12%，平均5.2%；渗透率<（0.001~2）×10-3μm2，平均40.9×10-6 μm2石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING石油工程技术研究院SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING页岩气藏中天然气赋存状态：吸附气，游离气，溶解气等。
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刘洛夫
中国石油大学（北京）地球科学学院 2013.3
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
常规油气藏形成的基础
（1）物质基础： 油气生成的物质基础——烃源岩（泥质、
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
Barnett Shale Wells, circa. 2001
• 2010年美国页岩气产量超过1379×108m3，
占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1800×108m3，占
美国天然气总产量的34%。
Barnett Shale Wells, circa. 2009
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。
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史——中国
2. 泥页岩裂缝油气藏与页岩气藏
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。
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。
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史——中国
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。
1. 泥页岩裂缝油气藏阶段
页岩气的概念
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。
常规油气
储层：砂岩、碳酸盐岩 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
页岩气 储层：泥页岩
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
一、页岩气的概念及发展历史
（Shirley，2001）。
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
•2006年，美国页岩气井增至40000余口，
页岩气产量达到311×108m3，占全国天 然气总产量的5.9%。
•2007年，美国页岩气产量335×108m3，
其中Barnett/Newark East气田和Antrim 气田的产量分列美国第2和第13位。
某油田油气成藏过程示意图
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的概念
页岩气（Shale Gas）：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(shale)国外通常被定义为“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
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。 不同盆地裂缝型油气藏勘探现状
松辽盆地 济阳坳陷
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4.56m3／d工业油流 。 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2O井、罗42井、罗48井、新郭3井等，罗42井钻开2827m~2861m灰褐色油 页岩时，发生井喷，放喷原油25m3，试油产气高达7746m3／d。 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。 王场油田井深1486.5m的泥质岩段发生井喷，直接投产单井日产油49.3t、气 2071m3，累积产油7834t。 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3011.6～3185.Om井段泥岩裂缝油气层85.7m／9。 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2.46万立方米。 YCI井七尖峰组顶至四尖峰组底泥岩裂缝出油，中途测试获得35.46m3／d的油流。
美国页岩气产量及增长趋势 （）
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史——美国
• 1980年开始，天然气研究所(GRI)开始
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。
1,6% 6,3% 8,4%
1990~2030年美国天然气能源结构变化
（US DOE EIA: Annual Energy Outlook 2010 Early Release）
9000 8000
• 1999年，美国页岩气产量108×108m3
（生产井数，口）
2005年水平井分段压裂与清水压裂 2003年水平井钻探 1999年多次压裂增产 1997年水力压裂增产
残留烃 排出烃
页岩油气 = 源岩残留烃
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的概念
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。 常规油气藏与页岩气藏特征对比
其它（常规）天然气藏
烃源岩 储集层 盖层 圈闭 运移 保存 赋气状态 成藏模式 压力特征 分布特征 各种烃源岩（泥质岩、煤系烃源岩、碳酸盐岩） 粗碎屑岩、碳酸盐岩、致密砂岩等 泥质岩、膏盐岩、致密碳酸盐岩等 构造圈闭、岩性圈闭为主 变化范围较大 保存条件较为苛刻 多为游离态 下生上储、上生下储等 常压、超压均有发育 多受控于构造变形
页岩气藏
泥页岩 泥页岩 泥页岩 不需要明显圈闭 无运移或极短距离运移 保存条件较为宽泛 吸附态和游离态，少量溶解态 自生自储 多为超压 不受构造限制
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史
美国
1821年
第一口页岩气商业钻井
中国
1921年
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。
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 （shale oil） ，这种油气与从未熟的油页岩中低温度干馏得到的“页岩油”（oil
shale）有着本质的不同。
一、页岩气的概念及发展历史
• 2008年，美国页岩气产量达到572×108m3,
比上年增长了71%（EIA，2009b），页岩气 产量占到美国干气总产量的10%（EIA， 2009c）。其中70%的页岩气产量来自德克萨 斯州的Barnett页岩。
• 2009年，美国页岩气生产井数增至98590口，
产量超过878×108m3。其中，仅Barnett页岩 的产量就达到了560×108m3。页岩气快速勘 探开发使得美国天然气储量增加了40%。
南襄盆地 江汉盆地 东濮凹陷 四川盆地 苏北盆地盐城凹陷
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史——中国
2. 泥页岩裂缝油气藏与页岩气藏
传统泥页岩裂缝油气与典型页岩气的异同
特点 界定 天然气成因 泥页岩裂缝油气 赋存于泥页岩裂缝中的油 气 热成熟气为主 页岩气 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 从生物气到高、过成熟气 泥页岩及其砂岩夹层中的裂缝、孔 隙、有机质等 游离+吸附相 各类裂缝、有机碳含量、有机质成 熟度等 共性 泥岩或页岩地层中含烃 热成熟产气为主
2005年
2008 2009
现 在
一、页岩气的概念及发展历史
页岩气的发展历史——美国
1821年在纽约州Fredonia附近富泥盆纪 有机质的Dunkirk页岩完钻的页岩气井， 是美国第一口商业生产的页岩气井
（Curtis，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19761977年间的第一次石油危机促使美国能源 部(DOE)投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。
3000
第一口页岩气井
2808 2421 2018
2000
2500
1670
1976年，美国能源部及其以后的能源研
究和开发署（ERDA）联合国家地质调查 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
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007