页岩气含气量和页岩气地质评价综述.docx

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1、页岩气含气量和页岩气地质评价综述一、本文概述随着全球能源需求的不断增长和传统能源的日益枯竭，页岩气作为一种新兴的清洁能源，正逐渐受到全球范围内的广泛关注。作为一种重要的非常规天然气资源，页岩气在能源结构中的地位日益提升，对于保障能源安全、推动能源转型、促进经济发展等方面具有重大意义。因此，对页岩气的含气量进行准确评估，以及对其地质特征进行深入研究，对于页岩气的勘探开发具有重要的理论和实践价值。本文旨在对页岩气含气量和页岩气地质评价进行综述，系统梳理国内外在该领域的研究进展和成果，总结页岩气含气量评估方法和技术手段，分析页岩气地质评价的关键因素和影响因素，为页岩气的勘探开发提供理论支持和参考。文

2、章首先对页岩气的成因、分布和赋存状态进行概述，然后重点介绍页岩气含气量的评估方法、影响因素及评价技术，接着分析页岩气地质评价的主要内容和评价指标，最后探讨页岩气勘探开发的发展趋势和前景。通过本文的综述，期望能为相关领域的研究者和实践者提供有益的参考和启示。二、页岩气含气量及其影响因素页岩气含气量是指单位体积或单位质量的页岩中所含有的天然气量，是评价页岩气臧资源潜力的重要指标。其含气量的高低受到多种因素的共同影响，这些因素大致可以分为地质因素、工程因素以及环境因素等几大类。页岩厚度与分布：页岩的厚度和连续性直接决定了页岩气藏的规模和分布范围。厚度大、连续性好的页岩层往往具有更高的含气量。有机质丰

3、度：页岩中的有机质是生成页岩气的主要来源，有机质丰度越高，页岩气的生成潜力越大。热成熟度：页岩的热成熟度反映了有机质转化为油气的程度，成熟度适中的页岩通常具有较高的含气量。储层物性：页岩的孔隙度、渗透率等物性参数决定了页岩气的储集和运移能力，物性好的页岩层含气量相对较高。钻井工艺：钻井过程中钻井液的选择、钻井速度的控制等因素都会对页岩气的含气量产生影响。完井方式：不同的完井方式（如水平井、垂直井等）对页岩气的开采效果不同，从而影响含气量的评估。压裂技术：压裂是提高页岩气井产量的重要手段，合理的压裂工艺参数能够提高页岩的含气量和开采效率。温度与压力：温度和压力是影响页岩气生成、运移和聚集的重要因

4、素，适宜的温度和压力条件有利于页岩气的形成和保存。水文地质条件：地下水活动对页岩气的赋存状态和运移路径有重要影响，稳定的水文地质环境有利于页岩气的保存。构造背景：区域构造背景决定了页岩气的聚集条件和运聚模式，稳定的构造背景有利于页岩气的富集。页岩气含气量的高低受到多种因素的共同影响，这些因素相互作用、相互制约，共同决定了页岩气藏的规模和开发潜力。因此，在进行页岩气地质评价时，需要综合考虑各种因素，采用多种手段和方法进行综合分析和评价。三、页岩气地质评价方法与技术页岩气地质评价是确定页岩气资源潜力、优化勘探开发部署、指导钻井工程的关键环节。针对页岩气的特殊性，一系列地质评价方法与技术被发展和应用

5、。地球物理勘探技术：地球物理勘探是页岩气地质评价的重要手段。通过地震勘探，可以获得地下的地质结构、岩石类型及厚度等关键信息，进一步预测页岩层的分布和厚度变化。同时，利用高分辨率的地震数据，可以识别页岩层内的裂缝和断层，为后续的钻井工程提供重要参考。地球化学勘探技术：地球化学勘探技术主要用于识别和评价页岩气的有机地球化学特征。通过采集和分析页岩样品中的有机碳含量、热解参数、生物标志物等数据，可以评价页岩的有机质丰度、类型和成熟度，进而预测页岩气的生成潜力和富集区带。钻井与取心技术：钻井与取心技术是获取页岩气地质信息最直接、最准确的方法。通过钻井，可以直接穿透页岩层，获取岩心样品，进一步分析页岩的

6、岩性、矿物组成、裂缝发育等特征。同时一，钻井过程中还可以获取地层压力、温度、渗透率等关键参数，为后续的页岩气开发提供重要依据。数值模拟技术：数值模拟技术是页岩气地质评价的重要辅助手段。通过建立三维地质模型，可以模拟页岩气的生成、运移和聚集过程，预测页岩气的分布规律和富集程度。数值模拟还可以评估不同开发方案的效果，优化钻井布局和开发策略。页岩气地质评价涉及多种方法和技术手段的综合应用。通过综合运用地球物理、地球化学、钻井与取心以及数值模拟等技术，可以全面评价页岩气的地质特征和资源潜力，为页岩气的勘探开发提供科学决策依据。四、页岩气地质评价案例分析页岩气地质评价是确定页岩气资源潜力和开发可行性的关

7、键环节。以下，我们将通过几个具体的案例分析，探讨页岩气地质评价在实际操作中的应用。盆地作为我国重要的能源基地，其页岩气资源潜力巨大。在进行地质评价时，我们首先对盆地的地质背景进行了详细的分析，包括地层结构、岩性分布、构造特征等。在此基础上，我们结合钻井资料和地震数据，对页岩层的厚度、有机质含量、成熟度等关键参数进行了评价。通过综合评价，我们发现该盆地的页岩气资源潜力较高，但同时也存在一些地质风险，如断层发育、地层压力异常等。这些风险对页岩气的开发具有重要影响，因此在后续的勘探和开发过程中需要特别关注。YY地区是我国页岩气勘探的热点地区之一。在进行地质评价时,我们采用了多种方法和手段，包括地质调

8、查、地球物理勘探、地球化学分析等。通过对页岩层的岩石学特征、地球化学特征、储层物性等方面的综合研究，我们得出了该地区页岩气资源潜力的初步评价。同时，我们还对页岩气的成藏条件、运移路径等方面进行了深入的分析,为后续的勘探和开发提供了重要的依据。ZZ页岩气田是我国已经实现商业化开发的页岩气田之一。在进行地质评价时，我们充分利用了已有的钻井资料、地震数据和生产动态数据等，对页岩气的储量、产能、开采条件等方面进行了全面的评价。通过综合评价，我们发现该页岩气田的储量丰富、产能稳定，且开采条件相对较好。这为该页岩气田的商业化开发提供了坚实的基础。通过以上几个案例的分析，我们可以看出，页岩气地质评价是一个复

9、杂而系统的过程，需要综合运用多种方法和手段。在实际操作中，我们需要根据具体的地质条件和勘探目标，选择合适的评价方法和参数，以确保评价结果的准确性和可靠性。我们还需要关注地质风险利开发潜力的综合评价，为后续的勘探和开发提供科学的依据。五、页岩气地质评价面临的挑战与前景展望页岩气地质评价是页岩气勘探开发的关键环节，然而，这一领域仍面临着诸多挑战。页岩气藏具有低孔、低渗、非均质性强等特性，使得储层参数评价和预测变得异常复杂。页岩气藏的成藏机制和主控因素复杂多变，需要更加深入的地质研究和理论创新。页岩气藏开发过程中面临的环境保护问题也不容忽视，如何在保证经济效益的同时实现环境友好开发，是行业需要解决的

10、重要问题。尽管面临挑战，但页岩气地质评价的前景仍然充满希望。随着地质勘探技术的进步和创新，如三维地震、测井、录井等技术的不断发展，将极大地提高页岩气藏评价和预测的精度和效率。随着多学科交叉融合和大数据技术的应用，页岩气地质评价将逐渐实现智能化和自动化，进一步提高评价的准确性和效率。展望未来，页岩气地质评价将更加注重资源潜力的精细评价、储层物性的准确刻画、成藏机制的深入研究以及环境保护的协同考虑。随着全球能源结构的转型和清洁能源的快速发展，页岩气作为一种重要的清洁能源，将在未来能源领域发挥更加重要的作用。因此，加强页岩气地质评价研究，提高评价精度和效率，对于推动页岩气产业的健康发展具有重要意义。

11、六、结论本文综述了页岩气含气量的主要影响因素以及页岩气地质评价的最新研究进展。页岩气作为一种重要的非传统天然气资源，在全球能源供应中扮演着日益重要的角色。页岩气含气量的高低直接影响到页岩气藏的开采潜力和经济价值，因此，对其进行深入研究和准确评价至关重要。页岩气含气量受多种因素共同影响，包括页岩有机质丰度、成熟度、储层物性、裂缝发育程度以及保存条件等。有机质丰度和成熟度是控制页岩气生成的关键因素，而储层物性和裂缝发育程度则影响页岩气的赋存和运移。同时，良好的保存条件对于保持页岩气藏的稳定性和长期开发潜力至关重要。在页岩气地质评价方面，随着技术的不断进步，评价方法也在不断更新和完善。传统的地质评价

12、方法主要依赖于地质钻探和取芯资料,而现代评价方法则更多地融合了地球物理、地球化学等多学科手段，大大提高了评价的准确性和效率。未来，随着页岩气勘探开发的不断深入，对页岩气含气量和地质评价的研究将更加注重精细化、综合化和智能化。通过不断优化评价方法和技术手段，我们可以更加准确地预测页岩气藏的分布和潜力，为页岩气的可持续开发提供有力支持。页岩气含气量和页岩气地质评价研究是一项复杂而重要的任务。通过不断深入研究和技术创新，我们可以更好地认识和利用页岩气这一宝贵的能源资源，为推动全球能源结构的转型和可持续发展作出积极贡献。参考资料：页岩气是一种重要的非常规天然气资源，具有广阔的勘探开发前景。本文对页岩气

13、含气量和页岩气地质评价进行综述，总结前人的研究成果，为页岩气的进一步研究提供参考。关键词：页岩气，含气量,地质评价，资源量，勘探开发页岩气是一种蕴藏在页岩中的非常规天然气，主要包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等烧类气体，以及非烧类气体如二氧化碳、氮气、氢气等。根据赋存状态，页岩气可分为游离气和吸附气两种类型。由于其储层厚度大、储层物性较好，页岩气具有较大的资源潜力，成为全球非常规能源的重要组成之一。本文将重点综述页岩气含气量和页岩气地质评价的研究成果，旨在为页岩气的进一步研究提供参考。页岩气含气量是评价页岩气藏的重要指标之一，主要分为游离气含量和吸附气含量两部分。游离气是指以自由状态存在于裂缝和孔隙

14、中的气体，而吸附气则是被页岩表面吸附的气体。页岩气含气量的变化规律受多种因素的影响，如埋深、地层压力、岩石物性、裂缝发育等。针对不同地区、不同层位的页岩气藏，含气量存在较大差异。随着埋深的增加，游离气含量通常呈增加趋势，而吸附气含量变化规律则较为复杂。在裂缝和孔隙发育的页岩中，游离气含量较高；而在致密、低渗透性的页岩中，吸附气含量可能较高。埋深、地层压力、裂缝和孔隙的发育程度等也是影响含气量的重要因素。页岩气地质评价是对页岩气藏进行全面分析和综合评估的过程，主要包括对页岩气层位、地质结构、油气藏特征、储层物性等方面的评价。这些方面相互关联、相互影响，是页岩气地质评价的重要组成部分。页岩气层位评

15、价是确定页岩气藏的重要环节，主要通过对地层沉积、岩性组合、地球化学特征等方面的研究来进行。不同层位的页岩具有不同的沉积环境和成藏条件，因此需要对各层位进行详细的地质研究，以确定其含气性和开发潜力。地质结构评价是研究页岩气藏的重要因素之一，包括对地层产状、构造特征、断裂发育等方面的研究。页岩气藏多形成于单斜或简单的背斜构造中，而断裂和裂缝的发育对页岩气的富集和运移具有重要影响。因此，对地质结构的精细刻画是进行页岩气勘探和开发的关键。油气藏特征评价是对页岩气藏内部特征的分析和研究，包括对油气藏规模、形态、压力系统等方面的研究。页岩气藏具有复杂的油气藏特征，如多套储层组合、复杂的压力和温度系统等，这

16、些特征对页岩气的生成、运移和聚集具有重要影响。因此，油气藏特征评价是页岩气地质评价中必不可少的一环。储层物性评价是对页岩气藏储层的物理性质和岩石学特征的分析和研究，主要包括孔隙度、渗透率、岩石力学性质等方面。储层物性直接影响着页岩气的可采性和开发效果。因此，准确评价储层物性是进行页岩气勘探和开发的基础。针对不同地区、不同层位的页岩气藏，需要采用不同的储层物性评价方法和参数，以实现最优的开发效果。本文对页岩气含气量和页岩气地质评价进行了综述，总结了前人的研究成果，并提出了目前存在的问题和展望。页岩气含气量主要受到埋深、地层压力、岩石物性等因素的影响，其变化规律具有明显的区域性和非均一性。而页岩气

17、地质评价涉及多个方面，包括页岩气层位、地质结构、油气藏特征和储层物性等，是进行页岩气勘探和开发的关键环节。加强页岩气地质评价的精细化程度和综合分析能力，以提高勘探成功率和对储层的全面认识；重视非常规天然气勘探开发中的环境保护和可持续发展问题，实现资源开发的绿色化和效益的最大化。页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，日益受到全球。在页岩气开发过程中，地质综合评价和目标优选是至关重要的环节。本文将概述页岩气地质综合评价和目标优选的方法，以及它们在页岩气开发中的重要性。页岩气地质综合评价主要包括对地质条件、气藏特征、含气量、压力、温度等因素的评价。这些因素之间相互关联、相互影响，需要进行全面综合的分析

18、。地质条件评价主要包括对盆地、地层、构造等条件的分析，以及对沉积环境、岩石矿物组分等的研究。这些因素对页岩气的生成、储集和封存具有重要影响。气藏特征评价主要页岩储层的物性参数、微观孔隙结构、吸附和解吸性能等。这些特征与页岩气的开采方式和经济性密切相关。含气量评价是页岩气地质综合评价的核心，包括对储层含气量、单位面积含气量、含气饱和度等的计算与评估。含气量直接决定了页岩气的开发价值和经济效益。压力和温度评价在页岩气地质综合评价中也具有重要意义。压力评价可以帮助了解储层的压力分布和流体性质，为开发方案的设计提供依据。温度评价则有助于判断储层的成熟度和生气史，为资源量的估算提供参考。目标优选是在全面

19、综合评价的基础上，根据一定的原则和方法，筛选出具有开发潜力和经济效益的页岩气藏作为开发目标。目标优选主要包括以下步骤：建立评价体系：根据页岩气地质综合评价的要素，建立一套评价体系，明确各要素的评价标准和权重。数据收集与分析：收集相关数据，包括地质、地球物理、钻探等数据，进行分析和处理，为评价提供依据。模型构建：运用适当的数学模型和计算机技术，如数值模拟、人工智能等，对页岩气藏的开发潜力进行模拟预测。综合评价与优选：根据评价体系和模型预测结果，对各目标进行综合评价，筛选出具有开发潜力和经济效益的目标。方案制定：针对优选出的目标，制定具体的开发方案和技术路线，为后续的开发工作提供指导。通过页岩气地

20、质综合评价和目标优选，我们可以得到一系列结果。这些结果可以帮助我们了解页岩气藏的开发潜力和经济价值，同时也能指导后续的开发工作。然而，这些结果也具有一定的可靠性和局限性。可靠性主要体现在评价和优选过程中所采用的数据和模型都是基于大量的实验和研究，具有一定的科学性和准确性。然而，由于地质条件的复杂性和不确定性，以及实验和研究条件的限制，这些结果也具有一定的局限性。为了提高结果的可靠性和准确性，我们需要不断加强实验和研究,完善数据和模型，同时加强不同学科之间的合作与交流，共同推动页岩气开发技术的发展。页岩气地质综合评价和目标优选是页岩气开发过程中至关重要的环节。通过综合评价和目标优选，我们可以全面

21、了解页岩气藏的开发潜力和经济价值，为后续的开发工作提供科学指导。然而，结果的可靠性和局限性也需要我们不断和解决。在未来的研究中，我们需要加强实验和研究，完善评价体系和模型预测方法，同时加强不同学科之间的合作与交流，共同推动页岩气开发技术的发展。随着全球能源需求的持续增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，逐渐受到广泛。页岩气地质综合评价和目标对于实现能源安全和可持续发展具有重要意义。本文将从页岩气地质综合评价和目标两个方面进行探讨。页岩气储层是页岩气开采的基础，储层评价是页岩气地质综合评价的重要环节。储层评价主要包括储层的厚度、分布范围、物理性质、埋藏深度等方面。页岩气储层的厚度通常在几十米

22、到几百米之间，分布范围广泛，但埋藏深度相对较浅。储层的物理性质包括孔隙度和渗透率等，这些指标直接影响到页岩气的储量和开采效果。资源量评估是页岩气地质综合评价的关键环节，它反映了页岩气的可采储量和经济价值。资源量评估的主要方法包括地质类比法、容积法、数值模拟法等。其中，地质类比法是通过与已知页岩气田的对比，估算未探明区域的资源量；容积法是通过测量页岩气储层的体积和平均含气量，估算资源量；数值模拟法是通过建立数值模型，模拟页岩气的运移和聚集规律，估算资源量。开发潜力评估是指评估页岩气开发项目的可行性。评估的主要内容包括资源量的可采性、经济成本和技术难度等。其中，资源量的可采性主要指可采储量和采收率

23、；经济成本包括钻井、压裂、开采等环节的成本；技术难度包括钻井技术、压裂技术、开采技术等方面的难度。提高采收率是页岩气地质目标之一。提高采收率可以增加可采资源量，降低开发成本，提高经济效益。为实现提高采收率的目标，需要研究页岩气的形成规律和运移机制，研究适合于页岩气的开采技术,提高开采设备的效率和使用寿命。优化开发方案是实现页岩气高效开发的关键。优化开发方案主要包括合理选择开发井位、确定开发井的间距和数量、确定开采时间和周期等方面。优化开发方案可以降低开发成本，提高开采效率和经济效益。页岩气开采过程中会产生大量的废水和废气，这些废弃物如果处理不当，会对环境造成严重污染。降低环境污染是页岩气地质目

24、标之一，需要采取有效的环境保护措施，确保页岩气开发项目的环境可持续性。例如，采用环保型的钻井液和压裂液，加强废水处理和废气排放的控制和管理等。页岩气地质综合评价和目标是实现页岩气高效开发和可持续利用的关键。为实现这些目标，需要加强页岩气地质研究和勘探工作，提高开采技术和管理水平，降低环境污染和成本，提高经济效益和社会效益。页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气。页岩气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。是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的

25、混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20%85虬页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。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、分布广的页岩煌源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产页岩气分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。页岩气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

26、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。页岩气生产过程中一般无需排水，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。根据预测，我国的主要盆地和地区资源量约36万亿立方米，经济价值巨大，资源前景广阔。2021年12月24日下午，2022年全国能源工作会议在北京召开。会议中指出，油气方面，加大油气勘探开发，预计全年原油产量99亿吨、连续3年回升,天然气产量2060亿方左右、连续5年增产超百亿方,页岩油产量240万吨、页岩气产量230亿方、煤层气利用量77亿方，继续保持良好增长势头。页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。天然气在

27、页岩中的生成、吸附与溶解逃离，具有与煤层气大致相同的机理过程。如图所示，通过生物作用或热成熟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，此时所形成的页岩气主要以吸附状态赋存于页岩内部。当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕的页岩气解吸进入基质孔隙。随着天然气的大量生成，页岩内压力升高，出现造隙及排出，游离状天然气进入页岩裂缝中并聚积。页岩岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类，岩石组成一般包括30%50%的粘土矿物、15%25%的粉砂质（石英颗粒）和4%30%的有机质。正是由于页岩具有这样的特性,所以页岩中的天然气具有多种存在方式，主要包括了2种形式，即游

28、离态（大量存在于页岩孔隙和裂缝中）和吸附态（大量存在于粘土矿物、有机质、干酪根颗粒及孔隙表面上），其中吸附态存在的天然气占天然气赋存总量的20%以上（BarnettShale）到85%（LeWiSShaIe）O前人对美国5大页岩气盆地页岩气的成因研究表明，页岩气可以通过以下2种途径演变而来。页岩中热成因气的形成有3个途径（如图）：干酪根分解成气体和沥青；沥青分解成油和气体（步骤1和步骤2为初次裂解）；油分解成气体、高含碳量的焦炭或者沥青残余物（二次裂解）。最后一个步骤主要取决于系统中油的残余量和储层的吸附作用。德克萨斯州的FortWorth盆地的Barnett页岩气就是通过来源于干酪根热降解和

29、残余油的二次裂解，主要以残余油的二次裂解为主，正因为如此，使得Barnett页岩气具有较大资源潜力。页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、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。天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集，表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、

30、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。一般指页岩在成岩的生物化学阶段直接由细菌降解而成的气体，也有气藏经后期改造而成的生物气。如美国密歇根盆地的Antrim页岩气是干酪根成熟过程中所产生的热降解气和产甲烷菌新陈代谢活动中所产生的生物成因气，以后者为主。其原因可能是发育良好的裂缝系统不仅使天然气和携带大量细菌的原始地层水进入Antrim页岩内，而且来自上覆更新统冰川漂移物中含水层的大气降水也同时侵入,有利于细菌甲烷的形成。较快的沉积条件和封闭性较好的还原环境是黑色页

31、岩形成的重要条件。沉积速率较快可以使得富含有机质页岩在被氧化破坏之前能够大量沉积下来，而水体缺氧可以抑制微生物的活动性，减小其对有机质的破坏作用。如FortWOrth盆地Barnett组富有机质黑色页岩沉积于深水（120215米）前陆盆地，具有低于风暴浪基面和低氧带（OMZ）的缺氧一厌氧特征，与开放海沟通有限。广泛分布的泥页岩是形成页岩气的重要条件。同时，沉积有效厚度是保证足够的有机质及充足的储集空间的前提条件，页岩的厚度越大，页岩的封盖能力越强，有利于气体的保存，从而有利于页岩气成藏。美国5大页岩气勘探开采区的页岩净厚度为1444米，其中产气量较高的Barnett页岩和Lewis页岩的平均厚

32、度在48米以上。总有机碳含量是炫源岩丰度评价的重要指标，也是衡量生燃强度和生煌量的重要参数。有机碳含量随岩性变化而变化，对于富含粘土的泥页岩来说，由于吸附量很大，有机碳含量最高，因此，泥页岩作为潜力源岩的有机含量下限值就愈高，而当煌源岩的有机质类型愈好,热演化程度高时，相应的有机碳含量下限值就低。对泥质油源岩中有机碳含量的下限标准，国内外的看法基本一致，为4%6乐而泥质气源岩有机碳含量的下限标准则有所不同。大量研究结果表明，气态煌分子小，在水中的溶解能力强，易于运移，气源岩有机碳含量的下限标准要比油源岩低得多。美国5大页岩气系统页岩总有机碳含量较高，分布范围大（5%25%）,可分为2类，Ant

33、rim页岩和NewAlbany页岩的ToC含量较高,一般分布于3%25%之间；而Ohio页岩、Barnett页岩和Lewis页岩的TOC含量在45%7%之间。在不同的沉积环境中，由不同来源有机质形成的干酪根，其组成有明显的差别，其性质和生油气潜能也有很大差别。因此，研究干酪根的类型（性质）是油气地球化学的一项重要内容，也是评价干酪根生油、生气潜力的基础。干酪根类型是衡量有机质产煌能力的参数，不同类型的干酪根同时也决定了产物以油为主还是以气为主。一般来说，I型干酪根和11型干酪根以生油为主，IH型干酪根则以生气为主。纵观美国页岩气盆地的页岩干酪根类型，主要以I型干酪根与11型干酪根为主，也有部分

34、11I型干酪根，而且不同干酪根类型的页岩都生成了数量可观的气，有理由相信，干酪根类型并不是决定产气量的关键因素。沉积岩石中分散有机质的丰度和成煌母质类型是油气生成的物质基础，而有机质的成熟度则是油气生成的关键。干酪根只有达到一定的成熟度才能开始大量生煌和排煌。不同类型的干酪根在热演化的不同阶段生煌量也不同。在低熟阶段（4%6%）,有机质就可以向垃类转变。美国5大页岩盆地页岩的热成熟度分布范围在4%0%之间，可见在有机质生煌的整个过程都有页岩气的生成。随着成熟度的增加,早期所生成的原油开始裂解成气。美国Barnett页岩之所以含气量大,主要源于生煌体积（有机质丰度、生煌潜力和页岩厚度引起的结果）

35、，成熟度以及部分液态燃持续裂解生气。成熟度越低的Barnett页岩区,其气体产量就越低，这可能是因为生气少，残留煌的流动阻塞孔隙的缘故。许多高熟的Barnett页岩区干酪根和油的裂解使生气量大幅提高，导致页岩气井气体流量大。因此，成熟度是评价高流量页岩气相似性的关键地球化学参数。在常规储层中，孔隙度是描述储层特性的一个重要方面。页岩储层也是如此。作为储层，页岩多显示出较低的孔隙度10%）,当然也可以有很大的孔隙度，且在这些孔隙里储存大量的游离气，即使在较老的岩层，游离气也可以充填孔隙的50机游离气含量与孔隙体积的大小密切联系。一般来说，孔隙体积越大，所含的游离气量就越大。页岩的矿物成分较复杂，

36、石英含量高，且多呈粘土粒级，常以纹层形式出现，而有机质、石英含量都很高的页岩脆性较强，容易在外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝，有利于天然气渗流，说明岩性、岩石矿物成分是控制裂缝发育程度的主要内在因素。由于页岩具有低孔隙度低渗透率的特性，产气量不高，而那些开放的矩形天然裂缝弥补了这一不足，大大提高了页岩气产量。裂缝改善了泥页岩的渗流能力，裂缝既是储集空间，也是渗流通道，是页岩气从基质孔隙流入井底的必要途径。并不是所有优质燃源岩都能够形成具有经济开采价值的裂缝性油气藏，只有那些低泊松比、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。在裂缝性页岩气系统中，页岩对气的吸附能力与页岩的总

37、有机碳含量之间存在线性关系。在相同压力下，总有机碳含量较高的页岩比其含量较低的页岩的甲烷吸附量明显要高。页岩气除了被有机质表面所吸附之外，还可以吸附在粘土的表面（干燥）。在有机碳含量接近和压力相同的情况下,粘土含量高的页岩所吸附的气体量要比粘土含量低的页岩高。而且随着压力的增大，差距也随之增大。地层压力也是影响页岩气产量的因素之一。研究表明，地层压力与吸附气有着正相关性，地层压力越大，页岩的吸附能力就越大，吸附气的含量也就越高。游离气含量也会随着压力的增加而增加，两者基本上呈线性关系。值得注意的是，压力在89MPa以前，吸附气含量随压力增加的幅度很明显，而在其之后，增加的幅度不太明显，类似于常

38、规的致密气藏。当然，不同地区由于有机质含量和周围围岩封存能力的不同，压力梯度也会产生差异。除了上述影响因素之外，有机质类型、成熟度等也会影响页岩气含量。页岩气经历了复杂多变的成藏过程，是天然气成藏机理序列中的重要构成和典型代表。根据不同的成藏条件，页岩气成藏可以表现为典型的吸附机理、活塞运聚机理或置换运聚机理。按照成藏机理的不同，可将天然气成藏过程分为3个主要阶段，而前2个阶段即是页岩气的成藏过程。第1阶段是天然气的生成与吸附。该阶段发生在成藏初期，与煤层气的成藏机理相同。由于页岩中的有机碳等物质表面具有吸附能力,页岩生气过程中，最开始生成的少量天然气均被有机碳等物质吸附，故页岩层中仅存有吸附

39、态的天然气（图A）。第2阶段是天然气的造隙及排出。该阶段处于生气高峰期，与根缘气的形成机理类似。随着天然气的大量生成，页岩中的有机碳无法将其完全吸附，因此未被吸附的天然气在页岩层中以游离态聚集。随着页岩气的不断生成，聚集的大量游离气因膨胀而形成高压，直至岩层破裂并产生微裂隙。由于此时产生的裂缝或孔隙极其微小，使得页岩气无法在页岩层内部自由流动。在此后的强力生煌作用即生气膨胀力的作用下，页岩气沿构造上倾方向从底部高压区向高部相对低压区发生排驱和整体推进作用，从而使地层处于大面积包含气状态。此阶段生成的天然气不受浮力作用，表现为活塞式的运聚特征（图B）。第3阶段是天然气的置换与运移。如果天然气的生

40、成量持续增加而页岩层的外部又有合适的储层，则在浮力作用下，天然气将以置换方式沿裂缝从泥页岩层向储层运移，从而形成常规天然气藏（图C）O页岩气成藏过程中，吸附机理与活塞式运聚机理共同作用，控制着页岩气藏中吸附态和游离态天然气所占空间比例变化。因此，页岩气的成藏机理实质上是天然气在页岩孔隙中赋存状态之间的动态平衡。页岩中吸附态天然气的存在是由其本身所含岩石特性决定的，与保存条件没有直接关系，故页岩气成藏后对保存条件没有特殊要求。在四川盆地海相地层中监测到的气测异常也证实了即便是多期次的构造运动，也不会对页岩气藏有太大的影响。中国学者对页岩气的研究起步较晚，国内最早有关页岩气的报道出现于1996年第

41、4期的国外测井技术。但直到2002年，李大荣等译自J.B.Curtis的经典文章Fracturedshale-gasSySteins发表后，国内的许多学者才开始关注页岩气。2004年以来，以中国地质大学张金川教授、中国石油勘探开发研究院李新景和王社教授、中国石油勘探开发研究院廊坊分院王红岩和李景明教授以及长江大学潘仁芳教授为代表的杰出石油地质科技工作者开始了页岩气勘探开发基础理论的相关研究，在页岩气成藏机理、储量评价、资源量分类、页岩气渗流机理等方面取得了可喜的成果，为我国页岩气勘探开发奠定了理论基础；2009年，我国启动“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选”项目；2010年，我国分三个梯

42、次开展了研究工作，第一启动了“川渝黔鄂页岩气调查先导试验区”工作开展重点调查，第二在下扬子苏皖浙地区开展页岩气资源调查，第三在北方地区（华北、东北和西北）开展页岩气资源前期调查研究；2011年，结合前期调查研究成果，国土资源部在川渝黔鄂开展了5个项目的先导性试验，在上扬子及滇黔桂区、中扬子及东南区、西北区、青藏区、华东-东北区5个大区继续开展资源潜力调查,同时开展了5个页岩气勘探开发相关工艺技术的攻关项目o2012年4月长宁地区宁201-H1井五峰组一龙马溪组测试获日产页岩气15X104立方米，实现了中国页岩气勘探商业开发的突破。同年11月中国石化在川东南涪陵焦石坝地区，焦IHF井在五峰组一龙

43、马溪组测试获日产页岩气3X104立方米。2014年提交中国首个页岩气探明地质储量15X108立方米。截止2017年底，涪陵页岩气田已累计探明地质储量超过6000108立方米。累计建成页岩气产能100Xl08立方米，页岩气年产量达4X108立方米。通过勘探开发实践，中国学者先后提出复杂构造区海相页岩气“二元富集”规律、“构造型甜点”和“连续型甜点区”页岩气富集模式等认识，海相页岩气选区评价、目标优选等勘探评价技术体系日趋成熟，初步形成了页岩气气藏描述、产能评价、开发参数优化等相关开发技术；水平井优快钻井、泵送桥塞分簇射孔分段压裂、同步压裂、拉链式压裂等技术工艺日趋成熟，具备了3500米以浅海相页

44、岩气规模开发的技术能力；形成了山地井工厂作业模式，大大提高施工效率，与单个平台单口钻井相比，钻井、建井周期同比均缩短30%以上；配套形成了废渣、废液和废气循环利用、无害化处理的清洁生产技术体系。在关键压裂设备的研制方面，形成了具有自主知识产权的3000型压裂车等，建立了国产大功率压裂机组的研发、试验、制造体系和应用规范；自主研发的裸眼封隔器、桥塞等井下压裂工具，实现了工业化批量生产。仅以涪陵页岩气田勘探开发为例，已经形成近百余项技术标准和规范，国家专利已授权39项，其中发明专利12项。中国在页岩气领域取得的科技进步得到了全球业界的高度关注和认可，2014年第五届世界页岩油气峰会授予中国企业“页

45、岩油气国际先锋奖”，2018年涪陵大型海相页岩气田高效勘探开发项目获得国家科技进步一等奖。2022年10月，中国石化江汉油田涪陵页岩气田焦页18-S12HF井顺利完井，完钻井深7161米，其中，水平段长4286米，页岩气超长水平井钻探取得重大突破。全球页岩气资源十分丰富且分布普遍，据美国国家石油委员会(NPC)统计，截至2009年底，全球页岩气资源量约为2万亿立方米，占全球非常规气资源量近50%,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。主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋国家、拉美、其他地区等(见下表)。其中北美最多，但其丰度低，技术可采量占资源总量的比例较低

46、,同时页岩气的储层具有低孔隙率和低渗透率的特点，开采难度大，需要高水平的钻井和完井技术。在21世纪刚开始开采页岩气时，多采用水平钻井技术和水基液压裂技术提高采收率。美国本土有48个州广泛分布着有机页岩，具有丰富的页岩气资源。据美国国家油气资源委员会估计，美国页岩气资源总量大约在2万亿8万亿立方米，可采资源量约为62万亿立方米，截至2008年底，美国探明页岩气储量9289亿立方米。欧洲页岩气储藏量可达15万亿立方米，瑞典的明矶片岩，德国北部、荷兰和英国南部的波西多尼亚片岩等，都与美国的页岩类似。欧洲的页岩主要呈黑色或深棕色，表示岩层在形成过程中，富含了泥土中生长的生物所具有的有机物质，而这些有机

47、物质大部分都变成了现在的页岩气。如果页岩储藏能够证实，那么这将改变欧洲国家长期依赖俄罗斯天然气的命运。目前，欧盟成员国天然气供给的1/4来自俄罗斯。拉美页岩气资源主要集中在阿根廷、墨西哥和巴西等国。我国页岩气资源很丰富，但开发还处于起始阶段。国家正在积极推进页岩气的开发利用工作。2018年自然资源部矿产资源保护监督工作小组透露，自2014年9月到2018年4月，不到4年时间，我国页岩气累计新增探明地质储量突破万亿立方米，产能达135亿立方米，累计产气80亿立方米。自2014年9月到2018年4月，不到4年时间,在四川盆地探明涪陵、威远、长宁、威荣4个整装页岩气田，页岩气累计新增探明地质储量突破

48、万亿立方米，产能达135亿立方米，累计产气80亿立方米。虽然中国页岩气勘探还处于起步阶段，但经过成藏条件的初步对比发现，中国的许多盆地与美国东部地区页岩气藏的地质条件类似，故勘探潜力巨大。中国的页岩气发育区可划分为与板块大致对应的四大区域，即南方地区、中东部地区、西北地区及青藏地区，这些区域都具有良好的页岩气勘探前景（如图）。中国南方扬子地台区共发育8套以黑色页岩为主体的燃源岩层：上震旦统陡山沱组、下寒武统筑竹寺组、上奥陶统五峰组一下志留统龙马溪组、中泥盆统罗富组、下石炭统河州组、下二叠统栖霞组、上二叠统龙潭组及大隆组、下三叠统青龙组。以上各层位分布广、埋藏浅、厚度大、有机质丰富、成熟度高，且

49、具备优越的页岩气成藏条件,因此是页岩气发育的有利区域，勘探潜力巨大。其中，四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动，形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件，其下古生界煌源岩具有分布广、厚度大、成熟度高、微裂缝发育、有机质生慌作用强的特点,并有大量证据显示该盆地存在丰富的页岩气。例如，该盆地下志留统龙马溪组的黑色笔石页岩最为发育，而南部长宁构造新完钻的页岩气浅井的分析测试数据也证实了龙马溪组具有形成页岩气藏的优越条件；采用体积法初步估算四川盆地及邻区的龙马溪组页岩气资源量为OX1084X108立方米，显示了该区页岩气巨大的勘探潜力；2009年,在重庆彭水钻探的第一口页岩气战略调查井一一渝页1井见到良好的页岩气显示，对渝页1井