2012-05-15 12:59:29 中国石化报 微博评论 浏览次数：38
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编者按
美国“页岩气革命”的成功，像洪亮的钟声，响彻全球能源市场，改写了世界能源格局。受此启发，我国的“页岩气革命”即将上演。去年底，国土资源部关于将页岩气作为独立矿种的申请得到国务院批准。前不久，这个刚刚被批准的单一矿种又被写入政府工作报告中。这充分表明，我国的非常规油气资源进入国家能源战略视野。
我国盆地众多，类型多样，各种非常规油气资源丰富，特别是低勘探程度盆地区域，尚存在巨大的非常规油气资源；非常规油气勘探尚处于起步阶段，多类型的油气资源有待探索和发现。
特邀中国工程院院士康玉柱撰文，对我国泥页岩尤其是暗色泥页岩类型、分布特征和沉积环境进行介绍，对构成暗色泥页岩商业开发的基本条件和中美泥页岩储量及含油性比较等问题进行解读，以飨读者。
泥页岩层系是指“泥页岩及其所夹的薄层及其他岩石的组合”，如大套暗色泥页岩中夹的薄层泥质粉砂岩、砂岩及泥灰岩、石灰岩等。暗色泥页岩油气是非常规油气的一种，是指暗色泥页岩层系中滞留的油气。
暗色泥页岩类型及沉积环境
暗色泥页岩具有极低的基质孔隙度和渗透率，油气产自于自身并以吸附、游离及水溶解形式富集于泥页岩层系中，可称为原地滞留油气。这类油气藏无明显的圈闭界限，“生、储、盖”一体化（生油气层也是储集层和盖层）。当然，要成藏还离不开赋存条件。
泥页岩油气主要以游离态、吸附态及溶解态等形式存在，以游离态和吸附态为主，吸附态与煤层气相似，游离态与常规油气相似。
常见的泥页岩类型有泥质泥页岩、碳质泥页岩、硅质泥页岩、钙质泥页岩等。当泥页岩中混入一定量的砂质成分时，会形成砂质泥页岩。富有机质泥页岩是形成泥页岩油气的主要岩石类型。暗色泥页岩中含有大量的有机质与细粒、分散状黄铁矿、菱铁矿等，有机质含量3%～15%。碳质页岩中含有大量细粒、分散状的碳化有机质，有机碳含量10%～20%，这类页岩的特征为黑色、染手且含植物化石。
我国暗色泥页岩主要包括海相、海陆交互相以及陆（湖）相泥页岩和泥岩。南方扬子地块海相泥页岩分布广泛并夹硅质页岩（如扬子地区牛蹄塘组底部页岩）、暗色泥页岩、钙质泥页岩和砂质泥页岩；海陆交互相泥页岩多为砂质泥页岩、碳质泥页岩；陆（湖）相泥页岩页理发育，其中渤海湾盆地、柴达木盆地新生界湖相泥页岩钙质含量较高，鄂尔多斯盆地中生界湖相泥页岩石英含量较高。
泥页岩可形成于陆相、海相及海陆交互相沉积环境中。暗色泥页岩主要形成于缺氧的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中。碳质页岩常与煤系伴生，一般出现在煤层顶、底板或夹层中，以湖泊、沼泽环境沉积为主。石炭纪—二叠纪、三叠纪—侏罗纪和古近纪—新近纪，为我国3次主要的成煤期，发育多套与煤层相伴生的碳质页岩。如我国南方地区的二叠系龙潭组碳质页岩分布面积较广，厚度200米～300米；我国南方扬子地块、华北地块及塔里木地块古生界海相泥页岩，以深水陆棚相沉积为主；我国陆相沉积盆地中，松辽盆地白垩系、渤海湾盆地古近系、四川盆地三叠系、鄂尔多斯盆地三叠系等发育多套湖相、湖沼相黑色泥页岩，含丰富的介形虫、孢粉、细菌、高等植物等化石及有机质，厚度200米～1500米。
这些构成了暗色泥页岩的沉积环境。
构成暗色泥页岩商业开发的基本条件
在沉积盆地中只要发育暗色泥页岩，就有可能形成泥页岩油气藏。
国外资料和国内初步勘探实践成果表明，具有经济开发效益的暗色泥页岩基本特征包括干酪根类型为腐泥—腐殖型等，孔隙度小于10%，渗透率小于0.01毫达西；泥页岩中脆性矿物含量超过40%，有效厚度大于30米，有效面积大于50平方千米，埋藏深度浅于4000米且泥页岩内各类裂缝发育良好。
这些构成暗色泥页岩商业开发的基本条件。
泥页岩中主要含有黏土矿物（高岭石、蒙脱石、伊利石等）以及碎屑矿物（石英、长石、方解石等）。脆性矿物含量越高，岩石脆性越强，在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导性裂缝，有利于泥页岩油气开采。高黏土矿物含量高的泥页岩，塑性强，吸收能量强，以平面裂缝为主，不利于泥页岩油藏储层改造。在美国的产气页岩中，石英含量为28%～52%，碳酸盐岩含量为4%～16%，总脆性矿物含量为46%～50%。
我国海相页岩、海陆交互相碳质泥页岩、陆相泥页岩三种泥页岩类型，脆性矿物含量较高，如上扬子区古生界海相泥页岩石英含量24.3%～52%，长石含量4.3%～32.3%，方解石含量8.5%～16.9%，总脆性矿物含量40%～80%；四川盆地上三叠统须家河组黏土矿物含量15%～78%，石英、长石等脆性矿物含量22%～86%；鄂尔多斯盆地上古生界含煤层系碳质泥页岩石英含量32%～54%，总脆性矿物含量40%～58%。
岩石矿物组成对泥页岩油气开发至关重要。具备商业开发价值的泥页岩，一般脆性矿物含量要高于40%，黏土矿物含量小于30%。
中美泥页岩储量及含油性比较
在实现页岩气商业开发的北美地区，页岩含气量最低为每吨1.1立方米，最高达每吨9.9立方米。四川盆地寒武系筇竹寺组黑色泥页岩含气量为每吨1.17立方米～6.02立方米，平均为每吨1.90立方米；下志留统龙马溪组黑色泥页岩含气量为每吨1.73立方米～5.10立方米，平均为每吨2.8立方米（渝东渝页1井实测含气量为每吨1立方米～3立方米），具有开发价值。
美国开采页岩气采收率早期为7%～8%，目前为13.5%，预计可达25%的较高水平。与北美页岩气相比，我国泥页岩油气具有四大特点：一是海相古生界泥页岩热演化程度较高，而陆相中新生界泥页岩热演化程度较低，油气伴生；二是构造活动较强，赋存条件复杂；三是地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深（1000米～6000米）；四是构造活动较强、泥页岩裂缝发育，有利于泥页岩油气开采。
就年代及区域而言，我国暗色泥页岩从震旦系—新近系均有发育、区域分布遍及全国；就沉积环境而言，海相—海、陆交互相—陆相均发育较厚的暗色泥页岩。我国暗色泥页岩有机质含量、热演化程度等指标与美国主要暗色泥页岩相似。
近几年来，我国相继在四川盆地及鄂西地区古生界海相泥页岩层系——下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组等地层钻获天然气流；在陆相湖盆泥页岩层系——南华北安深1井、泌阳坳陷泌页1井、济阳坳陷古近系及下辽河盆地的暗色泥页岩中钻获工业油流，这表明我国泥页岩油气资源储量丰富，勘探前景广阔。
我国泥页岩油与泥页岩气资源量大体相当，二者资源量总和估算为60万亿～80万亿立方米，是未来油气勘探的重要接替领域。
2012-05-15 12:59:29 中国石化报 微博评论 浏览次数：38
字号：T|T
编者按
美国“页岩气革命”的成功，像洪亮的钟声，响彻全球能源市场，改写了世界能源格局。受此启发，我国的“页岩气革命”即将上演。去年底，国土资源部关于将页岩气作为独立矿种的申请得到国务院批准。前不久，这个刚刚被批准的单一矿种又被写入政府工作报告中。这充分表明，我国的非常规油气资源进入国家能源战略视野。
我国盆地众多，类型多样，各种非常规油气资源丰富，特别是低勘探程度盆地区域，尚存在巨大的非常规油气资源；非常规油气勘探尚处于起步阶段，多类型的油气资源有待探索和发现。
特邀中国工程院院士康玉柱撰文，对我国泥页岩尤其是暗色泥页岩类型、分布特征和沉积环境进行介绍，对构成暗色泥页岩商业开发的基本条件和中美泥页岩储量及含油性比较等问题进行解读，以飨读者。
泥页岩层系是指“泥页岩及其所夹的薄层及其他岩石的组合”，如大套暗色泥页岩中夹的薄层泥质粉砂岩、砂岩及泥灰岩、石灰岩等。暗色泥页岩油气是非常规油气的一种，是指暗色泥页岩层系中滞留的油气。
暗色泥页岩类型及沉积环境
暗色泥页岩具有极低的基质孔隙度和渗透率，油气产自于自身并以吸附、游离及水溶解形式富集于泥页岩层系中，可称为原地滞留油气。这类油气藏无明显的圈闭界限，“生、储、盖”一体化（生油气层也是储集层和盖层）。当然，要成藏还离不开赋存条件。
泥页岩油气主要以游离态、吸附态及溶解态等形式存在，以游离态和吸附态为主，吸附态与煤层气相似，游离态与常规油气相似。
常见的泥页岩类型有泥质泥页岩、碳质泥页岩、硅质泥页岩、钙质泥页岩等。当泥页岩中混入一定量的砂质成分时，会形成砂质泥页岩。富有机质泥页岩是形成泥页岩油气的主要岩石类型。暗色泥页岩中含有大量的有机质与细粒、分散状黄铁矿、菱铁矿等，有机质含量3%～15%。碳质页岩中含有大量细粒、分散状的碳化有机质，有机碳含量10%～20%，这类页岩的特征为黑色、染手且含植物化石。
我国暗色泥页岩主要包括海相、海陆交互相以及陆（湖）相泥页岩和泥岩。南方扬子地块海相泥页岩分布广泛并夹硅质页岩（如扬子地区牛蹄塘组底部页岩）、暗色泥页岩、钙质泥页岩和砂质泥页岩；海陆交互相泥页岩多为砂质泥页岩、碳质泥页岩；陆（湖）相泥页岩页理发育，其中渤海湾盆地、柴达木盆地新生界湖相泥页岩钙质含量较高，鄂尔多斯盆地中生界湖相泥页岩石英含量较高。
泥页岩可形成于陆相、海相及海陆交互相沉积环境中。暗色泥页岩主要形成于缺氧的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中。碳质页岩常与煤系伴生，一般出现在煤层顶、底板或夹层中，以湖泊、沼泽环境沉积为主。石炭纪—二叠纪、三叠纪—侏罗纪和古近纪—新近纪，为我国3次主要的成煤期，发育多套与煤层相伴生的碳质页岩。如我国南方地区的二叠系龙潭组碳质页岩分布面积较广，厚度200米～300米；我国南方扬子地块、华北地块及塔里木地块古生界海相泥页岩，以深水陆棚相沉积为主；我国陆相沉积盆地中，松辽盆地白垩系、渤海湾盆地古近系、四川盆地三叠系、鄂尔多斯盆地三叠系等发育多套湖相、湖沼相黑色泥页岩，含丰富的介形虫、孢粉、细菌、高等植物等化石及有机质，厚度200米～1500米。
这些构成了暗色泥页岩的沉积环境。
构成暗色泥页岩商业开发的基本条件
在沉积盆地中只要发育暗色泥页岩，就有可能形成泥页岩油气藏。
国外资料和国内初步勘探实践成果表明，具有经济开发效益的暗色泥页岩基本特征包括干酪根类型为腐泥—腐殖型等，孔隙度小于10%，渗透率小于0.01毫达西；泥页岩中脆性矿物含量超过40%，有效厚度大于30米，有效面积大于50平方千米，埋藏深度浅于4000米且泥页岩内各类裂缝发育良好。
这些构成暗色泥页岩商业开发的基本条件。
泥页岩中主要含有黏土矿物（高岭石、蒙脱石、伊利石等）以及碎屑矿物（石英、长石、方解石等）。脆性矿物含量越高，岩石脆性越强，在外力作用下越易形成天然裂缝和诱导性裂缝，有利于泥页岩油气开采。高黏土矿物含量高的泥页岩，塑性强，吸收能量强，以平面裂缝为主，不利于泥页岩油藏储层改造。在美国的产气页岩中，石英含量为28%～52%，碳酸盐岩含量为4%～16%，总脆性矿物含量为46%～50%。
我国海相页岩、海陆交互相碳质泥页岩、陆相泥页岩三种泥页岩类型，脆性矿物含量较高，如上扬子区古生界海相泥页岩石英含量24.3%～52%，长石含量4.3%～32.3%，方解石含量8.5%～16.9%，总脆性矿物含量40%～80%；四川盆地上三叠统须家河组黏土矿物含量15%～78%，石英、长石等脆性矿物含量22%～86%；鄂尔多斯盆地上古生界含煤层系碳质泥页岩石英含量32%～54%，总脆性矿物含量40%～58%。
岩石矿物组成对泥页岩油气开发至关重要。具备商业开发价值的泥页岩，一般脆性矿物含量要高于40%，黏土矿物含量小于30%。
中美泥页岩储量及含油性比较
在实现页岩气商业开发的北美地区，页岩含气量最低为每吨1.1立方米，最高达每吨9.9立方米。四川盆地寒武系筇竹寺组黑色泥页岩含气量为每吨1.17立方米～6.02立方米，平均为每吨1.90立方米；下志留统龙马溪组黑色泥页岩含气量为每吨1.73立方米～5.10立方米，平均为每吨2.8立方米（渝东渝页1井实测含气量为每吨1立方米～3立方米），具有开发价值。
美国开采页岩气采收率早期为7%～8%，目前为13.5%，预计可达25%的较高水平。与北美页岩气相比，我国泥页岩油气具有四大特点：一是海相古生界泥页岩热演化程度较高，而陆相中新生界泥页岩热演化程度较低，油气伴生；二是构造活动较强，赋存条件复杂；三是地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深（1000米～6000米）；四是构造活动较强、泥页岩裂缝发育，有利于泥页岩油气开采。
就年代及区域而言，我国暗色泥页岩从震旦系—新近系均有发育、区域分布遍及全国；就沉积环境而言，海相—海、陆交互相—陆相均发育较厚的暗色泥页岩。我国暗色泥页岩有机质含量、热演化程度等指标与美国主要暗色泥页岩相似。
近几年来，我国相继在四川盆地及鄂西地区古生界海相泥页岩层系——下寒武统筇竹寺组、下志留统龙马溪组等地层钻获天然气流；在陆相湖盆泥页岩层系——南华北安深1井、泌阳坳陷泌页1井、济阳坳陷古近系及下辽河盆地的暗色泥页岩中钻获工业油流，这表明我国泥页岩油气资源储量丰富，勘探前景广阔。
我国泥页岩油与泥页岩气资源量大体相当，二者资源量总和估算为60万亿～80万亿立方米，是未来油气勘探的重要接替领域。