福特沃斯盆地Barnett页岩气藏特征及启示
福特沃斯盆地Barnett页岩气藏特征及启示3
聂海宽,张金川,张培先,宋晓薇
(中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083)
摘 要:福特沃斯盆地Newark East页岩气田是美国第一大页岩气田,代表了一个集烃源岩、储层和盖层等成藏体系所有关键要素存在于同一套页岩层的非常规天然气藏———页岩气藏。根据研究资料,对福特沃斯盆地Barnett页岩气藏的特征进行了分析,包括页岩厚度、有机质类型及丰度、成熟度、孔渗和裂缝特征以及含气量等指标,重点研究了Newark East页岩气田的特征,该气田具有页岩层相对较厚、有机质丰度高、热成熟度高和被致密碳酸盐岩包围的特征。最后得出Newark East气田Barnett页岩气藏的气藏模式,并认为该页岩气藏的特征、模式在马拉松-沃希托、阿巴拉契亚逆冲褶皱带前缘的前陆盆地中具有普遍意义。关键词:页岩气;模式;特征;Barnett页岩;福特沃斯盆地
中图分类号:TE132.2 文献标识码:A 文章编号:100027849(2009)022*******
福特沃斯盆地是美国德克萨斯州中北部南北向延伸的浅盆状洼地,面积约38100km2。勘探实践表明,密西西比系(下石炭统,下同)Barnett页岩是储量很大的页岩气藏。20世纪80年代以前,Bar2 nett页岩并不是勘探的目标,当时勘探的重点是宾夕法尼亚系碎屑岩以及奥陶系、密西西比系、宾夕法尼亚系(上石炭统,下同)碳酸盐岩。虽然有很多井钻遇了Barnett页岩,且常有很强的气显示,但却被认为是没有经济价值的“页岩气藏”[122]。20世纪80年代,Mitchell能源开发公司开始把Barnett页岩分布区作为可能的油气高产区进行了勘探开发。20世纪90年代中期,在盆地北部建立了一个天然气高产区———Newark East页岩气田。2006年,Newark East页岩气田成为德克萨斯州产量最大的气田,按照能源信息管理局(EIA)最近的气田储量评价, Newark East气田的储量居全美气田第三,产量居全美气田第二[324],占全美页岩气总产量的一半以上,是美国最大的页岩气田。2004年,美国地质调查局U SGS评价的页岩气田的资源量为7560亿m3,其中Newark East页岩气田为4134亿m3[5]。
福特沃斯盆地Barnett页岩气藏的成功勘探开发可以作为一个页岩气勘探的模型来类比其他盆地页岩气的勘探[2],尤其是位于马拉松—沃希托、阿巴拉契亚逆冲褶皱带前缘的盆地,采用这种模型,在该地区的黑勇士、阿科马、二叠以及阿巴拉契亚等盆地的相当层系也都发现了页岩气藏。Barnett页岩气藏的成功勘探,可以为我国相关盆地的页岩气勘探提供参考和借鉴。
1 构造及地层特征
福特沃斯盆地是一个边缘陡、向北加深的凹陷,基本构造图如Barnett页岩构造等高线所示(图1[1,6]),它的枢纽方向大致平行于限制盆地向北
-
图1 福特沃斯盆地构造图[1,6]
Fig.1 The structure map of Fort Worth Basin
第28卷 第2期2009年 3月
地质科技情报
Geological Science and Technology Information
Vol.28 No.2
Mar. 2009
3收稿日期:2008207202 编辑:禹华珍
基金项目:国家自然科学基金项目(40672087;40472073);国家重点基础研究计划项目(2005CB422106)
作者简介:聂海宽(1982— ),男,现正攻读矿产普查与勘探专业博士学位,主要从事油气成藏机理和非常规天然气地质研究。
北东发育的门斯特隆起,而后向南弯曲平行于沃希
托逆冲褶皱带前缘,限制盆地向西-北西发育的构造在早中宾西法尼亚世作为东部沃希托逆冲褶皱带的对应产物就已经形成[7]。福特沃斯盆地是晚古生代沃希托造山运动形成的几个弧后前陆盆地之一,沃希托造山运动是由泛古大陆变形引起的板块碰撞(北美板块和南美板块)形成逆冲断层的主要事件[8]。盆地东部边界为沃希托逆冲褶皱带,北部边界是基底边界断层控制的红河隆起和门斯特隆起,西部边界为本德隆起、东部陆棚等一系列坡度较缓的正向构造,南部边界为大草原隆起。
福特沃斯盆地发育的地层主要有寒武系、奥陶系、密西西比系、宾夕法尼亚系、二叠系和白垩系。下古生界上部为一区域性角度不整合,盆地内缺失志留系和泥盆系。上密西西比统和下宾夕法尼亚统表现为连续沉积,但在某些地区可能为平行不整合(例如在门斯特隆起附近)[9]。古生界根据构造演化历史可大致分为3段[1]:①寒武系—上奥陶统,为被动大陆边缘的地台沉积,包括Riley -Wilberns 组、Ellenburger 组、Viola 组和Simp son 组;②中上密西西比统,为沿俄克拉荷马坳拉槽构造运动产生沉降过程的早期沉积,包括Chappel 组、Barnett 页岩组和Marble Falls 组下段;③宾夕法尼亚系,代表了与沃希托逆冲褶皱带前缘推进有关的主要沉降过程和
盆地充填(主要是陆源碎屑充填),包括Marble Falls 组上段和Atoka 组等。
2 Barnett 页岩层主要指标
福特沃斯盆地形成于早期的晚密西西比世,在早古生代形成的坳拉槽南部残余区域的德克萨斯州中北部沉积了一套富含有机质的黑色页岩[6],由石灰质页岩、黏土页岩、石英质页岩和含白云石页岩组成[1]。详细的生物标志化合物和轻烃地球化学研究表明密西西比系Barnett 页岩是福特沃斯盆地德克萨斯州中北部的主要烃源岩。在盆地中部和东部,Barnett 页岩底部常常包含一层薄薄(<3m )的富含磷酸盐物质的区带,主要是磷灰石[1],向盆地的北部,富含有机质的黑色页岩相变为富含碳酸盐相,碳酸盐物质可能是由一系列洪流导致的碎屑流沉积[2]。生物标志化合物研究表明Barnett 页岩的沉积环境为:海相、缺氧、强烈上升流、正常盐度[10]。黑色富含油气的泥岩和海绿石、磷酸盐岩证据同样表明,页岩是在还原条件下缓慢沉积的。2.1厚度
Barnett 页岩的厚度和岩性在盆地范围内是变化的,东北部最厚(图22A [1,11]),并包含了一层向南和向西迅速变薄的灰岩。Barnett
页岩层的北部被
图2 福特沃斯盆地Barnett 页岩厚度图[1,11](A )和成熟度等值线图[1,11](B )
Fig.2 Generalized isopach map (A )and lines of equal thermal maturity (B )of Barnett shale ,Fort Worth Basin
红河隆起和门斯特隆起所限,南部和东南部被沃希托逆冲褶皱带所限。在盆地北部,Barnett 页岩平均
厚91m ,在门斯特隆起附近盆地最深处页岩的厚度超过305m ,夹层灰岩层的厚度累计约122
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m[1,526,12213]。在Newark East气田的北部和东北部, Barnett页岩的碳酸盐含量大量增加[14],主要是因为波浪和水流把盆地西部Capple礁的碳酸盐碎屑运移到此处,使Barnett页岩下段的细粒钙质物质相当丰富[15]。Barnett页岩向西、向南迅速变薄,在大草原隆起区域其厚度只有几米到十几米,如在Lampasas县和San Saba县境内沿大草原隆起出露的地层厚9～15m,并且富含油气[16]。总的来说, Barnett页岩在下列地区是缺失的:①北部和北东部红河隆起和门斯特隆起被剥蚀区域;②南部沿大草原隆起区域;③西部剥蚀区域。
2.2有机质类型、丰度及成熟度
Barnett页岩的油气分布、饱和度以及生产能力等都非常复杂并且强烈依赖有机质丰度、热成熟度和埋藏史等条件[1]。随岩性的不同,有机质丰度也发生变化,在富含黏土的层段有机质丰度最高,而且成熟的地下标本和不成熟的露头标本有很大差别。对不同深度钻井岩屑的分析结果表明,其有机碳质量分数在1%～5%之间,平均为2.5%～3.5%,岩心分析数据通常比钻井岩屑分析的高,为4%～5%[12,17],如Newark East气田T.P.Sims2井采出的Barnett页岩岩心的有机碳质量分数为4.5%[6];Henk等[18]同时测量了岩心和钻井岩屑的有机碳质量分数,发现其岩心测量值比钻井岩屑测量值高2.4倍,表明钻井岩屑测量的有机碳质量分数具有稀释效应。J arvie等[19]和Pollast ro等[20]测得San Saba县和Lampasas县Barnett页岩露头样品的有机碳质量分数高达12%。虽然Barnett页岩的有机碳质量分数变化较大,但总体来说其有机碳质量分数是相当高的,平均大于2%,表明在中低成熟度时,该页岩层具有很好的生油气能力,有机碳质量分数高是Barnett页岩气藏被成功勘探开发的重要因素。
Barnett页岩的有机质以易于生油的Ⅱ型干酪根为主。在镜质反射率R o小于1.1%时,以生油为主,生气为辅。干气区主要分布在盆地东北部和冲断带前缘,这些地区埋藏较深,成熟度较高,R o超过1.1%～1.4%,处在生气窗内,如Wise县生产的伴生湿气的R o为1.1%,干气的R o在1.4%以上;油区主要分布在盆地北部和西部成熟度较低的区域, R o为0.6%～0.7%;在气区和油区之间是过渡带,既产油又产湿气,R o在0.6%～1.1%之间[1,526]。然而,在Newark East页岩气田及其邻区生产的天然气可能是后期高成熟度(R o≥1.1%)原油和沥青的二次裂解形成的[6]。天然气技术研究所GTI公布Barnett页岩气藏产气区页岩的R o为1.0%～1.3%,实际上产气区的R o西部为1.3%,东部为2.1%,平均为1.7%[4,6](图22B[1,11])。
重建的埋藏史图表明[1,20],福特沃斯盆地Bar2 nett页岩在宾夕法尼亚纪、古近纪和新近纪经历了明显的抬升和剥蚀,并经历了3期热史(图3[1]):第一期,宾夕法尼亚纪-二叠纪快速沉降和埋深时期;第二期,晚二叠世—中晚白垩世,Barnett页岩一直处于恒温状态,只是在中白垩世才被加快埋深的短暂时期打断;第三期,以晚白垩世—古近纪的抬升和轻微超压为标志。Ewing[21]进一步研究了福特沃斯盆地的埋藏史,并指出最大埋深、最大受热和最大生烃都发生在二叠纪、三叠纪、侏罗纪和白垩纪。从埋藏史图上可以看出Barnett页岩从晚宾西法尼亚世开始生烃,在二叠纪、三叠纪和侏罗纪达到生烃高峰,并一直延续到白垩纪末。Barnett页岩可能也经历了幕式的排气过程,这些天然气主要来自于沥青裂解,其次是原油裂解[1,6,17218,20]。我国南方地区同样经历了长期的构造运动和热演化,演化历史复杂,热成熟度较高,为勘探增加了难度,Barnett页岩气藏成功勘探开发的经验可以为我国南方地区的页岩气勘探提供借鉴
。
图3 福特沃斯盆地Eastland县单井埋深史图[1]
Fig.3 Burial2history reconstruction for individual wells in Eastland County,Fort Worth Basin
O.奥陶系;S.志留系;D.泥盆系;M.密西西比系;P.宾夕法尼亚系;P.二叠系;T.三叠系;J.侏罗系;K.白垩系;E.古近系
2.3孔渗和裂缝特征
Barnett页岩高产气层段的基本孔渗和裂缝特征主要依靠岩心分析获得。研究资料表明有生产能力的、富含有机质的Barnett页岩的孔隙度为5%～6%,渗透率低于0.01×10-3μm2,平均吼道半径小于0.005μm(大约是甲烷分子半径的50倍)[2],平均含水饱和度为25%,但随碳酸盐含量的增加而迅速升高[1]。
Barnett页岩含有天然裂缝,孔隙度和渗透率伴
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第2期 聂海宽等:福特沃斯盆地Barnett页岩气藏特征及启示
随有机质成熟(由液态烃到气态烃)而增大,并导致微裂缝的生成。天然气除吸附在有机质(干酪根)上外,还储存在这些微裂缝之中。然而对Wise县Mitchell Energy T.P.Sims2井岩心的详细研究以及其他井岩心样品的观察表明:绝大多数裂缝全部或大部分被钙质胶结[22]。关于裂缝在Barnett页岩气藏中的作用,很多学者都进行过探讨[1,2,23],但都没有得出实质性的结论。Bowker[2]认为高气体体积含量、易扩散以及能进行压裂等因素是Barnett 页岩气藏被成功勘探开发的关键。而且在构造弯曲部位(背斜或向斜)和岩溶上方的页岩气井产量要比非构造部位的页岩气井产量低[2,24],因为这些部位裂缝发育,水力压裂的水会沿着裂缝进入其下的Viola组和(或)Ellenburger组灰岩层,不能在Bar2 nett页岩中获得良好的有利于页岩气生产的裂缝。
2.4含气饱和度
Barnett页岩气藏天然气的赋存方式包括两种:游离态和吸附态,尤其是吸附态天然气的含量直接决定着页岩气藏的品质,所以,国内外学者在这方面做了大量的工作[1,12,23,25229]。Bowker[12]利用New2 ark East气田南部Johnson县Chevron地区Mil2 dred Atlas1井的岩心样品分析了罐装解析气量并绘制了真实的反映总吸附气量随压力变化的吸附等值线,表明在气田常规气藏条件下(20.70～27.58 M Pa),Barnett页岩中吸附气的体积含量为2.97～3.26m3/t,比早期分析的数据(约1.13m3/t)高很多[1]。Humble G eochemical公司近期研究Sims2井的资料后指出,计算的气体体积含量实际上超过Mil2 dred Atlas1井,而这两口井的总有机碳质量分数相近,Sims2井为 4.79%,Mildred Atlas1井为4.77%[4]。在Denton县的Mitchell Energy K athy K eel3井(后被称为K.P.Lipscomb3井),现今的有机碳质量分数为5.2%,吸附气体积含量为3.40m3/ t[25],占天然气总体积含量(5.57m3/t)的61%[1]。
在对Wise县T.P.Sims2井重新研究的基础上制成的甲烷等温线也得出了类似的结论(图4[1])。这些等值线包括了吸附气量和总气量,与Mildred Atlas1井以及Kat hy Keele3井的结论相似。在气藏压力下(26.21M Pa),吸附气的体积含量占总气体体积含量(4.81～7.08m3/t)的35%～50%,即1.70～3.54m3/t,平均水平是2.41m3/t 的吸附气和2.97m3/t的游离气,分别占总气体体积含量(5.38m3/t)的45%和55%。
以上资料表明,Barnett页岩气藏中有40%～60%的天然气以吸附态赋存于页岩中,比早期研究的数据大很多,说明Barnett页岩比以前认为的有更大的资源储量潜力。Barnett
页岩气藏的丰度比
图4 福特沃斯盆地Wise县Barnett页岩岩心气体等温线图[1] Fig.4 Adsorption isotherms for Barnett Shale,Wise County,Fort Worth Basin
Wise县Mitchell Energy T.P.Sims2井,含气饱和度和吸附气体积含量分别为4.81～7.08m3/t和1.70～3.54m3/t,油藏压力26.21 MPa
美国其他盆地的页岩气藏(密执安盆地的Ant rim 页岩气藏、伊利诺斯的New Albany页岩气藏、阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩气藏以及圣胡安盆地的Lewis页岩气藏)的丰度要大。Barnett页岩以Ⅱ型干酪根为主,以生油为主,有机碳质量分数高,在没有大量排烃之前,液态烃就已赋存于页岩内(有机碳对液态烃具有吸附作用),随着温度的升高,液态烃发生裂解,生成更轻的气体烃类,这些气体烃类同样以吸附态赋存于富含有机质的页岩内。进一步可以预测,在目前演化程度较高的情况下有大量液态烃的地方也应该有大量的气体烃类组分。
3 Newark East页岩气田及特征
Barnett页岩气藏中采出的天然气基本上产出于Newark East气田,包括Denton县大部、Wise县东部以及Tarrant县西北部,面积1036km2,有2340口生产井,探明储量765亿m3。在Newark East气田,Barnett页岩被Forest burg灰岩层分为上下两段,在门斯特隆起附近,Forest burg灰岩层厚约61m,甚至可能更厚,但向南和向西迅速减薄,并在最南部的Wise县和Denton县境内尖灭。在Forest burg灰岩层缺失的地方,Barnett页岩上段和下段在测井曲线上没有差别。在气田的中心部位, Barnett页岩直接覆盖在奥陶系Viola组灰岩或更老的Simp son组之上,这个区域角度不整合面的性质正在被研究,因为它控制着目前公认的商业天然气生产区域的西部边界。Barnett页岩上段(平均厚46m)和Forest burg灰岩层在气田大部分地区都有分布。Barnett页岩下段厚约91m,直接沉积在区域角度不整合面之上,其中有75%或更多的天然气
09 地质科技情报 2009年
是从Barnett页岩下段生产的[1]。穿过Barnett页岩气藏主要产区向南和向西Barnett页岩下段很快尖灭,在产区北部的Wise县和Denton县中心厚度超过61m,但在产区南部边界的这两个县其厚度只有几米。在气田的西部和西南部,Barnett页岩迅速减薄,只有下段存在。
在Newark East气田,Barnett页岩埋深为1982～2592m,厚度为92～152m,有机质丰度高(现今平均有机碳质量分数>2.5%),轻微超压(12.21kPa/m),含气饱和度为75%。生产层的孔隙度为6%,渗透率从几毫微μm2到0.01×10-3μm2。镜质体反射率R o在1.3%～2.1%之间,平均为1.7%[4],并在向东-南东方向增大,气/油体积含量比值也在这一方向上增大,反映了高成熟度。与其他页岩气藏相比,Newark East页岩气田具有以下显著的特点。
(1)Barnett页岩气藏的天然气全部是热成因形成的,并在盆地内伴随石油大面积分布。Barnett页岩经历了一个多期次复杂的热史,导致地球化学条件成为控制成藏的主要因素。Barnett页岩气藏的产层很深,因此,其压力比其他页岩气藏高,具有轻微超压特征[2]。笔者认为,二叠纪—中晚白垩世的持续埋深、持续受热、持续生烃,以及晚白垩世的快速抬升是Barnett页岩气能成功成藏的关键。持续的受热、生烃,达到了过成熟阶段,且快速的抬升使天然气仍然保持在页岩中,形成轻微超压,储存了大量的各类天然气(吸附态和游离态),这正是Barnett 页岩气藏区别于其他页岩气藏的关键所在。钻井压裂之前,页岩气藏处于压力平衡状态,吸附气的孔隙压力刚好等于岩石的毛细管压力,钻井压裂之后,平衡被打破,气体开始从颗粒表面解吸并进入裂缝流入井筒。
(2)在Barnett页岩气藏天然裂缝不是生产所必须的,甚至在某些情况下,它还降低了井的性能。Bowker[2,12]认为裂缝是气藏成功的重要因素,但不是关键因素。Bowker[14]和Mont gomery等[1]认为位于高裂缝发育区的井的产能往往最差。例如:在构造高点、局部断层或者被与喀斯特有关的塌陷包围的井,裂缝比较发育,但这些部位的井的生产能力比其他地区的要差,尤其是位于断层附近的井,常常表现为生产能力下降和含水提高。Montgomery 等[1]对岩心和生产方式的研究表明大裂缝在许多情况下对井的性能具有不利影响,这是因为它们的喉道被高矿化度的方解石所胶结,阻碍了流体的流动。
笔者经过分析认为:由于晚白垩世盆地抬升,高裂缝发育地区不利于超压的保持,压力较低,气体过早地从吸附态解析出来而变成游离态,导致游离态
气体体积含量多,吸附态气体体积含量少,并造成了绝对意义上的天然气减少(与裂缝不发育地区相比),游离态赋存的天然气很容易散失,吸附态气体体积含量少可直接导致井的稳产时间不长;而裂缝欠发育或不发育的地区则由于保持了轻微的超压,压力较大,气体被压缩在裂缝或孔隙中,以吸附态赋存的天然气也被压缩在吸附剂的表面,未能解析出来而有大的含气量。因此,最理想的钻井位置就是没有断裂和裂缝存在的地方,这些区域的含气量比较高(吸附气量也高),在进行压裂后,能获得很好的产能。由此也说明,Barnett页岩气藏并不是一个“裂缝性气藏”,而是一个可以被压裂的页岩气藏。
(3)位于Barnett页岩上覆的Marble Falls组、Chappel组(主要分布在Newark East气田西部)、夹层的Forest burg组以及其下伏的Viola组或Simp son组、Ellenburger组等灰岩隔层的存在,形成了几套致密的隔板层,把大量的原始和诱发裂缝限制在Barnett页岩内部,不利于烃类的排出,却有利于页岩气井的生产(图52a,b[2,12])。Viola组或Simp son组是比高孔含水的Ellenburger组灰岩层更好的隔层,在Newark East气田外围,Viola组或Simp son组灰岩层向西和南西方向尖灭,构成了Newark East气田的西部边界,阻止了诱发裂缝的产生以及高生产能力的Barnett页岩下段与天然裂缝发育且具喀斯特地貌、含有水的Ellenburge组灰岩层的直接接触。在西部和南部,Viola组或Simp2 son组灰岩层缺失,Barnett页岩直接覆盖在Ellen2 burger组灰岩层之上。在Marble Falls组等灰岩层缺失的地方,对钻井可能发生两种负面影响:①压裂的能量散失,即达不到压裂的效果,水力压裂的能量不能保存在富含天然气的Barnett页岩中,从而限制了井的产能;②诱发的裂缝可能进入多孔且饱含水的Ellenburger组灰岩层中,使井的产能大大降低,导致很多的生产问题,如高盐度的水进入上覆的Barnett页岩,可能造成水淹等。所以说,Barnett页岩及其上下地层的岩性和物性特征是Barnett页岩气藏被成功勘探开发的关键,是确定“甜点”的关键因素。最近,在这些地区(页岩上下被裂缝灰岩包围)的页岩气藏开发中,采用水平井技术可以在某种程度上减少这种伤害的影响。
这些致密灰岩层在一定程度上起到了“盖层”或“隔层”的作用,阻止了Barnett页岩的排烃,致使在Barnett页岩中保存了大量的烃类。这种上下被Marble Falls组、Ellenburge组或Viola组或Simp2 son组以及中间夹层Forest burg组等致密灰岩层“封闭”的页岩层,成为一种独特的页岩气藏模式(图62c[2,12])。这种成藏模式在北美其他盆地也得到了
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第2期 聂海宽等:福特沃斯盆地Barnett页岩气藏特征及启示
证实。如阿巴拉契亚盆地的泥盆系Marcellus 页
岩,上下分别为Tully 、Onondaga 或Huntersville 灰岩层所“封闭”,并被Puecell 灰岩层分为上下两段,
是Barnett 页岩气藏模式的又一佐证
。
图5 福特沃斯盆地Newark East 页岩气田剖面图[2,12](a ,b )(剖面位置见图2)和Barnett 页岩气藏成藏模式图(c )(据文献[2,12]修
改)
Fig.5 The cross section of Newark East shale gas field (a ,b )and the shale gas reservoir model (c )of the Barnett shale ,Fort Worth
Basin
4 结语与启示
(1)福特沃斯盆地Barnett 页岩气藏成为世界级的非常规页岩气藏,既有其偶然性,也有其必然
性。高有机碳质量分数、轻微超压以及巨大数量的
原地含气量和高吸附气量是Barnett 页岩气藏成功成藏的关键因素。
(2)尽管致密的Forest burg 组等灰岩层并不是勘探目标,但却形成了几套致密的隔板层,把水力压裂的动力限制在Barnett 页岩上段和下段,形成页岩气藏生产必须的诱发裂缝。几套上覆、下伏或位于烃源岩夹层中心的灰岩层没有勘探的价值,而在位于其上和其下的页岩层中却发现大量的天然气资源,其中缘由值得进一步深入研究。
(3)Barnett 页岩气藏的成功勘探开发为美国及世界其他地区页岩气藏的勘探开发积累了大量的理论基础和丰富的经验教训,建立了Barnett 页岩气藏模式,按照这种模式在马拉松—沃希托、阿巴拉契亚逆冲褶皱带前缘的黑勇士、阿科马、二叠以及阿巴拉契亚等盆地均发现了大量的页岩气资源。与Barnett 页岩气藏勘探开发相关的理论和经验在我国页岩气的勘探开发中也将被证明是有价值的。参考文献:
[1] Montgomery S L ,Jarvie D M ,Bowker K A ,et al.Mississip 2
pian Barnett Shale ,Fort Wort h Basin ,nort h 2central Texas :Gas 2shale play wit h multi 2trillion cubic foot potential [J ].
A A PG
B ulletin ,2005,89(2):155-175.
[2] Bowker K A.Barnett Shale gas production ,Fort Wort h Ba 2
sin :Issues and discussion[J ].A A PG B ulletin ,2007,91(4):523-533.
[3] EIA (Energy Information Administration ).Annual energy re 2
view 2004[C/OL ]∥U.S.Depart ment of Energy.Energ y I n 2
f ormation A dminist ration report DO E/EIA 20384(2004).
2005August :435.http :∥https://www.docsj.com/doc/1910690758.html,/oiaf/aer (ac 2cessed J une 2006).
[4] Martineau D F.History of t he Newark East field and t he Bar 2
nett Shale as a gas reservoir[J ].A A PG B ulletin ,2007,91(4):399-403.
[5] Pollastro R M.Total petroleum system assessment of undis 2
covered resources in t he giant Barnett Shale continuous (uncon 2ventional )gas accumulation ,Fort Wort h Basin ,Texas [J ].
A A PG
B ulletin ,2007,91(4):551-578.
[6] Pollastro R M ,J arvie D M ,Hill R J ,et al.Geologic frame 2
work of t he Mississippian Barnett Shale ,Barnett 2Paleozoic to 2tal petroleum system ,Bend arch 2Fort Wort h Basin ,Texas [J ].A A PG B ulletin ,2007,91(4):405-436.
[7] Tai D T W.Subsurface study of Atoka (lower Pennsylvanian )
clastic rocks in part s of J ack ,Palo Pinto ,Parker ,and Wise counties ,nort h 2central Texas [J ].A A PG B ulletin ,1979,63(1):50-66.
[8] Thompson D M.Fort Wort h Basin[M ]∥Sloss L L.T he geol 2
ogy of N ort h A merica .[S.l.]:Geological Society of Ameri 2
ca ,1988:346-352.[9]
Flippin J W.The stratigraphy ,structure ,and economic as 2pect s of t he Paleozoic strata in Erat h County ,nort h central Texas [M ]∥Martin C A.Pet roleum geolog y of t he Fort
W ort h basi n and B end arch area .[S.l.]:Dallas Geological
Society ,1982:129-155.
[10]Hill R J ,J arvie D M ,Zumberge J ,et al.Oil and gas geochem 2
istry and petroleum systems of t he Fort Wort h Basin [J ].
A A PG
B ulletin ,2007,91(4):445-473.
[11]J arvie D M ,Hill R J ,Pollastro R M.Assessment of t he gas
potential and yields from shales :The Barnett Shale model [C ]
∥Cardott B J.Unconventional energy resources in t he sout h 2
ern mi dcontinent ,2004sy m posi um .[S.l.]:Oklahoma Geo 2
logical Survey Circular 110,2005:37-50.
2
9
地质科技情报
2009年
[12]Bowker K A.Recent development of t he Barnett Shale play ,
Fort Wort h Basin [J ].West Tex as Geological S ociet y B ulle 2
tin ,2003,42(6):4-11.
[13]Pollastro R M ,Hill R J ,J arvie D M ,et al.Assessing undis 2
covered resources of t he Barnett 2Paleozoic total petroleum sys 2tem ,Bend arch 2Fort Wort h basin province[C]∥Anon.A A PG
S out hwest Section Convention ,Fort Wort h ,Texas.[S.l.]:
[s.n.],2003:1-5.
[14]Bowker K A.Recent development s of t he Barnett Shale play ,
Fort Wort h Basin[C]∥Law B E ,Wilson M.Innovative gas
ex ploration concepts sy m posi um .Denver ,Colorado :Rocky
Mountain Association of Geologist s and Petroleum Technology Transfer Council ,2002:16.
[15]Henry J D.St ratigraphy of t he Barnett Shale (Mississippian )
and associated reef s in t he nort hern Fort Wort h Basin [M ]∥Martin C A.Pet roleum geolog y of t he Fort W ort h basin and
Bend arch area .[S.l.]:Dallas Geological Society ,1982:157-
178.
[16]Cheney M G.Geology of nort h 2central Texas[J ].A A PG B ul 2
leti n ,1940,24(1):65-118.
[17]J arvie D M ,Hill R J ,Ruble T E ,et al.Unconventional shale 2
gas systems :The Mississippian Barnett Shale of nort h 2central Texas as one model for t hermogenic shale 2gas assessment [J ].
A A PG
B ulletin ,2007,91(4):475-499.
[18]Henk F ,Breyer J ,Jarvie D M.Lit hofacies ,petrology ,and
geochemist ry of t he Barnett Shale in conventional core and Barnett Shale outcrop geochemistry (Abs.)[C ]∥Brogden L.
B arnett shale sy m posi um ,Fort W ort h ,Tex as .[S.l.]:Oil In 2
formation Library of Fort Wort h ,2000:7.
[19]J arvie D M ,Hill R J ,Pollastro R M ,et al.Evaluation of un 2
conventional natural gas prospect s :The Barnett Shale frac 2tured shale gas model (Abs.)[C/CD ]∥Anon.21st I nterna 2
tional Meeting on Organic Geochemist ry (Vol.2).Krakow ,
Poland :CD 2ROM ,2003:3-4.
[20]Pollastro R M ,Hill R J ,J arvie D M ,et al.Geologic and or 2
ganic geochemical framework of t he Barnett Paleozoic Total Pet roleum System ,Bend arch Fort Wort h basin ,Texas[C]∥Anon.A A PG A nnual Meeting Prog ram A bst racts (Vol.13)[S.l.]:[s.n.],2004:113.
[21]Ewing T E.Mississippian Barnett Shale ,Fort Wort h Basin ,
Nort h 2central Texas :Gas 2shale play wit h multi 2tcf potential :Discussion[J ].A A PG B ulletin ,2006,90(6):963-966.[22]Corporation C E R.Geological ,petrophysical and engineering
analysis of t he Barnett Shale in t he Mitchell Energy Corpora 2tion T.P.Sims No.2,Wise County ,Texas[R ].Gas Research Institute Cont ract Report No.5091221222242,1992:83.[23]Curtis J B.Fractured shale 2gas systems[J ].A A PG B ulletin ,
2002,86(11):1921-1938.
[24]Zhao H.Thermal maturation and physical properties of Bar 2
nett Shale in Fort Wort h Basin ,nort h Texas (Abs.)[C ]∥A 2non.A A PG A nnual Meeti ng Program A bst racts (Vol.13).[S.l.]:[s.n.],2004:154.
[25]Matt M.Barnett Shale Gas 2in 2Place Volume including Sorbed
and Free Gas Volume [C ]∥Anon.A A PG S out hwest S ection
Meeting .Texas :Fort Wort h ,2005.http :∥https://www.docsj.com/doc/1910690758.html,/
swsec/techsessions.ht m.
[26]张金川,薛会,张德明,等.页岩气及其成藏机理[J ].现代地
质,2003,17(4):466.
[27]张金川,金之钧,袁明生.页岩气成藏机理和分布[J ].天然
气工业,2004,24(7):15-18.
[28]张金川,聂海宽,徐波,等.四川盆地页岩气成藏地质条件
[J ].天然气工业,2008,28(2):151-156.
[29]李新景,胡素云,程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示
[J ].石油勘探与开发,2007,34(4):392-400.
Shale G as R eservoir Characteristics of B arnett Shale
G as R eservoir in Fort Worth B asin
N IE Hai 2kuan ,ZHAN G Jin 2chuan ,ZHAN G Pei 2xian ,SON G Xiao 2wei
(Key L aboratory f or M ari ne Reservoi r Evol ution and H y d rocarbon A ccum ul ation Mechanism of
M i nist ry of Ed ucation ,Chi na U ni versit y of Geosciences ,B ei j i ng 100083,Chi na )
Abstract :Barnett shale gas reservoir in Fort Wort h Basin is t he American biggest shale gas field which
serves as essential factors of t he pet roleum accumulation system ,such as source rock ,seal rock ,and res 2ervoir existed in t he same shale bed to a world 2class unconventional nat ural gas accumulation (shale gas reservoir ),is also t he representative of American shale gas reservoirs.The paper st udies t he characteris 2tics of Barnett shale gas reservoir in Newark East shale gas field.Barnett shale is relatively t hick ,organic rich ,t hermally mat ure ,and enclosed by dense limestone unit s able to contain induced f ract ures.Also t he research has obtained t he shale gas reservoir model of Barnett shale.The gas reservoir characteristics and mode of Barnett shale gas reservoir should be of t he universal significance in t he foreland basin in t he Oua 2chita and Appalachian t hrust f ront.
K ey w ords :shale gas ;model ;characteristics ;Barnett shale ;Fort Wort h Basin
3
9第2期 聂海宽等:福特沃斯盆地Barnett 页岩气藏特征及启示
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。 所谓页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩，因热作用和生物作用而形成了大量储集在页岩裂缝、孔隙中的且以吸附和游离赋存形式为主的天然气。与常规储层天然气相比，页岩气具有独特的特点（表2）。表2 常规储层天然气与页岩气对比表 成因类型热成因、生物成因及石油裂解气热成因、生物成因
中国页岩气形成机理 地质特征及资源潜力
中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力 摘要：页岩气是以自生自储为主的非常规天然气，是油气资源中的新型矿种。 由于页岩气储层低孔低渗，要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页 岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。 关键词：非常规油气 ;页岩气;源岩油气 页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源，具有含气面积广、 资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。近年来，严峻的 能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。 一、页岩气勘探开发现状 油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个 阶段。油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。从构造油气藏 向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地 层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有 利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与 传统圈闭找油的理念。随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气，如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效 开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。 近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分 析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并 重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。页岩气突破的意义在于: 突破资源禁区,增加资源类型与资源量。 2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术，应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油 气采收率。 3、带动非常规油气技术发展,推动致密油气、页岩油等更快成为常规领域。 二、中国富有机质页岩特征 源岩油气是一种新资源类型, 包括页岩油、页岩气、煤层气等,自生自储,主要 产自源岩内储集层中。页岩是由粒径小于0.0039 mm的细粒碎屑、黏土、有机质 等组成,具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩,也称为细粒沉积岩。页岩气 是指从富有机质黑色页岩中开采的天然气,或自生自储、在页岩纳米级孔隙中连续 聚集的天然气。中国三类富有机质页岩泛指海相、海陆交互相及陆相页岩和泥岩, 重点指含油气盆地中的优质泥质烃源岩,图中为依据中国页岩发育的层系和分布特 点编制的三类页岩分布图。中国南方地区海相页岩多为硅质页岩、黑色页岩、钙 质页岩和砂质页岩,风化后呈薄片状,页理发育。海陆过渡相页岩多为砂质页岩和 炭质页岩。陆相页岩页理发育, 渤海湾盆地、柴达木盆地新生界陆相页岩钙质含 量高,为钙质页岩,鄂尔多斯盆地中生界陆相页岩石英含量较高。 2、中国页岩形成的区域地质背景。古生代，在中国南方、华北及塔里木地区形成了广泛 的海相和海陆过渡相沉积, 发育多套海相富有机质页岩和海陆过渡相煤系炭质页岩。在后期改造过程中, 部分古生界海相页岩经历了挤压变形或隆升。四川盆地、华北地区、塔里木盆地构
吴晓东页岩气勘探开发技术现状与展望
吴晓东复杂结构井/页岩气勘探开发技术现状与展望 6非常规气藏开发中面临的主要问题及解决思路？ （1）深层超高压气藏的开发 ①动态监测，包括地层压力变化、底水上升、压敏性影响等： ?安全高效的钻完井技术； ③高压下的地面安全集输技术： （2）髙含硫气田的开发 ①防毒防腐的安全开采及集输技术； ②硫沉积的相态问题及英防治技术，有的还含C02,更加复杂化； ?生产动态的监测问题： ④地面脱硫与硫的综合利用： （3）大而积低渗透气田的开发 ①加强气藏描述，在差中选优，寻找相对富集区，逐步滚动发展，提高钻井成功率: ②提高单井产能：大型压裂、进一步提高压裂液的流变性能和携砂性能，减少压裂液对地层的伤害是大型压裂水平升级的关键，大型压裂的优化设计技术。 复杂结构井技术：提髙泄流范围，提高单井产能，尽可能穿过更多的质量较好的气层； 水平井段倾斜，减小对垂直流动造成的可能阻碍：尽可能穿过更多的与河道相交的水平和垂直阻流带：穿过多个砂体和裂缝带 ③降低建井成本 降低钻井成本（提高钻速，改变管理体制，市场化） 发展小井眼技术； （4）火山岩气田开发 ①火山岩气藏储层受火山口控制，岩性复杂，岩相变化剧烈，裂缝比较发冇，识别难度大，需要加强有效储层的描述和预测； ?渗透率低，发展有效的提高单井产能的技术； ③C02防腐及其分离和综合利用： （5）多层疏松含水气藏开发 ①防砂控水，研究出水后的防砂技术： ②大跨度、长井段开采工艺技术： （6）多层疏松含水气藏开发 ①C02的防腐： ? C02的分离及利用： 7页岩气综合地质评价？ （1）基础地质特征①没有找到②页岩厚度和而积保证：充足的有机质，利于页岩气生成：储渗空间，利于页岩气富集。（2）地化分析①地化参数测试②生炷特征（3）储层研究①物性特征：孔隙度与页岩的气体总量之间呈正相关关系：随孔隙度的增加，含气疑中游离气量的比例增加。②温压条件。温度对页岩气成藏的影响：在相同压力下，温度增高，吸附气含量降低。压力对岩气成藏的影响：一方面，含气量与压力之间呈正相关关系：另一方面，压力对
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。相对于热成因气，生物成因的页岩气分布极限，主要分布盆地边缘的泥页岩中，在美国研究比较深入的五个盆地的五套页岩中，密执安盆地和伊利诺斯盆地发现了生物成因的页岩气藏，并且是勘探目标中的主要构成(Schoell，1980；Malter 等，2000)。 3.1 生物成因
北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖要点
北美地区典型页岩气盆地成藏条件解剖 1、阿巴拉契亚盆地俄亥俄页岩系统 （1）概况 阿巴拉契亚盆地（Appalachian）位于美国的东部,面积280000平方公里，包括New York西部、Pennsylvania、West Virginia、Ohio、Kentucky和Tennessee 州等，是美国发现页岩气最早的地方。俄亥俄（Ohio）页岩发育在阿巴拉契压盆地西部,分布在肯塔州东北部和俄亥俄州，是该盆地的主要页岩区（图2）。该区古生代沉积岩是个巨大的楔形体，总体上是富含有机质页岩、碎屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积体。 图1 美国含页岩气盆地分布图 1953年，Hunter和Young对Ohio页岩气3400口井统计，只有6%的井具有较高自然产能（平均无阻流量为2.98万m2/d），主要原因是这些井的页岩中天然裂缝网络比较。其余94%的井平均产量为1726m3/d，经爆破或压裂改造后产量达8063m3/d，提高产量4倍多。1988年前，美国页岩气主要来自Ohio页岩气系统。截止1999年末,该盆地钻了多达21000口页岩井。年产量将近34亿m3。天然气资源量58332—566337亿m3,技术性可采收资源量4106~7787亿m3。每口井的成本$200000-$300000，完井成本$25~$50。 （2）构造及沉积特征 阿巴拉契亚盆地东临Appalachian山脉，西濒中部平原，构造上属于北美地台和阿巴拉契亚褶皱带间的山前坳陷。伴随Laurentian古陆经历了由被动边缘型
向前陆盆地的演化过程。盆地以前寒武纪结晶岩为基底，古生代沉积岩呈巨大的楔形体(最大厚度12 000 m)埋藏于不对称的、向东变深的前陆盆地中。寒武系和志留一密西西比系为碎屑岩夹碳酸盐岩，奥陶系为碳酸盐岩夹页岩，宾夕法尼亚系为碎屑岩夹石灰岩及煤层。总体上由富有机质泥页岩(主要为碳质页岩)、粉砂质页岩、粉砂岩、砂岩和碳酸盐岩等形成3～4个沉积旋回构成，每个旋回底部通常为富有机质页岩，上部为碳酸盐岩。泥盆系黑色页岩处于第3个旋回之中，分布于泥盆纪Acadian 造山运动下形成的碎屑岩楔形体内（James,2000）。该页岩层可再分成由碳质页岩和较粗粒碎屑岩互层组成的五个次级旋迥(Ettensohn ，1985)。它们是在阿卡德造山运动的动力作用下和Catskill 三角洲的向西进积中沉积下来的。 （3）页岩气成烃条件分析 ①页岩分布特征 阿巴拉契亚盆地中南部最老的泥盆纪 页岩层系属于晚泥盆世。Antrim 页岩和New Albany 大致为Chattanooga 页岩和Ohio 页 岩的横向同位层系（Matthews,1993）。在俄 亥俄东边和南边,Huron 段分岔。有的地区已 经被插入的灰色页岩和粉砂岩分成两个层。 俄亥俄页岩系统，覆盖于Java 组之上 (图3)。由三个岩性段组成：下部 Huron 段 为放射性黑色页岩，中部Three Lick 层为 灰色与黑色互层的薄单元，上部Cleveland 段为放射性黑色页岩。俄亥俄页岩矿物组成 包括：石英、粘土、白云岩、重金属矿（黄 铁矿）、有机物。 图2是西弗吉尼亚中部和西部产气区泥 盆纪页岩层的地层剖面。中上泥盆统的分布 面积约128，000mi 2(331，520km 2)，它们沿 盆地边缘出露地表。页岩埋藏深度为610～ 1520m ，页岩厚度一般在100－400ft(30— 120m),泥盆系黑色页岩最大厚度在宾夕尼亚州的中北部(图3)(deWitt 等，1993)。 ②页岩地球化学特征 图4表示Ohio 页岩下Huron 段烃源岩有机碳等值线图。从镜质体反射率特征来图2 阿巴拉契亚盆地西部中泥盆统－下密西西比系剖面 （据Moody 等，1987）
北美典型页岩气藏岩石学特征_沉积环境和沉积模式及启示
第29卷 第6期2010年 11月 地质科技情报 Geolog ical Science and Technolog y Information Vol.29 No.6Nov. 2010 北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和 收稿日期:2010 04 27 编辑:杨 勇 基金项目:国家自然科学重点基金(石油化工联合基金)项目(40839910);中国石油化工股份有限公司科研项目(J 1407 09 KK 0157)作者简介:杨振恒(1979 ),男,工程师,主要从事石油地质综合研究工作。E mail:yan gzhen hen g2010@https://www.docsj.com/doc/1910690758.html, 沉积模式及启示 杨振恒,李志明,王果寿,腾格尔,申宝剑 (中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所,江苏无锡214151) 摘 要:北美典型页岩气藏赋存的泥页岩主要为细颗粒沉积,呈暗色或黑色薄层状或块状产出。页岩气储层无机矿物成分中硅 质含量较高,含有黄铁矿、磷酸盐矿物(磷灰石)、钙质和黏土矿物。具有相对高有机质质量分数,代表了富有机质的缺氧的沉积环境。不含或者含较少的陆源碎屑输入。有机质类型以 和!型干酪根较为常见。生物化石碎片在页岩层中比较常见,化石碎屑的类型多样化。重点剖析了福特沃斯盆地Barnett 页岩的沉积发育模式,福特沃斯盆地是一狭长的前陆盆地,主要沉积区离物源区较远,Barnett 页岩沉积于较深的静水缺氧环境,沉积速度缓慢(饥饿性沉积),最终形成富含有机质的Barnett 页岩。常见生物化石碎片,但缺少生物扰动遗迹,推测盆地中大部分的生物化石为外部输入的结果。上升流作用致使磷酸盐矿物(磷灰石)发育。北美典型页岩气藏的岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积发育模式可以用来指导我国页岩气勘探,黔南坳陷下寒武统黑色高碳质页岩系、二叠系吴家坪组和四川广元 绵竹地区下寒武统泥页岩具有和北美典型页岩气藏可类比的岩石学特征、沉积环境和沉积模式,可作为页岩气勘探的优选区域。 关键词:页岩气;岩石学特征;有机碳含量;沉积环境;沉积模式 中图分类号:T E122.115 文献标志码:A 文章编号:1000 7849(2010)06 0059 07 近年来,页岩气在北美特别是美国得以成功地勘探和开发,引起了广泛的关注。国内外学者从页岩气系统出发,对页岩气成藏的有机碳质量分数、成熟度、裂缝系统、温度、压力、抬升与沉降史以及吸附 机理等进行了深入的研究[1 7] ,但是,对页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境和沉积模式研究还较少涉及。页岩气藏发育的泥页岩具有独特的岩石学特征,识别不同的岩石学特征是评价页岩气成藏条件、原地含气量和资源量的关键。在页岩气开发阶段,识别不同的岩相是实施开发方案的基础。在福特沃斯盆地,识别Barnett 页岩岩性是页岩气评价中关键的步骤[8]。笔者根据北美页岩气研究的最新成果,就页岩气藏发育的泥页岩的岩石学特征、沉积环境及福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式进行讨论。北美典型页岩气藏岩石学特征、沉积环境和福特沃斯盆地Barnett 页岩沉积模式对我国页岩气研究和勘探同样具有指导意义。 1 典型页岩气藏岩石学特征 页岩气作为非常规天然气资源,其勘探、开发思 路和方式与常规油气资源有明显的不同之处。研究 表明,沉积物的岩石学特征是页岩气成藏的重要控 制因素[8 10] ,主要包括泥页岩的构造和粒度特征、有机碳质量分数、岩石矿物组成、生物化石特征等。1.1岩石构造和粒度特征 页岩气藏发育的泥页岩主要为暗色或黑色的细颗粒沉积层,呈薄层状或块状。德克萨斯州福特沃斯盆地Bar nett 页岩及其上下相邻地层由不同的岩相组成,Barnett 页岩及上下相邻地层可识别出3种 岩性[9] ,分别为薄层状硅质泥岩、薄层状含黏土的灰质泥岩(泥灰)和块状灰质泥粒灰岩。但是,主力产气层位上Barnett 页岩和下Barnett 页岩以层状硅质泥岩为主,主要由细微颗粒(黏土质至泥质大小)的物质组成(图1)。Barnett 页岩缺少粗粒的陆源碎屑物质,表明地质历史沉积时期这一地区离陆相物源区较远,属饥饿性沉积,最终形成了层状的Bar nett 页岩沉积充填样式。富页岩气前景的英属哥伦比亚西北部Baldo nnel 层Ducette 组地层被称之为暗色的以石英为主的细粒页岩,主要由多样的放射性的、碳质的含黏土的灰岩和细粒粉砂岩组成。1.2岩石矿物质量分数 页岩气储层无机矿物成分中硅质质量分数较高,另外还含有方解石和长石等矿物。所含硅质主
中国页岩气开发的现状和前景报告
可再生能源概论课程设计题目：我国页岩气开发前景分析 院系能源动力工程学院 专业班级热能动力工程1208班 姓名 学号 指导教师 2016年4月17日
摘要 本文概述了页岩气开发的意义，分别介绍了国外和国内页岩气开发的现状，通过对比美国与中国页岩气特点和开发技术，分析中国页岩气开发的前景，并对中国页岩气开发提出建议。 关键词：页岩气；开发的现状；中国；前景
Abstract（Time New Roman小2号加粗居中） This article outlines the significance of the development of shale gas, and briefly introduces the status of shale gas development in the foreign and domestic. Through comparing shale gas characteristics and development of technology between the United States and China, the paper analysis the prospect of development of shale gas in China, and puts forward some suggestions on the development of shale gas in China. Key Words：Shale gas; development status; China; Prospect
美国能源革命带给我们的启示
美国能源革命带给我们的启示 文章来源：学习时报[作者：王志勇] 2012年以来美国“能源独立”成为世界能源领域最热门的话题，页岩气开发的成功，带来了一场全球性的能源革命。对于美国而言，页岩气的大规模开采将有助其走出金融危机阴影，成为经济复苏的强劲动力。对中国而言，机遇与挑战并存，如何利用科技进步和技术创新应对能源和环境问题，如何发挥好价格等市场手段来有效地实现能源结构调整，如何更好地推进新能源的发展等都是我们迫切需要理清的问题。 以页岩气开发为标志的美国能源革命的影响 近10年来，美国在页岩气领域的开发不断取得突破，据估计其页岩气资源总储量约为187.5万亿立方米，技术可开发量超过24万亿立方米，预计到2030年美国40%以上的能源将来自页岩气。同时，美国开始用新技术开采原来已经关闭的内陆和沿海油气田。从其国内来讲，不仅改变了能源供应结构，促使全国油气进口预期不断降低，对外依存度有望降至20世纪80年代以来的最低水平。而且由于页岩气价格仅相当于目前传统燃气的1/3，大大刺激了传统能源的替代应用，如在交通行业中增加压缩天然气替代石油，发电行业中增加天然气替代煤炭等。但值得注意的是，页岩气大规模开发需要消耗大量的水资源，对控制地下水污染的要求很高，因此必须因地制宜，不可能完全复制美国的开发模式。 我国能源供应面临的挑战 首先，一次能源储量不容乐观，对外依存度逐步加大。据估算，到2010年年底我国常规能源剩余可采储量为1600亿吨标准煤（经济可开
发），其中原煤59.8%，水能36.5%，原油3.4%。按照2010年的实际产量，原煤、原油和天然气的保证年限只有几十年。同时，近几年我国加大了利用国外能源的力度，2012年煤炭进口2.9亿吨，而石油进口2.7亿吨，对外依存度达到58%，由于世界政治局势变化的复杂性，能源安全面临很大的挑战。 其次，能源结构不尽合理，清洁能源比例偏低。我国的煤炭是以发电和直接燃烧为主，占一次能源消费总量的68.8%，对环境造成了很大影响，而世界煤炭消费占一次能源消费总量的比重不到30%。核电、水电和太阳能等清洁能源的比重偏低，我国水能资源是仅次于煤炭资源的第二大能源，但很大比重是小水电，存在靠天吃饭的局面。2012年全国核电总装机容量和发电量分别是1250万千瓦和982亿千瓦时，仅占全国总装机容量的 1.1%和总发电量的2%，与世界发达国家核电装机容量平均水平17%相比，我国核电仍有很大的发展空间。风能和太阳能处于起步阶段，规模尚小，且其间歇性的特点使其难以承担主要负荷。 再次，能源利用率偏低，环境保护和节能减排压力巨大。由于产业结构和技术水平的差异，我国终端能源利用率较发达国家偏低，目前，我国总能源效率为32%，低于世界平均水平10个百分点，能源利用率的低下直接导致了单位GDP能耗的畸高，2010年我国能源消费总量已达32亿吨标准煤，意味着我国“十二五”期间能源消费年均增长速度不得超出4.24%，相较于“十一五”6.6%的能源消费实际增长率，须降低2.3个百分点，环境保护和任务仍然非常艰巨。 页岩气的成功开发带来的启示与思考
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议 张家振张娟孙永兴戴强杜济明 川庆钻探钻采技术研究院钻完井中心，广汉，618300； 摘要：伴随着世界能源供需矛盾的加剧和美国页岩气商业性开发的巨大成功，全世界将目光不约而同的聚焦于页岩气开发。四川盆地拥有潜力巨大的页岩气资源，且作为中国天然气的主要产区之一，加快页岩气的勘探开发及配套技术的研究和战略储备已迫在眉睫。本文着重调研了美国几个主要页岩气藏的完井开发现状，对四川区块的页岩气勘探开发做了简要概述，并针对目前情况提出了几点建议。 页岩气是产出于暗色泥页岩或高碳页岩中的天然气资源，和煤层气、致密砂岩气藏一样属于非常规天然气范畴。全球页岩气资源量巨大，据专家预测可能为常规天然气资源量的2倍，全世界的页岩气总资源量约为456×1012m3[1]。 页岩气藏储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气体的阻力比常规天然气大，采收率比常规天然气低，一般认为必须采用水平井钻探并进行大型水力压裂增产作业，或采用多分支井等其他技术增加井眼与气藏沟通面积才可获得商业油气流[2]。1 美国页岩气资源 美国本土48个州范围内页岩气藏的分布广泛，其中蕴藏的页岩气资源也非常丰富。钻井和改造技术的进步为页岩气的商业开采做出了巨大贡献。美国页岩气产量近几年内飞速增长，产气量由2006年的311×108m3增至2008年的507×108m3，2009年的900×108m3，预计2010年页岩气产量将占美国天然气产量的13%。图1展示的是美国本土48州中富含天然气的高碳泥页岩分布范围。 图1美国页岩气藏分布范围 美国页岩气藏的开采达到商业化依赖于以下三种因素的综合作用：水平井钻井技术的巨大进步、水力压裂技术的极大成熟、近年来天然气价格的快速增长。其中，水力压裂技术的进步对页岩气商业开采起到了至关重要的作用。前两项技术的贡献使得许多之前无法开采的天然气资源实现了商业性开发。 Navigant咨询公司的调查数据表明，近几年Barnett页岩气藏等较早开采的页岩气藏页岩气开发获得了巨大成功：Barnett页岩气产量从1998年的266×104m3/天增长到2007年的0.85×108m3/天，增长率超过3000%；同时，Fayetteville页岩、Haynesville页岩、Woodford页岩和Marcellus页岩均表现出了相似的增长势头。该公司对生产商的调研结果显示预期页岩气产业在未来将会有持续且高速的增长。据预测美国南部7大页岩气藏在下一个十年里持续产量保守估计在7.65~11.04×108m3/d，有可能占到美国天然气产量的一半左右[3]。 美国的页岩气藏的分布超过20个州至少21个
天然气分布规律及页岩气藏特征
天然气分布规律 辽河盆地的天然气在纵向上和横向上分布都很广泛。在横向上，由于气体形成的途径多于油的形成途径，气体的分布区域远远大于油层的分布；在纵向上，自目前勘探的最深部位到浅层均有气体存在，含气层系多，自下而上发育了太古界、中生界和新生界。特别是第三系自沙四段到明化镇组各层段均有气藏存在，沉积环境和演化史的特征，造成天然气原始组分富烃，贫H：S，少CO：和N2。 辽河断陷广泛发育多期张性断裂，把二级构造带切割成复杂的断块油气田。受构造、断裂活动影响，造成多次油气聚集、重新分配而形成多套含油气层系。 通过天然气的地球化学研究，结合盆地地质背景，天然气有如下分布规律：1．自生自储的天然气垂向分布 以自生自储为主的天然气层，自下而上分布有侏罗系的煤型气、正常凝析油伴生气、正常原油伴生气、生物一热催化过渡带气和生物成因气等。其特征主要是613C，依次变轻。侏罗系煤型气主要分布在深大断裂边缘，仅处于侏罗系发育的地区，如东部凹陷三界泡地区。正常凝析油伴生气主要发育在有机质埋深达到高成熟阶段的地区，主要为各个凹陷的沉降中心部位，如整个盆地的南部地区及东部凹陷北部地区。正常原油伴生气在整个盆地均有分布，主要是与原油伴生的气顶气和溶解气。生物一热催化过渡带气主要发育在有机母质埋深浅于3000m 的未成熟和低成熟阶段，并有良好的盖层发育的地区，部分地区的局部构造亦可形成小型气藏，在盆地的大部分地区均有分布，主要在东部和大民电凹陷的有利地区。生物成因气理论上在整个盆地浅层都存在。因此，只要有良好的储盖组合，在整个盆地中都可望发现生物成因气藏。 总体来看，三个凹陷中，大民屯凹陷以成熟阶段的石油伴生气和生物一热催化过渡带气为主．有少量生物成因气。东部凹陷在不同的构造部位分布不同类型的气体，中生界发育并位于深大断裂边缘的地区，有煤型气和深源气的存在。南、北凹陷深部位置，主要是高成熟和成熟的热催化一热裂解气。而凹陷中部广泛发育生物一热催化过渡带气。在构造高部位有利地区，发育有较可观的生物成因气。西部凹陷主要发育热催化一热裂解气，特别是凹陷南部沉降中心处，热裂解形成的正常凝析油伴生气更为广泛。在有机母质埋深浅的部位发育生物一热催化过渡带气。当然，如果存在有利的储盖组合，生物成因气的存在勿需置疑。 2．断裂构造导致天然气广泛运移 广泛发育的断裂构造，使大多数天然气发生不同程度的运移，造成天然气更加广泛、更加复杂的分布格局。断裂构造或不整合面为气体运移通道，形成新生古储的古潜山油气藏。天然气的垂向和侧向运移，造成了大面积浅层气藏的形成。这部分气体的气源岩母质类型、演化程度，特别是天然气同位素组成特征均与原生气藏一致。最明显的差别是甲烷含量相对高，重烃含量低，愈向浅层，甲烷含量愈高，反映运移的地质特点是由斜坡低部位向高部位甲烷含量升高，由低台阶向高台阶甲烷含量亦升高，如兴隆台气田不同台阶的天然气组分由下到上变干。曙光一高升油气藏也有类似分布。在大民屯凹陷东部浅层及东、西部凹陷的大部分地区浅层干气也是运移形成 3．天然气藏类型分布 构造运动造成了多套油气层和多种类型的储集层，形成了多样的天然气藏类型，根据控制油气的主要因素，可以划分出四大类油气藏：(1)构造油气藏，包括背
三 页岩气藏的开采
页岩气藏的开采技术 过去150年所钻的数百万口油气井在达到其目标深度之前，都钻透了大量页岩层段。既然页岩层段的暴露如此普遍，是否每口干井实际上都是潜在的页岩气井呢？当然不是，页岩气只有在某些特定条件下才可以被开采出来。 页岩是一种渗透率极其低的沉积岩，通常被认为是油气运移的天然遮挡。在含气油页岩中，气产自其本身，页岩既是气源岩，又是储层。天然气可以储存在页岩岩石颗粒之间的孔隙空间或裂缝中，也可以吸附在页岩中有机物的表面上。对常规气藏而言，天然气从气源岩运移到砂岩或碳酸盐岩地层中，并聚集在构造或地层圈闭内，其下通常是气水界面。因此，与常规气藏相比，将含气页岩看作非常规气藏也就理所当然了。 美国地质调查局（USGS）认为，页岩气产自连续的气藏。USGS列举了16个特征，所有这些特征都可能在连续气藏中出现。与含气页岩有关的独特特征包括区域性分布，缺少明显的盖层和圈闭，无清晰的气水界面，天然裂缝发育，估算最终采收率（EUR）通常低于常规气藏，以及极低的基岩渗透率。 此外，其经济产量在很大程度上还依赖于完井技术。尽管页岩具有很多明显的不利因素，但是美国已经将某些具有合适页岩类型、有机质含量、成熟度、孔隙度、渗透率、含气饱和度以及裂缝发育等综合条件的页岩作为开采目标。一旦经济上可行，非常规天然气开采活动将呈现出一派繁荣的景象。天然气需求的日益增长以及油田新技术的不断发展，促进了页岩气远景区的勘探与开发。在美国这一趋势正在扩大，天然气价格的不断上扬和每年23万亿英尺3（651.82亿米3）的天然气消耗量推动了其陆上钻井活动的发展。勘探与生产公司正在租赁数十万英亩的矿区钻井权，而先进的钻完井技术正在帮助作业者扩大已知页岩气盆地的范围。这些远景区同时也促进了技术的发展，使人们对这种普通的碎屑岩有了更深入的认识，并且推动了评价页岩资源的新设备、新技术的发展。 气藏开发 岩石内必须具备足够的通道以使天然气流入井筒，产至地面。在页岩中，气源岩中裂缝引起的渗透性在一定程度上可以补偿基质的低渗透率。因此将页岩作为开采目标的作业者应事先考虑系统渗透率，即由页岩基质和天然裂缝的综合渗透率。为了更好地利用储层中的天然裂缝，并且使井筒穿越更多储层，越来越多的作业者都在应用水平钻井技术（下图）。虽然该技术在石油工业中并不是一项新技术，但它对扩大页岩气成功开发的战果却有着重大的意义。 钻井穿过裂缝。FMI 全井眼微电阻率扫描成像测井显示出水平井钻遇的裂缝和层理特征。钻井诱发的裂缝沿着钻井轨迹顶部和底部出现，但沿着该井筒侧面终止，井筒侧面的应力最高。井筒钻穿的原有天然裂缝以垂直线的形态穿过井筒的顶部、底部和侧面。图中颜色较深的黄铁矿结核非常明显，与层理面平行出现。 通过得克萨斯州中北部Fort Worth盆地Barnett 页岩的开发进程可以清楚地看到水平钻井的作用。1 9 8 1 年，Mitchell 能源公司开始在该地区钻了第一口直井，15 年以后井的数量才超过300口。2002年，在收购Mitchell公司后，丹文能源公司开始在该地区钻水平井。截至2005 年，水平井数量已超过2000口。此外，Barnett页岩实际钻井经验表明，从水平井中获得的估计最终采收率大约是直井的三倍，而费用只相当于直井的两倍。除水平井技术之外，其它技术也发挥了重要作用。如作业者通过采用三维地震解释技术能够更好地设计水平井轨迹。由于采用了该技术，作业者将Barnett 页岩钻井活动扩展了那些原来被一直误认为没有产能、含水且位
美国EIA页岩气报告
What is shale gas and why is it important?
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Energy in Brief What is shale gas and why is it important?
Last Updated: December 5, 2012 Shale gas refers to natural gas that is trapped within shale formations. Shales are fine-grained sedimentary rocks that can be rich sources of petroleum and natural gas. Over the past decade, the combination of horizontal drilling and hydraulic fracturing has allowed access to large volumes of shale gas that were previously uneconomical to produce. The production of natural gas from shale formations has rejuvenated the natural gas industry in the United States.
Does the U.S. Have Abundant Shale Gas Resources?
Of the natural gas consumed in the United States in 2011, about 95% was produced domestically; thus, the supply of natural gas is not as dependent on foreign producers as is the supply of crude oil, and the delivery system is less subject to interruption. The availability of large quantities of shale gas should enable the United States to consume a predominantly domestic supply of gas for many years and produce more natural gas than it consumes. The U.S. Energy Information Administration's Annual Energy Outlook 2013 Early Release projects U.S. natural gas production to increase from 23.0 trillion cubic feet in 2011 to 33.1 trillion cubic feet in 2040, a 44% increase. Almost all of this increase in domestic natural gas production is due to projected growth in shale gas production, which grows from 7.8 trillion cubic feet in 2011 to 16.7 trillion cubic feet in 2040.
https://www.docsj.com/doc/1910690758.html,/energy_in_brief/article/about_shale_gas.cfm
1/15/2013
页岩气国内外研究现状
页岩气国内外研究现状 一、页岩气的定义 关于页岩气的定义，Curtis 认为页岩气可以是储存在天然裂隙和颗粒间孔隙中的游离气，也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或者是干酪根和沥青质中的溶解气。中国地质大学张金川教授给出的定义是：主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中，以吸附和游离状态为主要存在方式的地层中的天然气聚集。 二、页岩气资源的地质特征 2.1 多相态存在于致密页岩中 页岩气是以有游离、吸附和溶解状态存在于暗色泥页岩中的天然气，其赋存形式具有多样性，但以游离态和吸附态为主，溶解态仅少量存在。从美国的情况看，游离气在20%~80%之间，吸附气在80%~20%之间，范围很宽，其中部分页岩气含少量溶解气。游离气主要存在于粒间空隙和天然裂隙中，吸附气则存在于基质表面。随着页岩气研究的不断深入，学者们开始认为吸附态页岩气至少占到总储量的一半。天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，如图1 所示，当吸附在基质表面的气量达到饱和后，富余的气体会解析进入基质孔隙，然后随着天然气的产出，裂隙内压力降低，基质内气体进入裂隙聚集后流出。 2.2 源岩层系 页岩系统包括富有机质页岩，富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹层，粉砂岩、细砂岩夹富有机质页岩；页岩气形成于富有机质页岩，储存于富有机质页岩或一套与之密切相关的连续页岩组合中，不同盆地页岩气层组合类型不相同。即页岩气为源岩层系天然气聚集的一种，为天然气生成后，未排出源岩层系，滞留在源岩层系中形成的。源岩层系油气聚集除页岩气外，还包括煤层气、页岩油和油页
岩。 2.3 页岩气为连续型油气聚集 Curtis对页岩气（Shale gas）进行了界定，并认为页岩气在本质上就是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，它具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭和相对很短的运移距离，它可以在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在，在干酪根和粘土颗粒表面上以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。即页岩气为连续型气藏（图1）。 2.4 页岩气为源岩层系油气聚集 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。从某种意义来说，页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。 中国页岩气藏与北美地区相比较有以下特殊性：( 1) 海相页岩热演化程度较高(Ro值为2. 5%～5. 0% ) 、构造活动较强，需寻找保存有利的地区，避开露头和断裂破坏区：( 2) 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强：( 3) 地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深(5000～7000m) 。所以在勘探开发过程要有针对性地采取合理措施开发我国页岩气。张金川等学者认为页岩气成藏模式介于煤层气和根缘气之间，表现为过渡特征，并将我国页岩气资源富集类型分为：南方型、北方型和西北型。
页岩气资源分布_开发现状及展望
第12卷第2期2010年4月 资源与产业 RESOU RCES &I NDU STR IES V ol 12N o 2 Apr 2010 收稿日期:2009-11-20;修订日期:2010-03-08;责任编辑:车遥。 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(2008ZX05000-014);长江学者和团队创新发展计划(I RT 0864)。 第一作者简介:安晓璇(1984 ),女,硕士生,主要从事碳酸盐岩储层评价研究。E m a i:l an2003xuan @yahoo co m cn 资源开发 页岩气资源分布、开发现状及展望 安晓璇1,黄文辉1,刘思宇1,江怀友2 (1 中国地质大学 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083; 2 中国石油经济技术研究院,北京 100011) 摘 要:目前页岩气资源勘探开发已成为世界焦点,研究表明世界页岩气的资源量为636 283 1012m 3。美国页岩气资源丰富,广泛分布于美国的南部、中部及东部。中国也拥有丰富的页岩气资源,据初步评价与美国页岩气资源量大体相当,但目前我国页岩气开发还处于初级阶段。美国是页岩气勘探开发技术最先进,开发最全面的国家,加拿大也有较长的页岩气开发历史。由于页岩气储层渗透率低,开采难度大,因此我们需要学习国外先进技术,开发一套适合我国页岩气储层的钻井开采工艺,同时需要国家的大力支持,推动我国页岩气产业的发展。 关键词:页岩气;页岩气资源量;开发现状;展望中图分类号: P618 13 文献标识码:A 文章编号:1673-2464(2010)02-0103-07 THE D ISTR IBUTI ON ,DEVELOP MENT AND EXPECTATION OF SHALE GAS RES OURCES AN X iao xuan 1 ,HUANG W en hui 1 ,LI U S i yu 1 ,JI A NG H ua i you 2 (1.T he Educa tionM i n istry K ey Laboratory of M arine Reservo i r E vo l ution and H ydro carbon A ccu mu l a tion M echan is m,Ch i na Universit y of G eosciences,B eijing 100083,China ; 2.Institute of Econo m ics and T echnology,C N PC,B eijing 100011,Ch i na) A bstrac t :The exp l o ra ti on o f shale gas resources becom es a focus of t he wor l d .T he natura l g as resources a re 636 283 1012m 3i n the wo rld Sha le gas resources are r i ch i n Ame rica ,m ost of t he m are distri buted i n southe rn ,cen tral and eastern parts T here also are p l enty o f shale gas resources i n Ch i na , nea rl y the same quantity as i n Ame rica In Am erica there is t he mo st advanced exp l o ration and expl o ita ti on techno l ogy ,and it i s t he on l y country wh ich has the h i ghest explo itati on m ethod Canada has a l ong h i story o f sha l e gas exp l o ration and expl o ita ti on Ch i na is still at the beg inn i ng for the s ha l e gas explo itati on The permeability of t he shale ro cks is nor m a lly very l ow,so it is difficu lt to be explo ited T herefore ,w e need to l ea rn the advanced foreign techno l ogy to deve l op a set o f exp l o itation m et hods t o dev elop our sha le gas reservo irs ,and w e need the suppo rt fro m t he gove rn m ent ,i ncreasing env iron m ental pro tecti on wh ile deve l op m ent K ey word s :sha l e gas ;sha l e gas resources ;exp l o itation m ethod ;explorati on expectation 1 页岩气概述 页岩气是指那些聚集在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 [1] 。在页岩气藏中,天然气不仅存在于泥页岩, 也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和砂岩地层中。