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页岩气勘探发展及成藏机理班级：研103学号：1008240296姓名：雷迅1.概述1.1页岩气研究的内容1.2页岩气的特点1.3页岩气研究的现实意义2.国内外研究进展2.1美国页岩气勘探开发2.2加拿大2.3欧洲2.4中国页岩气研究现状3.页岩气成藏机理1.概述页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。在页岩气藏中,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就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。1.1页岩气研究的内容页岩气的评价一般应包括以下内容：页岩的深度、厚度和边界，有机质类型和含量、有机质的热成熟度和吸附能力，成因类型（生物成因、热成因、混合成因）、数量、天然气成分（CH4、CO2、N2），孔隙结构和分布，岩石矿物成分。1.2页岩气的特点与常规天然气相比，页岩气开发虽然产能低，但具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩由于分布范围广、厚度大，且普遍含气，页岩气资源量巨大，因而页岩气井能够长期地以稳定的速率产气，一般开采寿命为30-50年，美国地质调查局(USGS)2008年最新数据显示，FortWorth盆地Barnett页岩气田开采寿命甚至能达80年。页岩气在成藏及分布上具有运移距离短、多种封闭机理、聚集成藏隐蔽、地层饱含气等地质特殊性，自生自储、吸附作用机理及由此所产生的大规模聚集是页岩气的重要地质特点(张金川等，2003，2004)。1.3页岩气研究的现实意义中国页岩气资源量巨大，但对页岩气的研究还处于起步阶段，加强页岩气的研究对中国具有重大的现实意义。作为非常规能源，页岩气是能源资源的重要补充，大规模的开发一旦实现，将在保障中国能源安全、降低对外依存度方面起到积极作用；作为新类型能源，页岩气在中国的研究程度还很低，通过研究可摸清中国各地区特有的页岩气地质条件和规律、提高地质理论认识水平、推动关键技术进步、培养该领域的创新性人才；作为商业性能源，页岩气的勘探开发必将拉动整个行业及相关产业的发展、增加就业机会、促进当地经济快速发展。2.国内外研究进展2.1美国页岩气勘探开发1.简史：1821年——泥盆系Dunkirk页岩1880-1970——FortWorth盆地Barnett页岩的深入研究2000年——年产量为122×108m3，生产井约有28000口2004年——年产量为200×108m3，约占天然气总产量4%2006年——页岩气井40000余口，年产量311×108m32007年——生产井近42000口，页岩气产量450×108m32.页岩气主要特征2.2加拿大加拿大页岩气资源分布广、层位多，预测页岩气资源量超过42.5×1012m3。主要的页岩气资源分布在不列颠哥伦比亚、阿尔伯达和萨斯喀彻温、南安大略、魁北克低地、滨海诸省5个地区2.3欧洲研究人员认为，仅西欧潜在的页岩气资源量14.4×1012m3。欧洲的沉积盆地主要发育热成因类型的页岩气，如北欧的寒武—奥陶系Alum页岩或德国的石炭系海相页岩。近年来，多个跨国公司开始在欧洲地区展开行动。2007年10月，波兰能源公司被授权勘查波兰的志留系黑色页岩，壳牌公司声称对瑞典的Skane地区感兴趣。今年以来，埃克森美孚公司已在匈牙利Makó地区部署了第一口页岩气探井，并计划今年在德国LowerSaxony盆地完成10口页岩气探井。Devon能源公司与法国道达尔石油公司建立合作关系，获得在法国钻探的许可。康菲石油公司最近宣布，它已经与BP（英国石油公司）的子公司签署了在波罗的海盆地寻找页岩的协议。2.4中国页岩气研究现状页岩气研究在中国受到前所未有的重视，中国页岩气研究尚处于探索研究阶段，至今尚未进行商业性勘探开采。在即将实施的《全国油气资源战略调查实施方案》中，页岩气已经被摆在了非常规油气调查的战略首选地位。工作目标为在今后10年内对中国的页岩气进行全面系统的调查和评价、技术创新攻关、优选目标区和勘探基地、制定技术规范标准，力争在2015年左右实现商业性的开发。目前，中国已经进入页岩气研究的热点阶段。发育条件：中国的页岩地层在各地质历史时期十分发育，既有有机质丰度达很好—极好标准的南方海相页岩地层，也有得天独厚的北方湖相页岩地层。因此，中国的页岩地层具有形成页岩气藏的基本地质条件在南方地区，主要有海相地层上震旦统(陡山沱组)、下寒武统、上奥陶统(五峰组)—下志留统(龙马溪组)、中泥盆统(罗富组)、下石炭统、下二叠统(栖霞组)、上二叠统(龙潭和大隆组)、下三叠统(青龙组)8套以黑色页岩为主体的烃源岩层，具有分布面积广、埋藏深度浅、厚度大、有机质丰度高和成熟度高的特点，具备了优越的页岩气成藏地质条件。在中国北方地区，中、新生代发育众多陆相湖盆，为泥页岩地层的广泛发育创造了条件。东北地区松辽盆地发育的下白垩统青山口组黑色泥岩、华北地区渤海湾盆地发育的古近系沙河街组沙三上亚段和沙四下亚段泥页岩、鄂尔多斯盆地发育的上三叠统延长组页岩、西北地区吐哈盆地吐鲁番坳陷发育的水西沟群地层暗色泥岩和炭质泥页岩。3.页岩气成藏机理第一阶段是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，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有机质和岩石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。此时所形成的页岩气藏分布限于页岩内部且以吸附状态为主要赋存方式,总体含气量有限。在热裂解气大量生成过程中,由于天然气的生成作用主要来自于热化学能的转化，它将较高密度的有机母质转换成较低密度的天然气。在相对密闭的系统中，物质密度的变小导致了体积的膨胀和压力的提高，天然气的大量生成作用使原有的地层压力得到不断提高，从而产生原始的高异常地层压力，即“高压锅”原理。由于压力的升高作用，页岩内部沿应力集中面、岩性接触过渡面或脆性薄弱面产生裂缝，天然气聚集其中则易于形成以游离相为主的工业性页岩气藏，此时页岩气藏的形成在主体上表现为由生气膨胀力所促动的成藏过程，天然气原地或就近分布，构成了挤压造隙式的运聚成藏特征。在该阶段,游离相的天然气以裂隙聚集为主，页岩地层的平均含气量丰度达到较高水平。随着更多天然气源源不断地生成，越来越多的游离相天然气无法全部保留于页岩内部，从而产生以生烃膨胀作用为基本动力的天然气“逃逸”作用。在通常情况下，与页岩间互出现的储层主要为粉-细砂岩类，具有低孔低渗特点，它限定了天然气的运移方式为活塞式排水特点，这种气水排驱方式从页岩开始，从而在页岩边缘以活塞式推进方式产生根缘气聚集。此时的天然气聚集已经超越了页岩本身，表现为无边、底水和浮力作用发生的地层含气特点。因此从整套页岩层系考察，不论是页岩地层本身还是薄互层分布的砂岩储层,均表现为普遍的饱含气性。