鄢坤（長江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

探析頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件及其對比分析

鄢坤（長江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

頁巖氣是自生自儲式的一種非常規(guī)天然氣資源，其開發(fā)地質(zhì)條件與其他天然氣藏相比，有共性也有不同。為促進(jìn)我國頁巖氣開發(fā)，應(yīng)當(dāng)對頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件及其與其他天然氣藏進(jìn)行對比分析，便于我們進(jìn)一步深入了解頁巖氣成藏富集條件、賦存環(huán)境及開發(fā)力學(xué)條件等內(nèi)容，更好的指導(dǎo)氣藏開發(fā)工程?；谶@樣的考慮，本文基于大量文獻(xiàn)資料，結(jié)合本人工作經(jīng)驗(yàn)，就相關(guān)問題展開了分析。

頁巖氣；開發(fā)地質(zhì)條件；天然氣藏；對比分析；常規(guī)氣藏

頁巖氣是世界上目前為止已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)開發(fā)的一種非常規(guī)天然氣資源，我國在四川盆地及周淵地區(qū)已經(jīng)開始了相關(guān)開發(fā)試驗(yàn)，尚處于發(fā)展階段。為擴(kuò)大我國天然氣資源儲備，滿足當(dāng)前社會生產(chǎn)生活的需求，對頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件進(jìn)行分析是有必要的，能科學(xué)指導(dǎo)開發(fā)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施。當(dāng)然，除了頁巖氣之外，還有煤層氣、常規(guī)砂巖氣等，分析它們開發(fā)地質(zhì)條件的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)，對今后頁巖氣開發(fā)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐有重大指導(dǎo)價值。

1 頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件

1.1 成藏富集條件

作為一種非常規(guī)天然氣資源，其成藏富集往往與資源的生氣條件、儲氣條件、保存條件相關(guān)。從生氣方面看，頁巖氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是一定厚度的富有機(jī)質(zhì)頁巖，它為頁巖氣資源形成提供氣源和儲集空間。一般情況下，頁巖儲層厚度越大，頁巖氣資源總儲量越大，單井日產(chǎn)氣量相應(yīng)的較大；從儲氣方面看，頁巖層在壓力作用下，本身具有一定氣體容納能力，且允許氣體在其內(nèi)部流動，這為儲層儲氣創(chuàng)造了良好條件。頁巖本身之所以具備較好儲氣條件，主要在于頁巖具有吸附性、含氣性特性。頁巖吸附性的形成與其內(nèi)部的物質(zhì)組成、有機(jī)質(zhì)演化等因素相關(guān)。頁巖中的有機(jī)碳是生氣的物質(zhì)條件，也是儲氣的載體之一。通常情況下，若地質(zhì)條件和演化程度等條件一致，頁巖中有機(jī)碳含量越大，頁巖本身的吸附氣量和新增游離氣的能力越強(qiáng)；從氣體保存方面看，地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動與斷裂活動是頁巖氣儲層形成的關(guān)鍵條件。構(gòu)造運(yùn)動決定頁巖層的埋藏特征，對頁巖層的生烴演化進(jìn)行控制。斷裂活動生成的縫隙可以為氣體運(yùn)動提供移動通道，使頁巖氣保存在儲層內(nèi)。

1.2 賦存環(huán)境

頁巖氣賦存環(huán)境因素主要有地應(yīng)力場、地溫場、地下水壓力場等。從地應(yīng)力場方面看，地應(yīng)力的有效應(yīng)力變化對儲層的壓裂裂縫形態(tài)、方向及儲層的滲透性有一定影響。當(dāng)有效應(yīng)力增大時，頁巖氣儲層的滲流空間逐漸減少，儲層滲透率下降，進(jìn)而對儲層采收率產(chǎn)生影響；從地溫場方面看，隨著儲層內(nèi)部有機(jī)質(zhì)的壓力、溫度等發(fā)生變化，頁巖氣的賦存環(huán)境條件發(fā)生相應(yīng)變化，對頁巖的吸附、解吸等能力產(chǎn)生影響；從地下水壓力場方面看，頁巖氣在地下水運(yùn)移逸散作用影響下會有一定程度的散失。所以，從中不難看出水力封閉控氣便于提升儲層的保存能力。在地下水活動比較頻繁地區(qū)，水的交替運(yùn)動會帶走儲層中的甲烷，降低儲層含氣量。

1.3 開發(fā)工程力學(xué)條件

由于頁巖氣儲層具有低孔、低滲透率等特點(diǎn)，僅按照常規(guī)方法從井眼圓柱形層面進(jìn)行排氣不能取得良好的效果，產(chǎn)能不高。對此們可以采用開放的矩形天然氣裂縫彌補(bǔ)不足。裂縫作為滲流通道，可以改善泥頁巖滲流能力。而且，裂縫本身也可以作為儲集空間，便于增強(qiáng)產(chǎn)能能力。

2 頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件與其他天然氣藏開發(fā)地質(zhì)條件比較分析

就目前而言，天然氣開發(fā)主要有頁巖氣、煤層氣、常規(guī)氣藏等，開發(fā)地質(zhì)條件既有相同點(diǎn)也有不同，下面進(jìn)行了具體分析。

2.1 烴類組成

關(guān)于頁巖氣的烴類組成，當(dāng)前沒有找到明確的化學(xué)組成成分分配比例，但是根據(jù)相關(guān)資料顯示，頁巖氣化學(xué)成分組成與常規(guī)天然氣藏的成分基本一致，煤層氣也是如此。只是與頁巖氣、常規(guī)天然氣相比，煤層氣的甲烷含量相對高一些。

2.2 儲層特征

頁巖氣的賦存形式較多，其中大部分氣藏以吸附氣的形式賦存在頁巖內(nèi)的有機(jī)質(zhì)上，煤層氣也是如此。根據(jù)上文論述，我們知道頁巖儲層吸附氣量的多少與含碳量等因素相關(guān)。此外，頁巖氣儲層中的游離氣主要聚集在頁巖微裂縫中，與常規(guī)天然氣類似。除了以吸附氣形式賦存，頁巖氣還以溶解氣形式賦存在頁巖孔隙中。通過以上分析可以知道，頁巖氣儲層特點(diǎn)與煤層氣、常規(guī)天然氣有相同之處，兼顧兩者特點(diǎn)，為不間斷充注、連續(xù)聚集成藏。

2.3 滲透性與孔隙度

根據(jù)相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示，頁巖氣儲層的滲透率一般在才10-5-10-3mD左右，孔隙度在1-6%左右，儲層條件極差；煤層氣儲層的滲透率一般在1-60mD左右，孔隙度在1-15%左右，儲層條件較差；常規(guī)氣藏儲層的滲透率一般在10-3003mD左右，孔隙度在10-40%左右，儲層條件很好。

3 結(jié)語

綜上所述，通過以上分析對頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件及其與煤層氣、常規(guī)氣藏的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)有了一定認(rèn)識。頁巖氣作為商業(yè)開發(fā)的一種天然氣資源，了解它的成藏富集條件、賦存環(huán)境及開發(fā)工程力學(xué)條件對今后的頁巖氣開發(fā)開采有巨大的指導(dǎo)價值。在未來工作中，應(yīng)當(dāng)加大相關(guān)實(shí)驗(yàn)，深入了解頁巖層化學(xué)成分組成等，突破難題，研發(fā)氣藏開采技術(shù)，為頁巖氣開發(fā)工程提供有益指導(dǎo)，推動能源戰(zhàn)略實(shí)施。

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鄢坤（1987-），男，湖北天門人，碩士研究生。