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页岩气是什么?干什么用的?

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-04-05 04:14   点击:215  编辑:admin   手机版

页岩气是什么?干什么用的?

页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气。

页岩气赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气。是连续生成的生物化学首余成因气、热成因气或二者的混合,可以游离态存在于肢汪天然裂缝和孔隙中,以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面,还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中,游离气比例一般在20%~85%。

特点

页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。

天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离,具有与煤层气大致相同的机理过程。如图所示,通过生物作用或热成熟作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面吸附的需要,此时所形成的页岩气主要以吸附状态赋存于页岩内部。

当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时,富裕的页岩气解吸进入基质孔隙。随着天然气的大量生成,页岩内压力升高,出现造隙及排出,游离者饥滚状天然气进入页岩裂缝中并聚积

页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的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、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气塌型裂相比,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,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。页岩气发育具有广泛的地质意义,存在于几乎所有的盆地团闭中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相租数当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。因此属于不完整意义上的页岩气。因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。 中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点。页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80~100年。开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力。

页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料友磨,主要用于民用和工业燃料,化工和发电等,具有衫告液广阔开发前景,页岩气的开或物发和利用有利于缓解油气资源短缺,增加清洁能源供应,是常规能源的重要补充。

岩石中的能源。。。主要成分是甲烷。。。也就是天然气。。。

是一种沉积岩,成分复杂,但都具有薄租搜页状或薄片层状的节理,郑档主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石,但其中混杂有石英、长石的碎屑喊型乱以及其他化学物质,根据其混入物的成分,可分为:钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等,其中铁质页岩可能成为铁矿石,油母页岩可以提炼石油,黑色页岩可以作为石油的指示地层。

含铁的呈褐红、棕红等色,还有黄色、绿色等多种颜色。页岩抗风化力弱。

泥页岩地质特征

我国地质构造具有多块体、多旋回、多层次特征,受复杂地质背景和多阶段演化过程的影响,我国富有机质泥页岩发育3种沉积类型,平面上可划分为5个大区,垂向上发育10套泥页岩气潜力层系,目前已在主要层系中获得了页岩气发现,初步证实了我国的泥页岩气资源潜力。

(1)3种沉积类型

在从元古宙到第四纪的地质时期内,中国连续形成了从海相、海陆过渡相到湖相等多种沉积环境下的多套页岩层系(李景明,2006;金之钧,2007)。

海相富有机质页岩主要发育在南方和西部古生界的寒武系、奥陶系、志留系和泥盆系,具有分布面积大、沉积厚度稳定、热演化程度高等特点,以扬子克拉通地区最为典型。另外,青藏地区古生界和中生界海液岩相页岩发育,热演化程度适中。

海陆过渡相富有机质页岩分布广泛,有机质类型复杂、热演化程度适中。北方地区石炭-二叠系富有机质页岩的单层厚度较薄,且含多套煤层,其中沼泽相碳质页岩有机碳含量普遍较高,有机质类型主要为混合型、腐殖型。南方地区海陆过渡相富有机质页岩夹煤层,上二叠统页岩在滇黔桂地区、四川盆地及其外围均有分布(表4.7)。

从晚古生代开始,我国陆续开始发育陆相页岩。尤其在中新生代时期,我国北方地区普遍发育了陆相富有机质页岩,如鄂尔多斯、松辽盆地等中生界,准噶尔盆地二叠系,渤海湾盆地古近系等。四川盆地及周缘的上三叠统―下侏罗统,分布广、厚度大、有机质类型复杂、热演化程度适中。总体上,陆相富有机质页岩的地层时代较新、热演化程度普遍不高,局部地区以泥页岩油为主。

表4.7 我国富有机质泥页岩类型和特点

(2)五大分区

我国泥页岩层系、分布、类型及地层组合特征分区特征明显(图4.3)。

图4.3 典型盆地富有机质泥页岩柱状图

下古生界富有机质泥页岩以海相沉积为主,主要发育在南方和西部地区的寒武系、奥陶系及志留系,其中上扬子及滇黔桂区海相泥页岩分布面积大,厚度稳定,有机碳含量高,热演化程度高;上古生界富有机质泥页岩以海陆过渡相沉积为主,石炭-二叠系富有机质页岩分布广泛,在鄂租桥尔多斯盆地、南华北和滇黔桂地区最为发育,页岩单层厚度较小,常与砂岩、煤层等其他岩性频繁互层;中―新生界富有机质泥页岩以陆相沉积为主,主要分布在北方鄂尔多斯、渤海湾、松辽、塔里木、准噶尔等盆地和南方四川盆地部分地区,表现为巨厚的泥页岩层系,泥页岩与砂质薄层韵律发育,单层厚度薄、夹层数量多、累计厚度大、侧向变化快,热演化程度普遍不高等特点。

依据泥页岩发育地质基础、区域构造特点、泥页岩气富集背景以及地表开发条件,可将我国的泥页岩气分布区域划分为上扬子及滇黔桂区、中下扬子及东南区、华北及东北区、西北区、青藏区5个大区(图4.4),弊埋猛各区泥页岩气地质条件和特点差异明显(表4.8)。

图4.4 中国陆域富有机质泥页岩分布图

(据张金川2011,修改)

表4.8 中国泥页岩分区特征表

(3)10个重要层系

中国泥页岩气资源潜力层系主要包括下古生界寒武系、奥陶系、志留系,上古生界泥盆系、石炭系、二叠系,中生界三叠系、侏罗系和白垩系,新生界古近系,共10个层系(表4.9)。

表4.9 中国10套主要富有机质泥页岩层系基本特点

1)下古生界富有机质泥页岩。主要发育在南方和西部古生界的寒武系、奥陶系、志留系和泥盆系,具有分布面积大、沉积厚度稳定、热演化程度高等特点,以扬子克拉通地区最为典型。另外,青藏地区古生界和中生界海相泥页岩发育,热演化程度适中。下寒武统海相富有机质泥页岩在中上扬子区发育较好,有机质类型为腐泥型-混合型。从区域沉积环境看,川东-鄂西、川南及湘黔3个深水陆棚区页岩最发育,有机碳含量高,一般为2%~8%。在上扬子地区,富有机质泥页岩厚度一般为30~80m,量在1.0%~6.0%之间,有机质为腐泥型,热演化参数镜质组反射率(RO)主体介于2.0%~4.0%之间;在中下扬子地区,有机碳含量相对降低,有机质为腐泥型,RO一般为2.0%~3.5%。

下志留统海相富有机质泥页岩主要分布在上扬子地区,川南至鄂西渝东和渝东北地区分布稳定,厚度30~100m,有机质类型以腐泥型为主,有机碳含量一般在1%~5%之间,热演化参数RO介于2.0%~3.5%之间。中下扬子地区也有分布,相关指标略差。

2)上古生界富有机质泥页岩。上古生界海陆过渡相富有机质页岩分布广泛,有机质类型复杂、热演化程度适中,但南北略有差异。其中,北方地区石炭,二叠系富有机质页岩的单层厚度较薄,且含多套煤层。有机碳含量一般介于0.5%~10%之间,变化较大。其中沼泽相碳质页岩有机碳含量普遍较高。页岩的有机质类型主要为混合型一腐殖型,RO一般介于0.5%~3.0%之间,少部分超过3.0%。

南方地区海陆过渡相富有机质页岩发育间夹煤层,上二叠统页岩在滇黔桂地区、四川盆地及其外围均有分布。页岩厚度变化介于10~25m之间,一般为20~60m,有机质以腐殖型为主,有机碳含量介于0.5%~12.55%之间,平均2.91%,RO一般介于1.0%~3.0%之间。

总体上,中国上古生界海陆过渡相富有机质页岩,除上扬子及滇黔桂区之外,其它地区单层厚度不大,且多与煤、致密砂岩互层。

3)上古及中-新生界富有机质页岩。从晚古生代开始,中国陆续开始发育湖相页岩。尤其在中新生代时期,中国北方地区普遍发育了湖相富有机质页岩,如鄂尔多斯、松辽盆地等中生界,准噶尔盆地二叠系,渤海湾盆地古近系等。

在准噶尔盆地,二叠系页岩累计厚度超过200m,有机碳含量为4.0%~10.0%,有机质类型为偏腐泥混合型,RO介于0.5%~1.0%之间。鄂尔多斯盆地三叠系湖相页岩发育,一般厚度在50m~120m之间,有机碳含量介于0.5%~6.0%之间,RO主要介于0.7%~1.5%之间。松辽盆地白垩系富有机质页岩分布稳定,厚度100~300m,有机质以腐泥型和混合型为主,有机碳含量介于0.7%~2.5%,RO介于0.7%~2.0%。在渤海湾盆地,古近系富有机质页岩分布受坳陷控制,局部累计厚度逾1000m。有机质类型多样,但热演化程度相对较低。四川盆地及周缘的上三叠统―下侏罗统,分布广、厚度大、有机质类型复杂、热演化程度适中。

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