页岩气特征研究PPT学习教案

1、会计学1第第1 1章章 绪论绪论 第第2 2章章 页岩气研究现状页岩气研究现状 第第3 3章章 页岩气藏特征分析页岩气藏特征分析 第第4 4章章 我国页岩气勘探前景分析我国页岩气勘探前景分析 结结 论论 第1页/共25页图图1-1 1-1 干酪根在页岩中扫描的电子显微照片干酪根在页岩中扫描的电子显微照片干酪根 第2页/共25页第3页/共25页第4页/共25页2.1.1 页岩气储量表表2-12-1世界主要地区页岩气储量表（徐建永等，世界主要地区页岩气储量表（徐建永等，20102010） 地区或国家页岩气储量/1012m3 北美北美 拉丁美洲拉丁美洲 西欧 中欧或东欧 前苏联前苏联 中东或北非中东

2、或北非 非洲沙哈拉地区 中亚和中国中亚和中国 太平洋（经济合作和发展组织） 亚太其他地区 南亚 108.79 59.95 14.44 1.10 17.75 72.15 7.76 99.90 65.50 8.89 02.1 世界页岩气资源第5页/共25页图图2-1 2-1 美国近年页岩气井变化图（江怀友等，美国近年页岩气井变化图（江怀友等，20082008）第6页/共25页井数（103口） 增加储量（1011m2） 单井产量（106m3/井）图图2-2 2-2 美国近年页岩气增长情况（江怀友等，美国近年页岩气增长情况（江怀友等，20082008）第7页/共25页 1为常规天然气；2为煤层气、致密

3、砂岩气、生物气、无机气；3为页岩气、水溶气；4为天然气水合物；5为天然气总量图图2-3 2-3 中国页岩气产量预测表（范柏江，中国页岩气产量预测表（范柏江，20072007） 我国对页岩我国对页岩气的勘探研究也气的勘探研究也在逐步展开。在在逐步展开。在四川、鄂尔多斯四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔塔里木和准噶尔等盆地均开始页等盆地均开始页岩气的勘探工作岩气的勘探工作。第8页/共25页图图2-5 2-5 水平井开发页岩气层图（江怀友等，水平井开发页岩气层图（江怀友等，20082008）第9页/共25页 (1)(1)储量的准确计算存在困难储量的准确

4、计算存在困难 页岩气基本属于自生自储型气藏。因此，页岩气藏有不同于页岩气基本属于自生自储型气藏。因此，页岩气藏有不同于常规气藏的特殊性。页岩气藏有独特的天然气存储特征。在形常规气藏的特殊性。页岩气藏有独特的天然气存储特征。在形式上游离气和吸附气并存。由于页岩一般含有较高的有机质和式上游离气和吸附气并存。由于页岩一般含有较高的有机质和粘土矿物，因此，除游离气外，吸附气也成为页岩气藏重要的粘土矿物，因此，除游离气外，吸附气也成为页岩气藏重要的天然气存在形式。天然气存在形式。 (2) (2) 渗流机理复杂多样渗流机理复杂多样 页岩气藏有特殊的产气机制。与常规低渗气藏不同，天然气页岩气藏有特殊的产气机

5、制。与常规低渗气藏不同，天然气在页岩中的流动主要有在页岩中的流动主要有4 4种机理，这种机理，这4 4种机理覆盖了从分子尺度种机理覆盖了从分子尺度到宏观尺度的流动。主要表现为游离气渗流、解吸附、扩散和到宏观尺度的流动。主要表现为游离气渗流、解吸附、扩散和自吸。自吸。 根据以上分析，要想准确地计算页岩气的储量，必须解决好根据以上分析，要想准确地计算页岩气的储量，必须解决好几个问题：一是页岩基质孔隙度的准确计算；二是裂缝系统的几个问题：一是页岩基质孔隙度的准确计算；二是裂缝系统的准确评价；三是页岩基质吸附量的准确评价；四是含气饱和度准确评价；三是页岩基质吸附量的准确评价；四是含气饱和度的准确计算。

6、的准确计算。第10页/共25页 页岩气渗页岩气渗流机理研流机理研究究第11页/共25页3.1 页岩气成藏机理 在生物化学生气阶在生物化学生气阶段段, ,天然气首先吸附在天然气首先吸附在有机质和岩石颗面，饱有机质和岩石颗面，饱和后富余的天然气以游和后富余的天然气以游离相或溶解相进行运移离相或溶解相进行运移, ,当达到热裂解生气阶当达到热裂解生气阶段段, , 天然气以游离相为天然气以游离相为主向其中运移聚集，受主向其中运移聚集，受周围致密页岩层遮挡周围致密页岩层遮挡, , 则形成工业性页岩气藏则形成工业性页岩气藏。图图3-1 3-1 天然气成藏的三个阶段（张利萍等，天然气成藏的三个阶段（张利萍等，

7、20082008） 第12页/共25页 四川盆地自震旦纪以来整个沉积盖层经历了多次四川盆地自震旦纪以来整个沉积盖层经历了多次构造运动。盆地沉积演化共经历了震旦纪碳酸盐岩台构造运动。盆地沉积演化共经历了震旦纪碳酸盐岩台地初始沉积阶段，中期的寒武纪地初始沉积阶段，中期的寒武纪-志留纪碳酸盐岩台地志留纪碳酸盐岩台地与浅海陆棚混合沉积阶段，中晚期的石炭纪与浅海陆棚混合沉积阶段，中晚期的石炭纪-中三叠世中三叠世碳酸盐岩台地沉积阶段，晚期的晚三叠世至白垩纪陆碳酸盐岩台地沉积阶段，晚期的晚三叠世至白垩纪陆相盆地发育阶段，及末期古近纪相盆地发育阶段，及末期古近纪-第四纪褶皱隆升改造第四纪褶皱隆升改造阶段。这决

8、定了四川盆地主要发育了四套优质烃源岩阶段。这决定了四川盆地主要发育了四套优质烃源岩层系。层系。第13页/共25页岩相及岩性简述暗色泥质岩厚度/m有机质丰度(TOC）有机质成熟度备注下寒武统牛蹄塘组闭塞盆地或海湾相黑色碳质泥页岩1004000.2%9.98%之间2.5%4.6%干酪根类型好，分布广泛，但绝大部分不利于页岩气成藏下至留统龙马溪组闭塞盆地或海湾相黑色碳质泥页岩100900，平均203有机碳含量在0.4%1.6%2.4%4%上二叠统龙潭组滨海沼泽相，砂岩及页岩0.251250.5%13%，平均3%左右1.5%3.5%潮坪含煤砂岩相，有利于页岩气成藏表表3-1 3-1 四川盆地烃源岩页岩

9、气成藏参数的对比（刘树根等，四川盆地烃源岩页岩气成藏参数的对比（刘树根等，20102010）第14页/共25页第15页/共25页遭受抬升则经历生烃停滞期遭受抬升则经历生烃停滞期( (如四川盆地寒武系如四川盆地寒武系) )。随后，由于上覆地层的沉积，继续深埋，生油持续随后，由于上覆地层的沉积，继续深埋，生油持续。RORO值达到值达到1.3%1.3%，生油基本结束，开始进入湿气生，生油基本结束，开始进入湿气生成阶段。当成阶段。当RORO值至值至2.0%2.0%，该阶段为该阶段为干酪根生成干气阶段。当干酪根生成干气阶段。当RORO值达到值达到2.5%2.5%，温度达到，温度达到150150时，古油藏

10、中原油时，古油藏中原油大量裂解，生成天然气。大量裂解，生成天然气。 (3) (3)晚期快速隆升，脱溶气和解吸气调整成藏晚期快速隆升，脱溶气和解吸气调整成藏。四川盆地内部发育的。四川盆地内部发育的4 4套页岩烃源岩层系，隆升套页岩烃源岩层系，隆升逾逾3km3km，地层压力骤降，地层压力骤降30MPa 30MPa ，大量吸附气解吸和，大量吸附气解吸和溶解气脱溶出来，从而导致页岩内部气体的体积急溶解气脱溶出来，从而导致页岩内部气体的体积急速扩大。速扩大。第16页/共25页 (1) (1)页岩气的解吸页岩气的解吸 页岩气的解吸与页岩中泥质含量，页理发页岩气的解吸与页岩中泥质含量，页理发育程度有关，泥质

11、含量越高，页理越发育，育程度有关，泥质含量越高，页理越发育，解吸率也就越高。页岩气藏投入开发后，初解吸率也就越高。页岩气藏投入开发后，初期产量来自页岩的裂缝和基质孔隙，随着地期产量来自页岩的裂缝和基质孔隙，随着地层压力降低，页岩中的吸附气逐渐解吸，进层压力降低，页岩中的吸附气逐渐解吸，进入储集层基质中成为游离气，经天然和诱导入储集层基质中成为游离气，经天然和诱导裂缝系统流入井底，吸附气的解吸是页岩气裂缝系统流入井底，吸附气的解吸是页岩气开采的重要机制之一。开采的重要机制之一。第17页/共25页 (2) (2) 裂缝对于页岩气藏的影响裂缝对于页岩气藏的影响 含有机质和石英高的页岩脆性较强，容易含

12、有机质和石英高的页岩脆性较强，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，有利于天然气渗流和成藏。页岩气可采储量最利于天然气渗流和成藏。页岩气可采储量最终取决于储集层内裂缝产状、密度、组合特终取决于储集层内裂缝产状、密度、组合特征和张开程度。岩性、岩石中的矿物成分是征和张开程度。岩性、岩石中的矿物成分是控制裂缝发育程度的主要因素。控制裂缝发育程度的主要因素。第18页/共25页 项目关键评价参数基本要求有机质丰度总有机碳含量热成熟度TOC2%RO 1.1%，最好处在干气窗（RO1.3%） 无机 矿物石英或方解石含量黏土矿物含量黏土矿物组成40%30%蒙皂石等膨胀

13、性黏土矿物含量低 物性渗透率含水饱和度K10-4mDSW40%岩石力学泊松比杨氏模量0.25E20 000 MPa 厚度高伽马页岩厚度30 m表表3-2 3-2 页岩储层评价标准表（董大忠等，页岩储层评价标准表（董大忠等，20102010）3.3 3.3 页岩气储层评价页岩气储层评价第19页/共25页 四川盆地下古生界筇竹寺组和龙马溪组页四川盆地下古生界筇竹寺组和龙马溪组页岩储层的有机碳含量普遍大于岩储层的有机碳含量普遍大于2%2%，RORO值最低值最低都大于都大于2.0%2.0%，石英及方解石等脆性矿物含量，石英及方解石等脆性矿物含量均超过均超过40%40%，黏土矿物含量低且不含蒙皂石，黏土

14、矿物含量低且不含蒙皂石，其渗透率和含水饱和度均满足下限标准，高其渗透率和含水饱和度均满足下限标准，高伽马值黑色页岩厚度也在伽马值黑色页岩厚度也在30m30m以上。依照上述以上。依照上述标准，四川盆地筇竹寺组和龙马溪组海相黑标准，四川盆地筇竹寺组和龙马溪组海相黑色页岩具有很大的勘探开发价值。色页岩具有很大的勘探开发价值。第20页/共25页图图4-1 4-1 中国潜在的页岩气发育区分布图（潘仁芳等，中国潜在的页岩气发育区分布图（潘仁芳等，20092009）第21页/共25页 (1) 在南方、西北(包括鄂尔多斯盆地及其周缘)、华北-东北及青藏4个地区中均发育有多套优质页岩。 (2) 结合经济学分析，中国南方应作为实现中国页岩气勘探突破的首选地区。由图可知：第22页/共25页 (1)(1)我国页岩气分布广阔，储量大，页岩气藏地质我国页岩气分布广阔，储量大，页岩气藏地质条件优越、生物气含量大，具有很大的开发价值。条件优越、生物气含量大，具有很大的开发价值。 (2)(2)川东南和川东地区有利于页岩气藏发育。川川东南和川东地区有利于页岩气藏发育。川西虽然烃源条件优越，但埋深大；而埋深相对较浅西虽然烃源条件优越，但埋深大；而埋深相对较浅的川西南川南地区更有