中國頁巖氣勘探地質(zhì)相關(guān)問題-于炳松

中國頁巖氣勘探相關(guān)地質(zhì)問題中國地質(zhì)大學(xué)（北京）2010年6月香山中國頁巖氣資源基礎(chǔ)及勘探開發(fā)基礎(chǔ)問題學(xué)術(shù)研討會于炳松2一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題二、頁巖氣儲層的評價問題三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題匯報提綱2023/1/11一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題1)缺氧的分隔盆地：黑海、波羅的海，缺氧沉積物中OM達(dá)1－15％。一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題2、具上升洋流的大陸邊緣陸棚環(huán)境：如加利福尼亞、墨西哥、秘魯、智利、非洲西南部、澳大利亞西海岸等。缺氧沉積物中有機質(zhì)含量達(dá)3－26％。52023/1/11泥質(zhì)巖TOC3.93-9.80%平均6.45%下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題（據(jù)程克明等，2009）（據(jù)陳波等，2009）上揚子地區(qū)下寒武統(tǒng)底部富有機質(zhì)頁巖TOC剖面湘西張家界柑子坪剖面川北南江剖面一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題3、局限海灣陸棚環(huán)境：如波斯灣、孟加拉灣、我國南海等地，有機質(zhì)含量達(dá)1-5％。2023/1/118中上奧陶統(tǒng)薩爾干組TOC：1.4-5.05/2.67一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題2023/1/119一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題4、正常的陸棚環(huán)境：其泥質(zhì)沉積物中有機質(zhì)的含量約占1％。2023/1/110.4-5.52％/2.67％滿加爾地區(qū)寒武系-下奧陶統(tǒng)印干組TOC：0.36-1.87％/0.56％O3qO3y上奧陶統(tǒng)印干組及其相當(dāng)層位一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題5、深海遠(yuǎn)洋環(huán)境：其沉積物中有機質(zhì)的含量不足0.5％。0.4-2.91％/1.06％滿加爾地區(qū)寒武系-下奧陶統(tǒng)2023/1/11111、具上升洋流的大陸邊緣陸棚環(huán)境：如加利福尼亞、墨西哥、秘魯、智利、非洲西南部、澳大利亞西海岸等。缺氧沉積物中有機質(zhì)含量達(dá)3－26％。2、缺氧的滯流盆地：如黑海、波羅的海，缺氧沉積物中有機質(zhì)含量達(dá)1－15％。3、局限海灣陸棚環(huán)境：如波斯灣、孟加拉灣、我國南海等地，有機質(zhì)含量達(dá)1-5％。4、正常的陸棚環(huán)境：其泥質(zhì)沉積物中有機質(zhì)的含量約占1％。5、深海遠(yuǎn)洋環(huán)境：其沉積物中有機質(zhì)的含量不足0.5％。現(xiàn)代海洋環(huán)境中的啟示：一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題塔里木盆地不同構(gòu)造沉積背景泥質(zhì)巖中有機質(zhì)富集特征一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題層位下寒武統(tǒng)底寒武系－下中奧陶統(tǒng)下中奧陶統(tǒng)寒武系－下奧陶統(tǒng)中上奧陶統(tǒng)沉積環(huán)境具上升洋流的陸棚環(huán)境正常陸棚環(huán)境滯流海灣陸棚環(huán)境深水盆地環(huán)境淹沒臺地陸棚環(huán)境巖性組合泥巖＋硅質(zhì)巖＋磷塊巖泥巖＋泥質(zhì)灰?guī)r泥巖＋泥晶灰?guī)r泥巖＋硅質(zhì)巖泥巖分布柯坪－阿克蘇南天山洋南側(cè)被動大陸邊緣環(huán)滿加爾地區(qū)、柯坪－阿克蘇南天山洋南側(cè)柯坪－阿瓦提滿加爾槽盆柯坪－巴楚－塔中廣大的臺地區(qū)代表井、剖面阿克蘇肖爾布拉克剖面庫南1井、塔東1井柯坪大灣溝剖面塔東2井、庫魯克塔格剖面柯坪印干村剖面、巴楚羊吉坎剖面TOC／％3.93-9.80%，平均

6.45%0.4-5.56％，平均1.67％1.4-4.63％，平均2.67％0.4-2.67％，平均1.06％0.36-1.87％，平均0.56％盆地構(gòu)造背景具上升洋流的被動大陸邊緣正常的被動大陸邊緣被動大陸邊緣上的滯流海灣裂陷槽盆穩(wěn)定克拉通13一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題二、頁巖氣儲層的評價問題三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題匯報提綱2023/1/11二、頁巖氣儲層的評價問題儲層評價孔隙度滲透率孔隙體積孔隙結(jié)構(gòu)孔隙分類（

IUPAC）：孔隙直徑<2nm的稱為微孔隙(micropores)，2~50nm的為中孔隙(mesopores)，>50nm的為宏孔隙（macropores）1、儲層評價的核心二、頁巖氣儲層的評價問題2、頁巖氣儲層特殊性1）孔隙結(jié)構(gòu)的特殊性：以中孔-微孔為主；2）礦物組成的特殊性：富粘土礦物和有機質(zhì)；3）巖石結(jié)構(gòu)的特殊性：粒度細(xì)；152023/1/11162023/1/11二、頁巖氣儲層的評價問題3、頁巖氣儲層評價方法特殊性常規(guī)方法難以奏效：孔滲測定、鑄體薄片、壓汞（一般>50nm）；氣體賦存狀態(tài)的特殊性：游離與吸附；評價思路的特殊性：常規(guī)與特殊、直接與間接；172023/1/11二、頁巖氣儲層的評價問題3、頁巖氣儲層評價方法特殊性1）直接方法：

利用壓汞方法測定黑色頁巖樣品的宏孔隙（macropores）體積和孔隙大小分布；利用低壓N2比表面測定研究中孔隙（mesopores）和宏孔隙的孔隙大小分布；利用低壓CO2方法測定中孔隙和微孔隙（micropores）的體積和大小分布。利用掃描電鏡和透射電鏡，觀察黑色頁巖顯微孔隙形態(tài)與分布。2023/1/1118SiO2減小；Al2O3增加顯微孔隙體積與TOC、Al2O3的關(guān)系二、頁巖氣儲層的評價問題3、頁巖氣儲層評價方法特殊性2）間接方法：RossandBustin,2009192023/1/11二、頁巖氣儲層的評價問題3、頁巖氣儲層評價方法特殊性2）間接方法：利用控制孔隙體積和孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素進(jìn)行定性分析評價。20一、海相富有機質(zhì)頁巖中有機質(zhì)富集的構(gòu)造與沉積背景問題二、頁巖氣儲層的評價問題三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題匯報提綱2023/1/11212023/1/11三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題1、頁巖氣賦存狀態(tài)1）吸附態(tài)：中孔隙-微孔隙2）游離態(tài)：宏孔隙、微裂縫2023/1/1122RossandBustin,2009吸附能力與顯微孔隙體積和TOC的關(guān)系三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題1、頁巖氣賦存狀態(tài)232023/1/11三、頁巖氣賦存狀態(tài)與資源潛力評價問題2、頁巖氣資源潛力評價吸附氣游離氣開發(fā)潛在資源潛力