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页岩气的勘探开发现状及发展前景(修改后)


页岩气勘探开发现状及其 发展前景

纪友亮

教授(博导)

中国石油大学(北京)地球科学学院

提纲
? 页岩气的基本特征

? 页岩气系统简介
? 页岩气勘探开发现状 ? 我国页岩气发展前景

? 我国页岩气勘探开发面临的困 难和 挑战



一、页岩气的概念

马赛拉斯页岩露头

一、页岩气的概念

物质来源

一、页岩气的概念

页岩气——是指聚集于暗色泥页岩或高碳泥
页岩(包括粘土及致密砂岩)中、以热解气或生物甲

烷气为主、主要以吸附气形式聚集于有机质或粘土中,
或者以 游离气形式赋存于 孔隙和裂缝中、连 续的自生自储的非

常规油气资源。
自生自储

页岩气
成因类型

煤层气

天然气

主要成分 成藏特点 分布特点

有机质热演化成 有机质热演化成因、 有机质热演化成因, 因,原油裂解成 生物成因 生物成因 因 甲烷为主,乙烷、 甲烷为主,少量乙烷、 甲烷为主 丙烷等含量变化 丙烷等 较大 生、储、盖合理 自生、自储、自保 自生、自储、自保 组合 受页岩分布控制,有 受煤层分布控制, 受生、储、盖组 广布性 有广布性 合控制 吸附气和游离气并存, 吸附气为主,占80% 游离气为主 吸附气占20%—80% 以上 可以200米及以下 (最浅8.2米),也 可逼近3000米 不清 排气降压解析开采

储集方式

埋藏深度
资源潜力 开采特点

一般大于300米
37×1012 m3 排水降压解析开采

一般大于500米
44×1012 m3 自然压力开采

页岩气与煤层气、天然气对比

传统泥页岩油气与典型页岩气异同点比较
特点 界定 泥页岩裂缝油气 赋存于泥页岩裂缝中的 油气 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 共性 泥岩或页岩地层中 含烃 热成熟产气为主

天然气成因 热成熟气 赋存介质 泥岩或页岩裂缝

泥页岩及其砂岩夹层中的裂缝、孔隙、 泥岩或页岩裂缝 有机质等

赋存相态
主控因素 成藏模式 成藏特点 保存特点 生产特点

游离相
构造裂缝 岩石破裂理论、幕式理 论、浮力理论

游离+吸附相
各类裂缝、有机碳含量、有机质成熟 度等 吸附理论、活塞式或臵换式复杂理论 以气为主的原地聚集 抗破坏(构造运动)能力较强 采收率低、生产周期长

游离相
裂缝 岩石破裂理论、复 杂成藏理论

以油为主的原地、就近 或异地聚集
良好的封闭和保存条件 采收率高、产量递减快

邻近或烃源岩内部 成藏
适当保存 特殊开发技术

二、页岩气的来源
页岩中的有机质演化生成的气是页岩气的唯一来源,
任何沉积盆地中,只要富有有机质页岩,就有可能会形 成页岩气藏

三、页岩气的基本特征
1、页岩气的组分特征
页岩气组分:甲烷、乙烷、丙烷、氮气、二氧化碳等等

从化学成分上来 看,页岩气是典型的 由甲烷组成的干气,

甲烷含量通常占90%
以上,但是有一些地 层产湿气。

页岩气藏常见“色层”效应
以新奥尔巴尼(New Albany)盆地米德郡页岩气为例,随着地层 深度的增加,

甲烷含量从高达
92%降低到40%左 右,

样 品 1 3 5 6 7 8 10 12 14

深度 /ft 937 939 942 947 956 958 971 982 1002. 5

C1/% C2/% C3/% 92.42 90.22 86.29 55 86.38 53.32 31.23 43.05 43.05 0.97 0.96 1.69 6.23 0.82 5.43 16.12 20.23 16.02 0.65 0.65 2.47 11.98 0.83 10.6 14.32 17.25 12.68

CO2/ % 5.55 7.35 7.96 5.01 10.23 8.01 / / 5.99

乙烷、丙烷和二
氧化碳含量均有 不同程度的增加,

δ13 CC1 /‰ / -50.3 -48.4 / -50.8 / / / /

δ13 CC2 /‰ / -42.8 -43.7 / -41.8 / / / /

δ13 CCO2 /‰ / 11.3 10 / 2.6 / / / /

特别是乙烷、丙
烷含量从不到1% 增加到10%以上。

新奥尔巴尼盆地米德郡页岩气样品组分变化情况

2、页岩气富集的地质特征

? 岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩 ?页岩气可以主要来源于生物作用或热成熟作用 ,
w ( TOC):0~25 % ,Ro:0.4 %~2 %

?页岩本身既是气源岩又是储集层和封盖层
有效孔隙度一般只有 1 %~5 %

,含气的

?页岩具有广泛的饱含气性
附态或游离态为主

,天然气的赋存状态以吸

?页岩气成藏具有隐蔽性特点

提纲
? 页岩气的基本特征

? 页岩气系统简介
? 页岩气勘探开发现状 ? 我国页岩气发展前景

? 我国页岩气勘探开发面临的困 难和 挑战

一、烃源岩及烃运移
1、岩性

1、烃源岩

沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩、极致密的粉细 砂岩或砂质细粒岩 岩石组成一般为30%~50%的粘土矿物、15%~25%的粉砂 质(石英颗粒)和4%~30%的有机质,但各地区页岩矿物组 成有所差异。

脆性矿物(石英等)含量高,易于裂缝发育

成藏条件的特殊性
物质来源

页岩气的来源,在岩性上包括了沥青质或富含有机质 的暗色、黑色泥页岩、极致密的粉细砂岩或砂质细粒 岩,岩石组成一般为30%~50%的粘土矿物、15%~ 25%的粉砂质(石英颗粒)和4%~30%的有机质。页 岩气的工业聚集需要丰富的气源物质基础,这要求生 烃有机质含量达到一定标准,那些“肥沃”的黑色泥 页岩通常是页岩气发育的最好岩性。

马赛拉斯页岩露头

2、厚度
区域上连续稳定分布,具有经济价值页岩气藏的页岩厚度下限

目前还没有被明确提出来,具有良好页岩气开发商业价值的页
岩厚度下限定为30ft(10m)较为合理。

3、成熟度
在成因机理上,页岩气具有多种生气机理,页岩的高成熟度不 是制约页岩气成藏的主要因素,相反,成熟度越高越有利于页 岩气成藏。成熟度底限条件要求相对较低(Ro≥0.5%)。

CZ35-2-1井烃源岩成熟度剖面图

Ro随深度增加而
增加,并且异常高。

美国页岩气田Ro
范围也大都在0.6— 3.5% 之间。

3、有机质类型及含量
页岩的干酪根以Ⅰ型与Ⅱ型为主,也有少量为Ⅲ型干酪根。北 美页岩气勘探目标绝大多数选择TOC含量大于2%,甚至4%以上。 要获得具有工业价值的页岩气藏,有机碳的平均含量应大于1%。

有机质含量是生烃强度的主要影响 因素,它决定着生烃的多少。

页岩对气的吸附能力与页岩的总有 机碳含量之间存在线性关系。
安特里姆郡(Antrim)页岩总有机碳含量与含气量关系

页岩含气量与TOC的关系

?商业性页岩气藏TOC含量一般平均大于1%,最高达10% ? 吸附气含量一般20%—70%,最高达85%,且与TOC成正相关

一、烃源岩及烃运移

2、气体生成及运移

页岩所生成的天然气基本上是“就近”或 “原地”聚集,其运移距离极短,具有典型的

“自生自储”成藏模式。在某种意义上,可以认
为页岩气气藏的形成是天然气在源岩中的大规模

滞留,这与煤层气的运聚方式非常相似。

一、烃源岩及烃运移

2、气体生成及运移

页岩气成藏无运移或极短距离的有限运移,理论 上,它应与富有机质页岩一样连续大面积分布。

大面积连续区域成藏

沃斯堡盆地Barnett页岩气藏分布图

盆地面积38100km2

烃源岩面积26000km2

页岩气藏开发面积15500km2

页岩气各成藏阶段特征
结合泥页岩在其成岩发展演化不同阶段古地

温、粘土矿物、Ro、孔隙类型的特征,从构造、
沉积等方面综合研究,将页岩气分为早期运聚

成藏阶段、中期原地聚集成藏阶段、晚期裂缝
调整成藏阶段等三个阶段。

页岩气各成藏阶段特征

1、早期运聚成藏阶段—柴东三湖地区

柴达木三湖地区页岩气系统示意图

2、中期原地聚集成藏阶段—川西前陆坳陷地区

四川盆地西部前陆坳陷地区页岩气系统示意图

随着埋藏深度的增 加,中期原地聚集成藏 阶段泥页岩地层表现为 局部的异常压力。受水 动力和泥页岩孔隙度变 化的控制影响,异常压 力多集中在如图所示的 构造高部位、盆地斜坡 及盆地中心坳陷巨厚的 深水沉积。这一阶段天 然气表现为原地吸附聚 集或短距离扩散,运聚 范围集中在异常压力分 须家河组(左)和龙马溪组(右)页岩气存在证据 布的位臵。 (选自中国石化南方勘探公司)

3、晚期裂缝调整成藏阶段—川东地区

川东地区页岩气系统示意图

二、页岩气储层及储集

1、含气页岩的孔隙度及渗透率

常规储层分析中,孔隙度和渗透率是储层特征研究中最重要 的两个参数,这对于页岩气藏同样适用。

——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。
页岩的基质渗透率非常低,一般小于0.11×10-3 μm2,平 均吼道半径不到0.1005 μm,因此就需要产生大量的裂缝(人 工压裂)来维持商业生产。

? 游离气 ? 吸附气

孔隙度较好时

孔隙度较差时

孔隙度可以影响页岩气是以吸附状态还是以游离 状态为主,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。

美国含气页岩主要储集特征

盆地

页岩名 称

时代

含气量 (m3· t1)

吸附气 含量 (%) 50 70 40-60 40-60 60-88

总孔隙度 (%)

渗透率(103μm2)

地层压力 系数

阿巴拉契亚 密执安 伊利诺斯 福特沃斯 圣胡安 Barnett Lewis Antrim

D D D 早石炭世 早白垩世

1.70-2.83 1.13-2.83 1.13-2.64 8.49-9.91 0.37-1.27

2.0-11.0 2.0-10.0 5.0-15.0 1.0-6.0 0.5-5.5

<0.1 <0.1 <0.1 0.01 <0.1

0.35-0.92 0.81 0.99 0.99-1.02 0.46-0.58

二、页岩气储层及储集

2、页岩气的储集方式

天然气在泥页岩中的赋存有三种基本方式: ①以物理或化学的形式吸附在干酪根和粘土颗粒表 面上; ②以游离气的形式存在于有机质分解或其它成岩、 构造作用所形成的孔隙或裂缝中; ③少量页岩气甚至可以在干酪根和沥青质中以溶解 状态存在。

二、页岩气储层及储集

2、页岩气的储集方式

赋存方式:以吸附气和游离气为主
微裂缝 游离气
Barnett页 岩

微孔隙
粘 土 矿 物

“原地”成藏

有 机 质

产出方式: 解吸、游离、微裂缝

吸附 气

——无运移或 极短距离的有 限运移

极少为溶解气

赋存方式:以吸附气和游离气为主

1、吸附气(adsorbed-state gas)
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,天然气则以游离相或溶解相进行运移,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。
有机碳的存在导致碳氢化合
物以吸附气的形式存在于孔隙 性有机物的表面活性区域,同 时,干酪根为页岩基质创造了 混合润湿性环境,其存在提高 了这种吸附作用的存在。

页岩中干酪根的扫描电子显微镜照片

2、游离气(free gas)

游离气也是页岩气赋存的主要方式之一。
影响赋存的因素:岩层的孔隙度、构造裂缝和压力等因素 在热裂解气大量生成过程中,由于天然气的生成作用使 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。进而,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, 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。

3、溶解气(solute gas)

页岩气极少以溶解的形式存在。
沉积盆地的有机质在生物改造和热化学动力 学作用下生成的天然气,其中一部分会溶解在地 层水中,随着地层水滞留在原地,或由于页岩孔

渗性、构造作用的影响随地层水流动而发生短距
离运移,成为溶解气。

二、页岩气储层及储集

3、异常压力

异常压力的存在是页岩气藏的一个识别标志。
一般情况下,随压力的增大,无论以何种赋存方式存

在的气体,含量都呈增大趋势,但压力增大到一定程度以
后,含气量增加缓慢,因为孔隙和矿物(有机质)表面是 一定的,前者控制游离态气体含量,后者控制吸附态气体

含量。当压力较低时,吸附态气体含量相对较高.

三、页岩气盖层及圈闭
1、岩石物性封闭机理
页岩气气藏的封盖 条件特殊。它不依赖于

1、页岩气盖层特征

常规圈闭的形成而存在,
页岩气藏一般形成于烃 源岩层内部的裂缝发育 区,四周由致密泥页岩 包围,只要满足封闭页 岩气的条件就能保存页 岩气。 巴涅特页岩气盖层及圈闭

2、泥页岩欠压实封闭机理
厚层欠压实泥页岩可分为上、下致密层和中间欠压实层段
三个部分,上、下致密层段属于正常压实,气孔隙度和渗透率 明显低于中间欠压实层段的孔隙度和渗透率,即上、下致密层 段的孔喉半径明显小于中间欠压实层段的孔喉半径,所以上、 下致密层段的毛细管阻力大于中间欠压实层段的毛细管阻力, 可有效的阻止地层内天然气的散失。

泥页岩层内部欠压实毛细管阻力封闭机理示意图

3、含水岩层的存在

含水岩层的形成及流体的运动规律始终与页岩气
的生成、运移及页岩气藏的形成、保存和破坏有着密 切的联系。在页岩气藏形成的整个过程中,地层水长 期与页岩气伴生。

渗透水交替缓慢或停滞区是页岩气聚集和保存最 为有利的环境。

以伊利诺斯(Illinois)及密执安(Michigan)盆地页岩 气含水岩层特征为例,这种渗透水交替缓慢的新奥尔巴尼 (New Albany)及安特里姆郡(Antrim)页岩地层,往往是页 岩气勘探的有利区域。

伊利诺斯及密执安盆地边界New Albany及Antrim页岩气区带地质构造

三、页岩气盖层及圈闭

2、裂缝对页岩气成藏的影响

一个页岩气井的成功与否,不仅与气藏中页

岩气的丰度有关,也与页岩层中足够的渗透率、
裂缝情况及有效的完井和人工裂缝有关。

在美国正在进行商业开采的页岩气盆地,一般是 在经历了区域构造运动后,岩石表现为褶皱、裂缝

或是被挤压,并且经历多次海平面的变化形成有效
的不整合。这些裂缝和不整合面为页岩气提供了聚

集空间,也为页岩气的生产提供了运移通道。

页岩气储层中倘若发育大量的裂缝群,那就意味着可能会 存在足够进行商业生产的页岩气。阿巴拉契亚盆地产气量高的 井,都处在裂缝发育带内,而裂缝不发育地区的井,则产量低 或不产气,说明天然气生产与裂缝密切相关。

Utica黑色页岩中的天然裂缝

裂缝在页岩气藏中的具体作用
① 裂缝有助于页岩层中游离态天然气体积的增加和吸附态天然

气的解析;
② 裂缝发育程度是决定页岩气藏品质的重要因素,一般来说, 裂缝较发育的气藏,其品质也较好; ③ 裂缝为天然气和地层水提供了运移通道和聚集空间,有助于 页岩总含气量的增加。页岩具有非常低的原始渗透率; ④ 如果裂缝规模过大,可能导致天然气散失。因此页岩气藏的 勘探不是寻找裂缝,而是寻找易扩散、高气体含量和能进行 压裂的页岩区。

构造运动形成的共轭节理促进了排烃,使生
烃得以继续。
岩芯曾经流出 原油,薄片显示: 烃源岩中的油 (淡黄色)沿微 裂隙向小裂缝中 排泄,然后顺小

裂缝运移。

储层中压力的大小决定裂缝的几何尺寸,通常集中形

成裂缝群。控制页岩气产能的主要地质因素为裂缝的密
度及其走向的分散性,裂缝条数越多,走向越分散,连 通性越好,页岩气产量越高。

Antrim 页岩裂缝特征及其产量对比图

然而,目前,只有少数天然裂缝十分发育的

页岩并不采取增产措施便可进行天然气商业性生
产。大多数情况下,成功的页岩气井需要进行水 力压裂。人工激发裂缝可以为页岩气提供储集空 间、提高渗透率,同时人工裂缝可以将原本孤立 的孔隙、裂缝连通起来。

开采页岩气是快速构造生烃
页岩气的开采实际就是超速构造生烃过程。
水平井,分段压裂,产生了比自然条件下更高的

裂隙密度、宽度和压差,形成了更快速的构造生
烃。

提纲
? 页岩气的基本特征

? 页岩气系统简介
? 页岩气勘探开发现状 ? 我国页岩气发展前景

? 我国页岩气勘探开发面临的 困难和 挑战

全球页岩气资源量为456.24×1012m3,主要分布在 北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。
美国率先进行了页岩气的 勘探开发,密西根、印第安 纳等多个盆地已投入商业性 开采。 加拿大商业开采处于起步
地区 北美 拉丁美洲 西欧 中欧和东欧 前苏联 中东和北非 非洲沙哈拉地区 中亚和中国 太平洋(经济合作和 发展组织) 亚太其他地区 南亚 世界 (据 BP Annual 页岩气/1012 m3 108.79 59.59 14.44 1.1 17.75 72.15 7.76 99.9

阶段。
中国对页岩气的开发时间 较晚,还处于起步阶段,现

65.5
8.89 0 456.24 Report 2007)

在仍然没有大规模的开采。

一、国外页岩气勘探开发现状

1、资源量

美国诸多海相沉积盆地的泥盆系、 密西西比系及白垩系 中广泛发育暗色页岩,页岩气资源潜力巨大 ,主要分布在东 部 、中南部 、墨西哥湾岸区和洛基山地区。

据评价,仅密歇根盆地Antrim页岩、阿巴拉契亚盆地Ohio 页岩、伊利诺斯盆地New Albany页岩、福特沃斯盆地Barnett

页岩和圣胡安盆地Lewis页岩5大页岩系统的页岩资源量达
12.85—25.14万亿立方米。

一、国外页岩气勘探开发现状

2、技术方面

经过多年的探索,美国已形成一套先进有效的页岩气开采 技术 ,主要有水平井技术 、 压裂技术(包括多段压裂技术、 清水压裂技术和多段同步压裂技术),降低了成本,提高了 产量。

Barnett页岩压裂模式示意图

1900—2007年页岩气生产井数量变化

一、国外页岩气勘探开发现状

3、勘探开发方面

目前美国已对密歇根盆地、阿巴拉契亚盆地、伊

利诺斯盆地、福特沃斯盆地和圣胡安盆地5个盆地
进行了商业开采;勘探开发正由东北部地区的盆地 向中西部地区的盆地扩展。 截至2008年,美国页岩气生产井超过 42000口 , 页岩气年产量507 ×108m3 ,约占美国年天然气总 产量的9% ,开发企业从2005年的23 家发展到64 家。

美国页岩气区带分布图

一、国外页岩气勘探开发现状
2000年以来美国页岩气产量正在稳步上升,从2000年到
2006年页岩气的产量增加了将近一倍,并且页岩气在整个天 然气产量中所占比重也在逐年提高。

美国2000-2006年天然气与页岩气产量对比表

页岩气勘探越来越深

(据Scott,2008)

一、国外页岩气勘探开发现状
此外, 加拿大等北美部分国家也已经开始 了页岩气勘探开发, 并取得了一定的效益。 加拿大非常规天然气协会 ( CSUG) 认为西

部 (包括 British Columbia 北部Bowser 盆地)
Colorado 页岩段、 侏罗系及古生界页岩和东南 部的泥盆系页岩具有开发的潜力.

二、国内页岩气勘探开发现状
国内,页岩气目前尚处于前期研究阶段,未进 行任何商业开发或开发试验,未进行过系统的资 源评价,页岩气资源储量尚未落实,离商业化开

发还存在较大的距离。目前,仅中国石油在我国
南方地区进行页岩气先导试验区建设的前期勘探

工作。

? 2005年以来 ,我国开始关注页岩气 ,处于探索和准 备阶段。

?
? ? ?

2006年 ,中国石油与美国新田石油公司联合开展了四川盆 地威远气田页岩气资源评价。 2007年中国石油与美国新田石油公司组织开展了“ 中国 页岩气资源评价与有利勘探领域优选 ”。 2008年 ,国土资源部设立了页岩气项目“ 中国重点地区 页岩气资源潜力及有利区带优选 ” ,重点研究四川、松 辽等盆地和中下扬子中、 古生界海相页岩区。 2008年11月 ,中国石油在四川盆地宜宾地区完钻了我国 首口页岩气井, 获取了大量第一手资料。

?

2009年 ,中国石油与挪威石油、 埃克森美孚、 壳牌、康 菲等跨国石油公司开展联合研究 ,探索页岩气开发的国 际合作方式 ,并计划建立页岩气开发先导试验区。

目前已经在 四川等局部地 区进行页岩气 的勘探开采 。 但泥页岩储集 层中的天然气 资源量也非常 巨大,当前需 推动页岩气成 藏机理及成藏 条件的研究。

中国陆区页岩气分布区域预测示意图

提纲
? 页岩气的基本特征
? 页岩气勘探开发现状

? 我国页岩气发展前景
? 我国页岩气勘探开发面临的困 难和 挑战

一、中国页岩气未来勘探领域预测
我国泥页岩气资源十分丰富 ,估算资源量为 23. 5 ×1012~100 ×1012m3,松辽盆地白垩系、 渤海湾盆地及 江汉盆地的古近系和新近系、 四川盆地中生界、 扬子准 地台、 华南褶皱带和南秦岭褶皱带等都具有良好的勘探 前景, 特别是南方地区有 稳定厚层的富烃页岩地层 分布,可能是页岩气的主 要富集地区。
中国天然气产量预测

四川盆地P

中国页岩气有利勘探领域示意图

南方古生界发育寒武系、 志留系、 二叠系海相黑色页岩建 造,分布稳定,埋藏深度浅,有机质丰度高,在保存条件好的

地区,有利于页岩气的形成与富集。 其中,寒武系页岩较为典
型,厚度在200—1000米,分布较稳定;有机碳含量在1.5%— 5.0%,普遍较高;热演化程度一般在2%以上,以热成熟气为主。

北方地区发育多套湖相泥页岩,包括松辽盆地白垩系湖相页

岩、 鄂尔多斯盆地上三叠统湖相页岩油、 准噶尔盆地南缘上
二叠统、 中—下侏罗统湖相页岩和吐哈盆地中—下侏罗统湖相 碳质页岩等,具有较好的页岩油气勘探前景。 其中,松辽盆地

下白垩统泥页岩已发现大量油气显示,揭示出良好的勘探前景。

中国南方下寒武统黑色页岩层系页岩气藏最有利发育区预测

中国南方下志留统黑色页岩层系页岩气藏最有利发育区预测

四川与北美页岩气成藏对比
国 家 页岩 Barnett组 Ohio组 美 国 Antrim组 New Albany组 Lewis组 加 拿 大 中 国 White Speckled 组 龙马溪组 盆地 地层 TOC (%) 1-12 1-4.5 1-20 1-25 吸附气 (%) 40-60 50 70-75 40-60 Ro (%) 天然气 类型

Fort Worth 密西西比系

0.6-1.6 热解气 0.4-1.3 热解气 0.4-0.6 热解气 0.4-1.0 热解气 热解 1.6-1.9 气—生 物气 热解气 热解气 干气

Appalachia n
Michigan Illinois

泥盆系 泥盆系 泥盆系

Sao Juan

白垩系

1-2.5

60-85

WCSB

白垩系

1-11.9未成熟,过成熟

四川盆地

志留系

高成熟到过成熟

如表北美页岩气既有生物成因,也有热裂解成因页岩气。 我国四川盆地页岩气多处于成藏的后两个阶段,既有热解气 也有干气。 与美国五套含气页岩(Curtis等,2002)相比,尽管四川盆 地页岩烃源岩的有机质成熟度普遍较高,但仍有页岩气成藏及 分布的良好前景。 在美国,不论是在盆地内、盆地边缘、还是盆地外围(残 留盆地),均有页岩气的勘探生产,尤其是构造破坏强烈但页 岩埋藏较浅、有机质含量较高的地区也是页岩气勘探生产区, 主要原因是其中的页岩具有很好的天然气吸附能力并因此具 有一定的抗构造破坏能力。四川盆地古生界主力烃源岩有机 质含量高,故可在构造保存条件差异较大的地区分别形成不 同含气量及含气特点的页岩气聚集。

选区条件
对于某个地区的评价分值可以用以下公式计算:
P=

?qp
i ?1

2

i i

pi=

1 ni qijpij ? ni j ?1

(i=1,2,…)

式中: P—评价得分
qi—地质或开发利用条件的权值 pi—地质或开发利用条件的得分

pij—各指标得分
qij—各指标权值 ni—地质或开发利用条件指标的个数

页岩气选区基本条件综合数据表
评价 条件 指标特征分类(分值) 评价指标 资源丰度(108m3/km2) 页岩单层厚度(m) 资 源 地 质 条 件 目的层页岩厚度/地层 厚度(%) 有机质丰度(%) 成熟度(%) 含气量(m3/t) 吸附气(%) 100~75 >1.5 >75 >75 >2 >2 >10 >85 75~50 105~1 75~50 75~50 2~ 1 2~1.2 10~5 85~60 50~25 1~0.5 50~30 50~25 1~0.5 1.2~0.5 5~ 1 60~40 25~0 <0.5 30~10 25~10 0.5~0.3 <0.5 <1 <40

裂缝发育程度
构造强度 开 发 利 用 条 件 埋深(m) 地形条件 市场需求 基础设施

较发育
中等 <1000 平原 大 中等

发育较少
较强 2000~1000 丘陵、高原 较大 较好

发育
强 2000~3000 黄土塬、山地 中等 一般


弱 >3000 沙漠、戈壁 小 差

提纲
? 页岩气的基本特征

? 页岩气系统简介
? 页岩气勘探开发现状 ? 我国页岩气发展前景

? 我国页岩气勘探开发面临的困 难和 挑战

一、技术问题
页岩气藏物性差 ,渗透率极低 ,再加上我国页岩气埋藏较深,开发技 术要求高

二、政策问题
页岩气属于非常规低品位天然气资源 ,开发投资较大 ,风险大 ,需要 积极有效的政策支持

三、管理体制问题
我国现行的天然气价格体制机制和上下游协调发展问题不利于页岩气 的开发

四、基础性调查评价工作滞后
我国基础性页岩气资源调查和评价工作比较缺乏,对全国页岩气资源 潜力及分布特征尚不清楚 , 制约了页岩气资源的开发。

对我国页岩气资源开发的措施建议
1、开展全国页岩气资源战略调查与评价
在已有工作的基础上,组织石油企业、大学及有关科研机构 开展全国页岩气资源战略调查工作,系统评价全国页岩气资源 潜力,掌握页岩气资源规模、潜力及分布情况,预测并评价优 选页岩气富集的有利区域,降低商业勘探风险,促进页岩气开 发。

2、 规划制定全国页岩气发展规划,引导页岩气开


3、创新油气资源管理体制,完善区块矿权设臵制度
借鉴煤层气矿权管理,设立专门的页岩气勘探、开发区块登 记制度,实行国家一级管理。

4、引进与自主创新结合,加强关键技术工艺研发
我国页岩气具有不同于国外页岩气的地质特点,演化程度较 高,含气量偏低,开发工艺和技术也与国外不尽相同。 因此, 我们在积极引进国外先进技术的同时,需要加强对钻完井 、 储层改造等关键技术的自主创新和攻关,特别要加强远距离多 分支水平井、 多段压裂等技术的研发,逐步形成适合我国页岩 气特点的勘探开发核心技术体系。

5、制定优惠税费政策,激励页岩气开发 6、加积开展对外合作,建立页岩气开发先导试验区


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