03页岩气成藏条件及我国黔南坳陷页岩气勘探前景浅析.pdf

页岩气成藏条件及我国黔南坳陷页岩气
勘探前景浅析

杨振恒李志明沈宝剑韩志艳

(中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所，江苏省无锡市214151)

摘要：页岩气具有自身的成藏机理，需要特殊的地质条件，其成藏主要受控于页泥岩厚度、面积、总有机碳含
量、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素。将页岩气评价总结为生气能力、储集气能力和易开采性3个方
面。黔南坳陷页泥岩自下而上主要集中在震旦系陡山沱组、下寒武统、中寒武统、上泥盆统和二叠系。通过地球化学分
析，认为该地区具有页岩气成藏的基本条件，其中下寒武统(∈)黑色高碳质页岩系和二叠系吴家坪组(P2、Ⅳ)页泥岩
分布面积广泛，厚度大，有机质含量和热演化程度高，并且含有较多的硅质成分，是最为有利的勘探层位。
关键词：页岩气；黔南坳陷；页泥岩；吸附；成藏条件
中图分类号：TE122．2文献标识码：A

黔南坳陷位于扬子准地台Ⅲ，面积近4000km(图钻井中发现了油气显示。近年来，在海相页泥岩研究
1)，自20世纪50年代以来，在黔南坳陷及其周边若干不断有新的成果，黔南坳陷自震旦系至二叠系均有
页泥岩发育。本文以页岩气成藏特点与成藏条件解析
为基础，通过研究该地区优质页泥岩的地球化学和有
机岩石学等特征，对该地区页岩气勘探前景进行浅析，
旨在为该地区进一步开展页岩气成藏研究工作奠定一
定的基础。
1页岩气成藏特征

页岩气指主体以游离、吸附或者溶解方式存在于页
泥岩及其间所夹砂质、粉砂质泥岩地层中的天然气f6，，
页岩气具有自生自储的特点。在成因机理上，页岩气具
有多种生气机理，未成熟的生物气、低熟一未熟气、高

—过成熟气以及二次生气等生气方式可以在美国不同的
页岩盆地中找到存在实例；美国页岩气盆地中页岩的干
断裂E三省分界线三]构造分界线酪根以I型与Ⅱ型为主，也有少量为Ⅲ型干酪I】。叫。
图1黔南坳陷及其周缘构造区划图共同点是不同类型的干酪根的页岩中都生成了大量的
Fig．1LOcationofSOuthemGuizhOuDepressiOnandits
天然气。页岩气成藏的主要动力源自分子间作用力、生
mainsectiOnsarOund
气膨胀和毛细管力等，在吸附平衡和游离平衡机理的

第一作者简介：杨振恒，男，硕士，主要从事石油地质综合研究工作。
收稿日期：2009一O3—25

，r中国石油勘探2∞9年第3期24
约束下，产出的天然气经过初次运移成藏吸附在富含须进入生气窗[1，但有研究者认为，页岩气具有多种生
有机质的表面和聚集在岩石颗粒空隙和裂缝中。气机理，并且可以在美国不同的页岩盆地中找到存在
已有的研究成果表明，天然气在页泥岩中的赋存有实例。根据众多研究成果[I91，页岩气要具备经济
两种基本方式：①以物理或化学的形式吸附在有机基质开采价值，页岩处于生气窗内是甚佳的条件。
或者矿物表面；②以游离气的形式存在于有机质分解或含气页岩的热成熟度越高表明页岩生气量越大，
其他成岩、构造作用所形成的孔隙或裂缝中。在页岩中，研究发现，低成熟Bamett页岩的地方，产气速率比较
页岩气吸附状态主要以物理吸附方式存在，有机质富集低，这可能是由于生成天然气的量少，供气不足造成
程度、干酪根类型、热成熟度、矿物成分含量和地层压的。在许多Bamett页岩高成熟的井当中，产气速率比
力都对页岩的吸附能力有影响f7】；以游离态存在的天然较高，这是因为干酪根和石油裂解产生的气量迅速增
气主要受岩层的孔隙度、构造裂缝和压力等因素控制。加。在AntriIn页岩中，热成因气含量在向盆地中心方
向即向干酪根热成熟度增加的方向增加(图3)【71。干酪
2页岩气成藏的有利地质因素
根的热成熟度大小也影响页岩中能够被吸附在有机物
控制页岩气成藏的主要因素有总有机碳含量、有质表面的天然气量。随着热演化程度的增加，页岩气的
机质成熟度、岩石矿物成分、地层压力、温度、优质泥吸附气量会逐渐变大[71。因此，热成熟度是评价可能高
页岩厚度和分布面积等，结合有利于页岩气开采的地产页岩气的关键地球化学参数。
质特征，可将页岩气评价总结为生气能力、储集气能力
和易开采性三大方面。

2．1总有机碳含量

有机质含量是生烃强度的主要影响因素，它决定
着生烃的多少。同时，页岩中的有机物质不仅是作为气蘸
键
体的母源，也可以“范德华力”将气体吸附在其表面。壤
页岩对气的吸附能力与页岩的总有机碳含量之间存在
正相关关系。在相同压力下，总有机碳含量较高的页岩
吸附的甲烷比总有机碳含量较低的页岩吸附的甲烷明

显要高。在对Antrim页岩总有机碳含量与含气量关系气流(×1O_Jft／d)

的研究中发现，二者呈密切的正相关关系(图2)[9】，说图3天然气产量随烃源岩热成熟度、脆性的增加而增加
明总有机碳含量对页岩气含气