页岩气勘探选区条件分析

温剑

摘要：文章在把北美对比四川盆地页岩气下，页岩气对比常规天然气下，得出物源和初次运移条件等为成藏页岩气的条件，在二次运移和圈闭条件上，没有具体要求；在分析页岩气成藏条件和特征基础上，对地质状况等多个因素进行综合考虑，进而对勘探开发页岩气选区指标进行建立，作为评价服务页岩气资源的依据。

关键词：页岩气；勘选条件；勘选指标；选区条件；地质勘察 文献标识码：A

中图分类号：TE132 文章编号：1009-2374（2016）31-0141-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.31.070

受勘探常规油气增大难度的影响，人们开始逐步重视勘探非常规油气，自2000年开始，人们更是广泛关注勘探页岩气。中国具有丰富的页岩气资源。前人已经广泛的探索页岩气成藏地质条件和成藏机理，但分类总结页岩气成藏条件和特征还没有展开，在没有充分认识页岩气成藏机理下，评价页岩气资源也困难重重。通过实例研究页岩气盆地和中国四川盆地，剖析页岩气成藏条件与特征，进而把评价页岩气选区标准建立起来，旨在为评价页岩气资源提供依据。

1 页岩气内涵与特征

页岩气就是储集岩系中的天然气，富有机质页岩孔隙度和渗透率极低。甲烷为气体主要成分，游离气和吸附气共存为赋存力方式，成藏条件为自生自储与原位饱和。大型人工造缝是开发页岩气工业产能形成的必要条件，因此，“人造气藏”是对其过程进行的称呼。不同于常规等天然气藏，页岩气自身特征极为显著。以下五个方面为其主要特征体现：

一是页岩气成因具有很多因素，即涵盖生物成因气内容，也涵盖热成因气，同时还包含热裂解成因等内容，在演化有机质各阶段，页岩气源储一体，持续允注和原位饱和聚集为成藏过程；就页岩储层来看，具有超致密性，多样的孔隙类型，微纳米级为主要的孔隙大小。

二是甲烷是页岩气组成主要成分，含有少量的乙烷与丙烷等，N2、CO2等非烃气体也存在，极少有H2S气体，吸附态与游离气为主要气体赋存力形式，20%～80%总气量为吸附气。

三是构造不具备控制页岩气分布功能，圈闭界限没有或不明显，控制含气范围因素，即涵盖成气烃源岩面积，同时也包括封盖层良好状况，资源具有较大的规模，然而可采程度却相对较低，一般是在10%～35%之间，高丰度“甜点”核心区具备。

四是非达西渗流是页岩气产出的主要形式，相态转化无论是解吸、扩散、渗流等状况都比较慢长，具有很长的生产周期。

五是储层大型体积压裂是开发页岩气工业产能形成的必要条件，一般低产或无产为改造前状况，不产水或产水很少为生产过程中状况。

含油气区普遍存在页岩气，受埋藏深度等经济条件等方面影响，有些已经暂时不具备工业价值，而有些还具备一定的工业价值。与北美页岩气产区相比较，我国目前的页岩气勘探实践，分析页岩气成藏条件，可以考察其页岩气是否具备工业价值。太平洋与印度洋等板块交汇处地质构造特征复杂。从童亨茂等研究得出，形成前南华纪陆核和古中国地台等阶段为中国地质构造演化阶段的划分。演化期为3大阶段，变动的沉积盆地形成，具有多类型和复杂结构，叠合多期性与构造多期性特征，富有机质页岩发育在每一阶段都存在。相比于常规天然气，在成藏条件上，页岩气自身特点突出，页岩气成藏必须气源充足，规模页岩具备适度发育的裂缝等，但圈闭条件的特定性不需要。

2 页岩气成藏特征

在成藏条件具备前提下，受成藏机理差异性的影响，页岩气成藏相比于常规天然气，其特征独特性凸显，具体表现在以下两个方面特征：一是成因特征；二是气源生产力特征。

2.1 成因特征

页岩气成因主要涵盖三大类：一是生物成因；二是热解成因；三是热裂解成因。在地质条件下，页岩气成因不仅要经历一种成因类型，可能会经历多种成因类型。由于泥页岩埋深较浅，生成的页岩气受热演化程度较低等影响，即形成生物成因气，密执安盆地的Antrim页岩气，就属于典型的生物成因气。而圣胡安盆地、福特沃斯盆地等地的页岩气碳同位素统计规律不明显，在这些盆地中，受热演化程度较高、部分埋深较大等因素影响，会产生热解成因页岩气，属于残留型的天然气藏，其甲烷气碳同位素偏低。目前，许多商业性开发的页岩气藏，主要都是热解成因类型，或者是热裂解成因的类型，页岩气藏生物成因类型开采较少，生物成因泥页岩生气量较少，很难有充足的气源，因此也很难生成页岩气藏。

2.2 气源生产力特征

气源生产力充足是规模页岩气聚集形成的必要条件，内因母质类型等气源岩本身的特性，加上外因热演化条件等都会影响气源生产力因素，Ⅰ型和Ⅱ型多为页岩气生气母质状况，较少存在Ⅲ型，在热演化程度等同条件下，泥页岩母质类型好，就会具有相对较大的生气潜力，出现气体残留机会增多。而页岩气藏工业开采价值具备，气源生产力均会充足，也就是生成的页岩气足够多，但不能够证明其就是页岩气气源条件，相反，页岩气有极为严格的成藏指标下限，页岩气成藏指标间在某种程度上具备互补性特征，某个单一指标的不足不能证明成藏条件好坏，具有较好的其他指标时，补偿作用就能够发挥出来。

3 页岩气成藏选区条件

3.1 物质来源

暗色泥页岩为页岩气的主要物源，而且这种暗色泥页岩必须富含沥青质或富有机质，也就是高炭泥页岩。这种页岩属于工业聚集型的高炭泥气源物质生物气和低熟未熟气等高炭泥页岩生成气体，构成页岩气气源。

3.2 储集条件

从页岩本身地质条件来看，页岩气储层小于15%，属于一种多数页岩孔隙度状况。如果是1%～5%属于含气有效孔隙度状况。对于商业聚集页岩气来说，仅单一的页岩孔隙是达不到所需的储集空间的，然而由于受页岩裂缝弥补作用的影响，在页岩发育规模下，页岩的页岩气储集空间就极为充足。目前发育裂缝均在已经发现的工业价值页岩气藏中存在，而裂缝发育的地区往往处于构造转换带等地，一般裂缝会发育在这些地区的页岩中，因此页岩气发育有利地区就是盆地边缘斜坡等区域的页岩，在这些地方，页岩基本在埋深方面没有要求，182m为其最浅埋深，页岩气藏状况具备商业价，而页岩气藏发育在埋深超过5000m处依然进行。

3.3 运聚条件

页岩气具有极短的运移距离，近聚集或者原地聚集为基本状况，比较有代表性的应属于自生自储的特点，在初次运移页岩气过程中，气体如果生成于有机母质，那么在页岩气运移后，我们就需要向孔隙及裂缝进入。到了二次运移的时候，成藏就能够完成，不需要进行任何操作。页岩气藏存在形式比较特殊，页岩气藏存体系相对独立，以扩散与渗滤形式散失部分页岩气，但在页岩内部会滞留大部分气体，这是异常压力存在于多数页岩气藏之中的直接因素，是否存在异常压力，是一个重要的识别页岩气藏标志。在浅埋藏阶段，页岩生气量就比较小，直接形成较少的生气，大大小于外部气源岩生物化学生气量。尤其是在异常低压状态下生气量就更容易形成较少的生气。在深埋藏阶段，往往会出现增高热演化程度的状况，在此阶段，页岩增大生气量，并且内部形成异常高压，产生一些急剧膨胀的气体。在深埋藏阶段，烃类流体在页岩气藏外部会出现大量热解成气状况，此时，可以产生压力升高或者出现页岩气藏异常低压等情况，抬升或沉降构造运动发生在页岩气藏时，可能会出现滞留其地层压力的情况，此时就会产生相对高或低的异常压力。

3.4 保存条件

在页岩内部裂缝之中，由于会大量储集页岩气，出现四周的结构被致密的泥页岩包围现象，导致在特定圈闭条件下，可能会出现页岩气成藏不具备条件的问题，如果再出现页岩裂缝发育过度等问题，独立封闭体系就很容易遭到破坏。通过裂缝，页岩气就会散失，这也是页岩气相当发育某些裂缝地区很难成藏的根源所在。当然，如果封盖层条件良好，就可以有效抑制页岩气逸散作用。

3.5 选区条件

目前，从总体上看，勘探和开发中国页岩气状况还处于起步阶段，无论是在开采技术方面，还是在理论研究方面都显得不足，尚处于一种探索阶段。但是建立页岩气选区条件参数，却具有很重要的现实意义在分析页岩气成藏条件基础上，总结出资源丰度和母质类型等方面因素，将会具体影响到页岩气资源地质条件。岩单层厚度比30m低，页岩层厚度小于地层厚度的25%。裂缝发育有较差的程度，构造有较弱的强度，挡板有较弱的条件，贝岩气去带处于该指标范围内，都应该是低于25分以下的分值。开发利用页岩气，主要受以下因素影响，如市场需求、地形条件、埋深等，有着越好的指标参数，就会有越高的响应的分值。

4 结语

勘探页岩气在我国刚刚起步，在认识页岩气成藏方面还处于深度不足状态，在评价页岩气资源方面也很薄弱，因此页岩气勘探选区条件分析对于开发利用页岩气具有重要意义。

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