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頁岩氣和石油有什麼不同

發布時間: 2022-08-11 10:51:47

⑴ 頁岩氣是什麼

頁岩氣是指蘊藏於頁岩層中的天然氣,成分以甲烷為主,是一種清潔、高效的能源資源和化工原料,主要用於居民燃氣、城市供熱、發電、汽車燃料和化工生產。

⑵ 什麼是頁岩油,頁岩油和原油有什麼區別

頁岩油是指以頁岩為主的頁岩層系中所含的石油資源。其中包括泥頁岩孔隙和裂縫中的石油,也包括泥頁岩層系中的緻密碳酸岩或碎屑岩鄰層和夾層中的石油資源。

頁岩油和原油的區別如下:

1、頁岩油和原油的成分不同:

組成頁岩油的化合物主要有烴類、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物;原油是烷烴、環烷烴、 芳香烴和烯烴等多種液態烴的混合物。

2、頁岩油和原油的物理性質不同

頁岩油常溫下為褐色膏狀物,帶有刺激性氣味;原油一種黑褐色並帶有綠色熒光,具有特殊氣味的粘稠性油狀液體。

3、兩者的基本特徵不同:

頁岩油主要有以下六個特徵,源儲一體,滯留聚集;較高成熟度富有機質頁岩,含油性較好;發育納米級孔、裂縫系統,利於頁岩油聚集;儲層脆性指數較高,宜於壓裂改造;地層壓力高、油質輕,易於流動和開采;大面積連續分布,資源潛力大。

原油中瀝青質的含量較少,一般小於1%。瀝青質是一種高分子量(大於1000以上)具有多環結構的黑色固體物質,不溶於酒精和石油醚,易溶於苯、氯仿、二硫化碳。瀝青質含量增高時,原油質量變壞。

(2)頁岩氣和石油有什麼不同擴展閱讀:

原油的儲運方式:

1、儲存

原油和油品儲存的主要方式有散裝儲存和整裝儲存,整裝儲存是指以標准桶的形式儲存,散裝儲存是指以儲油罐的形式儲存,儲油罐可分為金屬油罐和非金屬油罐,金屬油罐又可分為立式圓筒形和卧式圓筒形。

按照油庫的建造方式不同,散裝原油或油品還可採用地上儲油、半地下儲油和地下儲油、水封石洞儲油、水下儲油等幾種方式。但不管採用哪種儲存方式,原油特別是油品的儲存都應滿足以下基本要求:

(1)防變質

在油品儲存過程中,要保證油品的質量,必須注意:降低溫度、 空氣與水分、陽光、金屬對油品的影響。

(2)降損耗

油庫通常的做法是:選用浮頂油罐、內浮頂油罐;油罐呼吸閥下選用呼吸閥擋板;淋水降溫。

(3)提高油品儲存的安全性

由於油品火災危險性和爆炸危險性較大,故必須降低油品的爆炸敏感性,並應用阻燃性能好的材料。

2、裝卸

原油和油品的裝卸不外乎以下幾種形式:鐵路裝卸、水運裝卸、公路裝卸和管道直輸。其中根據油品的性質不同,可分為輕油裝卸和粘油裝卸;

從油品的裝卸工藝考慮,又可分為上卸、下卸、自流和泵送等類型。但除管道直輸外,無論採用何種裝卸方式,原油和油品的裝卸必須滿足以下基本要求:

(1)必須通過專用設施設備來完成。

原油和油品的裝卸專用設施主要有:鐵路專用線和油罐車、油碼頭或靠泊點、油輪、棧橋或操作平台等;專用設備主要有:裝卸油鶴管、集油管、輸油管和輸油泵、發油灌裝設備、粘油加熱設備、流量計等。

(2)必須在專用作業區域內完成。

原油和油品的裝卸都有專用作業區,這些專用作業區通常設有隔離設施與周圍環境相隔離,且必須滿足嚴格的防火、防爆、防雷、防靜電要求。

(3)必須由受過專門培訓的專業技術人員來完成。

(4)裝卸的時間和速度有較嚴格的要求。

3、輸出

原油具有一定的黏性,尤其是當溫度較低的時候,存儲在大型儲油罐的油品不容易直接輸出,必須進行一定的加熱,已達到提高原油溫度,提高原油流動性的目的。

目前的原油儲罐加熱的方式主要分為兩種,一種是盤管整罐加熱,一種是局部快速加熱。

整罐加熱方式是目前應用比較簡單,採用比價普遍的一種原油加熱方式,而局部快速加熱,具有較好的節約能源,加熱效率高的特點。

⑶ 天然氣和頁岩氣有什麼區別什麼是頁岩氣

頁岩氣是指賦存於以富有機質頁岩為主的儲集岩系中的非常規天然氣,是連續生成的生物化學成因氣、熱成因氣或二者的混合,可以游離態存在於天然裂縫和孔隙中,以吸附態存在於乾酪根、黏土顆粒表面,還有極少量以溶解狀態儲存於乾酪根和瀝青質中,游離氣比例一般在20%~85%。

頁岩氣與天然氣的區別:

1、主要成分不同

頁岩氣的主體成分是甲烷,而天然氣是一種多組分的混合氣態化石燃料,主要成分是烷烴,其中甲烷占絕大多數,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。

2、范圍不同

頁岩氣是一種特殊的天然氣,它是在頁岩層中開採的。普通的天然氣開采范圍遠大於頁岩氣。

3、分布不同

頁岩氣的形成和富集有著自身獨特的特點,往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁岩烴源岩地層中,與一般的天然氣相比,大部分產頁岩氣分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,這使得頁岩氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。

而天然氣主要分布於渤海灣、四川、松遼、准噶爾、鶯歌海-瓊東南、柴達木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂爾多斯等地。

4、特徵不同

較常規天然氣相比,頁岩氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點,且可以游離相態存在於裂縫、孔隙及其它儲集空間,以吸附狀態存在於乾酪根、粘土顆粒及孔隙表面,極少量以溶解狀態儲存於乾酪根、瀝青質及石油中。

而天然氣按在地下存在的相態可分為游離態、溶解態、吸附態和固態水合物。

⑷ 頁岩煉油與石油煉油有什麼區別

頁岩油和石油區別是:頁岩油中不飽和烴含量極高,頁岩油中非烴化合物含量高。天然石油不含烯烴,含氮化合物含量也不高,含氧化合物則更少。

頁岩油和石油不同區別就是頁岩油中不飽和烴的含量極高;另一不同之處是頁岩油中非烴化合物含量高,如撫順頁岩油中含氮化合物的含量很高,而愛沙尼亞頁岩油中則含氧化合物的含量特別高。在天然石油中不含烯烴,含氮化合物含量也不高,含氧化合物則更少。

⑸ 頁岩氣和天然氣的區別

1、主要成分不同
頁岩氣的主要成分是甲烷,而天然氣是一種多組分混合氣體化石燃料,以烷烴為主,其中的甲烷占絕大多數,還有少量的乙烷、丙烷和丁烷。
2、不同的范圍
頁岩氣是開采頁岩的一種特殊的天然氣,普通天然氣的礦區比頁岩氣大得多。
3、不同分布
頁岩氣的形成和富集有其獨特的特徵,往往分布在盆地內厚度大、分布廣的頁岩烴源岩中。與一般的天然氣相比,頁岩氣的大部分地區分布廣泛,厚度較厚,且普遍含有天然氣,這使得頁岩氣井能長時間以穩定的速度產氣。
天然氣主要分布在渤海灣、四川、柴達木、吐-哈、塔里木、松遼、准噶爾、鶯歌海-瓊東南、渤海、鄂爾多斯等地。
4、不同的特徵
與常規天然氣相比,頁岩氣開發具有生產壽命長、生產周期長的優點,可以自由相態存在於裂縫、孔隙等儲集空間,以吸附態存在於乾酪根、粘土顆粒和孔隙表面,以溶解態儲存少量乾酪根、瀝青質和石油。
根據地下存在的相態,天然氣可分為自由態、溶解態、吸附態和固體水合物。
(5)頁岩氣和石油有什麼不同擴展閱讀:
頁岩氣優勢:
1、頁岩氣能源優勢:頁岩氣是重要的天然氣資源,中國頁岩氣資源豐富。加快頁岩氣的勘探開發可以直接增加中國天然氣的供應量,優化能源結構,為居民、產業等提供能源保障。
2014年,中國石化加快發展頁岩氣等低碳能源,頁岩氣累計產能25億立方米/年,為1370萬戶家庭提供清潔能源。與煤炭相比,每年可減少二氧化碳排放量300萬噸,二氧化硫排放量7.5萬噸,氮氧化物排放量近2.5萬噸。
2、頁岩氣礦業的優勢:頁岩氣開發具有生產壽命長、生產周期長的優點。大部分產氣頁岩分布廣泛、厚度大、普遍含氣,使頁岩氣井能長期穩定產氣。然而,頁岩氣儲層滲透率低,難以開采。隨著世界能源消耗的增加,包括頁岩氣在內的非常規能源越來越受到重視,美國和加拿大實現了頁岩氣的商業發展。
3、頁岩氣氣藏的優勢:頁岩氣的儲層普遍具有低孔低滲的特點,氣流阻力比常規天然氣大,因此所有的井都需要通過儲層壓裂來生產,但國內還沒有成熟的技術。另一方面,頁岩氣的回收率低於常規天然氣,常規天然氣的回收率在60%以上,而頁岩氣僅為5%~60%。
頁岩氣的缺點:
頁岩氣的開采消耗了大量的水,需要注入一些對人體有害的劇毒化學品,注入的化學物質會滲入地下水,污染水源。此外,地下1公里至幾公里的頁岩通常會受到爆炸壓裂或水力壓裂,這已被證明會在地震活躍地區引起地震。
頁岩氣是指富含有機質、成熟暗色頁岩或高碳頁岩的天然氣,由於有機質的吸附或岩石中裂隙和基質孔隙的存在,使其儲存和保存了具有一定商業價值的生物成因、熱解成因及其混合成因。
頁岩氣的發展造成了六大環境危害,采礦對頁岩氣的潛在影響也是公眾和社區關注的主要問題,擔心的問題主要集中在:
(1)開發過程需要消耗大量的水;
(2)管道防漏和壓裂液造成的水污染;
(3)儲運過程中甲烷泄漏會加劇溫室效應;
(4)發展過程可能誘發產生地震;
(5)佔用大量耕地資源,破壞地表和生態植被等。
(6)噪音和交通問題會影響居民的日常生活。

⑹ 頁岩油跟石油有什麼區別

石油儲量:一般指常規石油儲量。
頁岩油儲量:是非常規石油儲量中的一種,頁岩油的儲量,其他的還有油頁岩等等。

頁岩油

1、指以頁岩為主的頁岩層系中所含的石油資源。其中包括泥頁岩孔隙和裂縫中的石油,也包括泥頁岩層系中的緻密碳酸岩或碎屑岩鄰層和夾層中的石油資源。

2、通常有效的開發方式為水平井和分段壓裂技術。在固體礦產領域頁岩油是一種人造石油,是由頁岩干餾時有機質受熱分解生成的一種褐色、有特殊刺激氣味的粘稠狀液體產物。

3、透過裂解化學變化,可將油頁岩中的油母質轉換為合成原油。加熱油頁岩至特定溫度能將分離蒸氣,即藉由蒸餾產生類似石油的頁岩油--一種非傳統用油--以及易燃的油頁岩氣("頁岩氣"亦可指頁岩內含的天然氣體)。類似天然石油,富含烷烴和芳烴,但含有較多的烯烴組分,並且還含有含氧、氮、硫等的非烴類組分。頁岩油的性質,因各地油頁岩組成和熱加工條件的差異而有所不同。中國撫順、茂名、美國格林河(一譯綠河)所產的頁岩油的氫碳原子比較高,適宜於加工製取輕質油品;但由於其含氮量較高,加工煉制時必須加以脫除,否則會影響油品質量。愛沙尼亞所產的頁岩油中酚類等含氧化合物很多,適宜於加工製取化學品。撫順、茂名頁岩油經過適當的加工精製,可以製得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品,還可獲得石蠟、酚類、吡啶類、環烷酸和石油焦等化工副產品。頁岩油加工的方法與天然石油的煉制過程基本相同,包括精餾、熱裂化、石油焦化、加氫精製等過程。

從頁岩油製取輕質油品,是目前人造石油製取合格液體燃料的方法中成本最低的一種。

世界主要產油國儲量排名/中國各大油田產量排名

國家及地區 儲量 排名 中國各油田 2006年產量 排名

沙烏地阿拉伯 362億噸 1 大慶油田 4341萬噸 1

加拿大 184億噸 2 勝利油田 3000萬噸 2

伊朗 181億噸 3 長慶油田 1700萬噸 3

伊拉克 157億噸 4 中海油天津 1600萬噸 4

科威特 138億噸 5 塔里木油田 1533萬噸 5

阿聯酋 126億噸 6 拉瑪依油田 1218萬噸 6

委內瑞拉 109億噸 7 遼河油田 1200萬噸 7

俄羅斯 82億噸 8 吉林油田 615萬噸 8

利比亞 54億噸 9 大港油田 500萬噸 9

中國 50億噸 10 青海油田 475萬噸 10

⑺ 能否簡單說明一下油頁岩、頁岩油和頁岩氣之間有什麼區別

油頁岩,就是含有較多有機質正在形成油氣的頁岩 這種油頁岩在很深的地下經過高溫高壓和很長的時間內部有機質形成石油和天然氣,如果形成的石油還在頁岩里就叫頁岩油,天然氣還在頁岩里就叫頁岩氣。 美國好像環境法規不讓開採油頁岩,現在大量開采頁岩氣,頁岩油的開采正在發展。

⑻ "頁岩氣」是個什麼玩意是不是,石油和天然氣於一體的東東特徵是什麼

頁岩屬於泥岩的一種, 泥岩和砂岩是地層構造中主要的兩種。在一般的油藏構造中,石油和天然氣都蘊藏在砂岩油藏中,而泥岩由於比較緻密一般不會是儲層。但是頁岩也具有一定的孔隙度,也可以蘊藏一定量的石油或者天然氣,因此頁岩油氣也具有一定的開采價值。「頁岩氣」就是指蘊藏於頁岩中的天然氣資源,這部分資源屬於非常規油氣藏,開采成本較高。

⑼ 頁岩油和頁岩氣的區別是什麼

形成的石油還在頁岩里就叫頁岩油,
天然氣還在頁岩里就叫頁岩氣。

⑽ 頁岩氣、頁岩油

(一)我國富含有機質泥頁岩發育的特點

受復雜的地質背景和多階段演化過程的影響,我國含油氣盆地類型多、盆地結構復雜。在早三疊世及古生代,我國發育有華北、揚子和華南、塔里木等大中型海相和海陸交互相剋拉通及克拉通邊緣盆地。經過中新生代改造後,這些大中型盆地普遍遭到破壞,僅在四川、鄂爾多斯、塔里木等地保留下來一部分克拉通盆地。中生代以來,陸相盆地廣泛發育。其中部分陸相盆地疊置在克拉通盆地之上,部分盆地發育在古生代褶皺帶之上。盆地的不同演化規律直接控制富含有機質泥頁岩的發育和分布。按形成環境,可將富含有機質泥頁岩劃分為三種類型:海相厚層富含有機質泥頁岩,海陸交互相、陸相煤系地層富含有機質泥頁岩,湖相富含有機質泥頁岩。

1.海相厚層富含有機質泥頁岩

我國海相富含有機質頁岩主要發育於下古生界的下寒武統和下志留統-上奧陶統頂部,以揚子克拉通地區最為典型(圖5-6,圖5-7)。

圖5-6 中國南方下寒武統黑色泥、頁岩厚度等值線(m)

(張金川等修編自據文玲、胡書毅等,2009)

圖5-7 中國南方下志留統黑色泥、頁岩厚度等值線(m)

(張金川等修編自據文玲、胡書毅等,2009)

其中,下寒武統海相富含有機質頁岩在中上揚子區發育較好,有機質類型為Ⅰ-Ⅱ型。從區域沉積環境看,川東-鄂西、川南及湘黔(熱水)3個深水陸棚區下寒武統海相富含有機質頁岩最發育,TOC平均含量高達7%~8%。從盆地看,四川盆地下寒武統泥頁岩平均厚139m,有機碳含量在0.5%~4.0%之間,多為1%以上,類型為I型,Ro值為2.0%~5.0%,盆地南部埋藏較淺。麻陽盆地、洞庭盆地泥頁岩有機碳含量多數大於1%,母質類型為腐泥型,凹陷區Ro多大於3%,凸起區局部有熱演化相對較低的地區,Ro小於1%。下寒武統海相富含有機質頁岩的熱演化程度普遍較高,僅在上揚子南部和北部、鄂西和下揚子中部地區Ro小於3.0%,其他地區下寒武統海相富含有機質頁岩的熱演化程度普遍大於3.0%,頁岩氣的前景不大。

下志留統海相富含有機質泥頁岩主要分布在川東南、川東北、鄂西渝東、中揚子、下揚子等區,以硅質岩、頁岩、炭質頁岩為主,有機質類型為I型,Ro為2.0%~4.5%。厚20~100m,其中渝東鄂西地區熱演化程度較低,是頁岩氣勘探的較有利地區之一。

我國南方地區下寒武統和下志留統富含有機質頁岩在單層厚度和有機質含量總體上均達到了形成頁岩氣的基本條件,而埋深和熱演化程度是影響進一步優選頁岩氣勘探靶區的主要因素。

2.海陸交互相、陸相煤系地層富含有機質泥頁岩

晚古生代克拉通海陸交互相煤系富含有機質泥頁岩在華北、華南和准噶爾地區分布廣泛。中新生代陸相煤系地層富含有機質泥頁岩主要在兩類盆地發育:一類是大型坳陷,如鄂爾多斯和准噶爾盆地侏羅系,以及四川盆地上三疊統;另一類是斷陷,東北地區的含煤盆地多為斷陷。

華北地區海陸交互相富含有機質泥頁岩單層厚度不大,多數與煤層交互出現。有機質含量受沉積相影響,變化較大,一般為0.5%~10%,其中沼澤相炭質頁岩有機質含量普遍較高。這類泥頁岩的有機質類型主要為Ⅱ-Ⅲ型,熱演化程度多數為0.5%~2.5%,部分達到3.0%以上。

華南地區海陸交互相富含有機質泥頁岩有單獨發育以及與煤層交互發育兩種類型。滇黔桂地區上二疊統龍潭組深灰色頁岩一般厚20~60m,局部較厚。四川盆地上二疊統泥頁岩厚10~125m,在川中和川西南一帶一般厚80~110m,麻1井最厚為125m;在盆地西北緣、北緣及東北緣較薄,多小於20m。暗色泥頁岩有機碳含量變化在0.5%~12.55%之間,平均為2.91%,多分布在3%~5%之間。其中瀘州地區及自貢—資陽一帶豐度值較低,有機碳含量小於3%。有機質類型以Ⅲ型為主。但有機質相對富氫。

准噶爾盆地石炭系滴水泉組富含有機質泥頁岩包括暗色泥岩和炭質泥岩,累積厚度為0~249m,暗色泥岩有機碳含量平均為1.45%;炭質泥岩有機碳含量平均為15.53%,有機質類型主要為Ⅱ2-Ⅲ型,Ro值在0.51%~1.75%之間,平均為1.15%。中新生代斷陷含煤盆地的暗色泥岩、煤和炭質泥岩互層分布的特點突出。暗色泥岩有機質含量多數在1.0%以上,炭質頁岩多數在10.0%以上,單層厚度普遍不大,但累計厚度較大,熱演化程度多在1.3%以下。

總體上,我國上古生界海陸交互相富含有機質泥頁岩除上揚子及滇黔桂地區有單層厚度較大、具有進行頁岩氣單獨勘探開發的條件外,多數地區發育的海陸交互相煤系地層富含有機質泥頁岩單層厚度一般不大,不利於頁岩氣單層獨立開發。中新生代陸相煤系富含有機質泥頁岩一般單層厚度也不大,但這類泥頁岩有機質含量較高,演化程度一般在過成熟早期以下,有利於形成天然氣,且泥頁岩層多與煤層、緻密砂岩層互層,易形成頁岩氣、煤層氣和緻密砂岩氣等多類型性天然氣近距離疊置成藏(圖5-8,圖5-9),這是我國煤系地層普遍存在的天然氣聚集特點。進一步深入研究頁岩氣、煤層氣和緻密砂岩氣等多類型天然氣的共生特點和疊置成藏規律,開展多種共生天然氣資源勘查,探索其經濟有效的多層合採開發技術,是這類天然氣資源有效開發利用的一個新課題。

圖5-8 華北地區沁水盆地上古生界海陸交互相沉積特徵

(據邵龍義,2006)

3.湖相富含有機質泥頁岩

我國的准噶爾二疊紀坳陷,松遼、鄂爾多斯等中新生代坳陷,渤海灣等新生代斷陷,沉積、陸相含油氣盆地沉積了厚層富含有機質泥岩,這些富含有機質泥岩構成了這些盆地的主力烴源岩。

准噶爾盆地二疊系蘆草溝組上段為灰黑色頁岩、以頁岩油為主夾瀝青質頁岩,累計厚度在200m以上,有機碳含量為4.85%~10.02%,有機質類型為偏腐泥混合型,Ro值為0.54%~0.91%;二疊系紅雁池組、平地泉組也發育有較好的富含有機質暗色泥頁岩。

松遼盆地坳陷層系主要發育有嫩江組和青山口組兩套富含有機質泥岩。其中,嫩江組一段為一套黑色泥岩,全盆地穩定分布,在中央坳陷區的厚度大於100m,平均有機碳值高達2.40%,有機質以Ⅰ1型和Ⅰ2型為主。嫩江組二段暗色泥岩分布范圍比嫩江組一段更廣,發育更加穩定,平均厚度大約在150m左右,平均有機碳值為1.56%。青山口組一段在中央坳陷區幾乎全部為暗色泥岩,厚度為60~80m,平均有機碳為2.2%,但仍以Ⅰ型和Ⅱ型為主。嫩江組一段和青山口組一段的Ro在齊家古龍凹陷的成熟度比較高,分別達到1.1%和2.0%(圖5-10);在三肇凹陷次之,分別為0.7%和1.3%,在盆地的邊部成熟度比較低。

圖5-9 沁水盆地陽1井氣測異常圖

(據林永洲,1984)

圖5-10 松遼盆地古龍及鄰區青山口組一段生油岩成熟區分布圖

(據高瑞祺,1984,簡化)

(二)不同類型頁岩的頁岩氣勘查前景分析

頁岩氣戰略選區是頁岩氣勘探開發前的基礎性、前瞻性工作,面對的是新領域,第一手資料缺乏。因此,優選頁岩氣遠景區時,主要考慮以下幾方面:頁岩地質特徵,頁岩氣資源前景和頁岩氣開發的可行性。

頁岩地質特徵。從以上3種富含有機質泥頁岩的地質特徵看,海相厚層頁岩的單層厚度大,有機質豐度高,有利於形成頁岩氣聚集,頁岩的強度普遍較大,有利於井眼穩定,裂縫較發育,有利於頁岩氣開發。但部分頁岩熱演化程度高,Ro已經超過3.0%,生氣高峰已過;部分頁岩埋深較大,超過3000m。這兩方面的不利因素使有利區范圍明顯縮小。

海陸交互相和陸相煤系富含有機質泥頁岩有機質豐度高,熱演化程度普遍不高,Ro多在3.0%以下,多數處於生氣高峰。但單層厚度普遍不大,單獨開發的經濟性存在疑問。但由於多與煤層和緻密砂岩層互層產出,如果煤層中存在煤層氣富集或緻密砂岩層中存在天然氣富集比較普遍,則發展不同類型天然氣資源多層合採技術是海陸交互相和陸相煤系地層頁岩氣開發的一個可行方式。

湖相富含有機質泥頁岩中,高有機質豐度中厚層富含有機質泥頁岩普遍發育,但多數成岩程度不高,是頁岩油的有利目標區。但井眼易於變形,不利於水平井開發技術的廣泛應用。

考慮到我國不同類型富含有機質泥頁岩的具體特點和國際上頁岩氣開發的成功經驗,我國頁岩氣起步階段首先要考慮海相厚層頁岩中那些有機質含量大於1.0%,Ro在1.0%~2.5%之間,埋深在200~3000m之間,厚度大於30m的富含有機質頁岩發育區;其次要考慮海陸交互相富含有機質頁岩與緻密砂岩和煤層在層位上緊密共生區,同時要開發不同類型天然氣資源多層合採技術。對於湖相富含有機質泥岩,應重點考慮頁岩油的勘探開發,並優選硅質成分高、岩石強度大、有利於井眼穩定的層系。

按以上原則對頁岩氣遠景區進行評價,廣泛看好的四川盆地大部分地區的下寒武統和下志留統厚層海相富含有機質頁岩,埋深較大且有機質熱演化程度較高,不利於頁岩氣勘探開發,僅川南地區較為有利。渝東鄂西、滇黔桂和川北地區下寒武統、下志留統和上二疊統的富含有機質頁岩的Ro普遍小於3.0%,但由於構造改造,部分出露地表,部分深埋,埋深在500~3000m的有利區為條帶狀。

海陸交互相、陸相煤系地層的富含有機質泥頁岩因單層厚度薄,多數不具備單獨開發的條件。但我國海陸交互相、陸相煤系地層發育廣泛,泥頁岩層與煤層氣特別是緻密砂岩氣疊置共生,發展頁岩氣與緻密砂岩氣等多類型天然氣資源多層合採技術具有十分現實的意義。沁水盆地、鄂爾多斯盆地河東地區、滇東黔西等含煤盆地的中深部,特別是煤炭開采深度以下的煤系地層可以考慮作為發展多類型天然氣資源多層合採的研究和試驗區。

湖相富含有機質泥頁岩發育區的頁岩氣有利區優選首先應考慮的是成熟度。松遼盆地齊家古龍凹陷青山口組、姚家組富有機質頁岩的成熟度已經達到1.1%以上,部分達到1.3%以上,是湖相泥頁岩層系頁岩氣開發較為現實的地區。深部斷陷的沙河子組廣泛發育的暗色泥岩也具有頁岩氣前景。

湖相富含有機質泥頁岩發育區的頁岩油有利區優選首先應考慮的是埋藏淺、原油黏度小、泥頁岩儲層硬度較大、特別是發育粉砂岩等硬質岩層夾層的地區。

頁岩氣作為一種新型非常規天然氣資源,在我國剛剛起步,據估計,我國頁岩氣資源潛力較大。頁岩氣資源戰略調查與選區重點是:建立頁岩氣先導試驗區,加快獲取我國頁岩和頁岩氣基本參數,加快頁岩氣資源綜合評價,優選富含有機質泥頁岩,優選出頁岩氣發育有利區,形成一套頁岩氣勘查開發技術。

頁岩油作為烴源岩中殘留的已生成的石油資源,也值得重視,國外的勘探開發經驗值得借鑒。頁岩油戰略調查與選區的重點是:尋找優質資源,推進頁岩油開發技術。

(三)中國南方頁岩氣發育及分布的有利性

我國南方泥頁岩分布面積廣、厚度大,熱演化程度高,已轉化成為油型的裂解氣,美國主要產頁岩氣盆地亦具備此特點,因此,有必要以現代「頁岩氣」理論為指導,對我國南方頁岩氣藏發育有利區進行預測研究。鑒於我國頁岩氣研究處在起步階段,可供研究的資料較少,本次有利區預測主要選取有機碳含量、成熟度、厚度及含氣量等指標,採用綜合信息疊合法對我國南方頁岩氣發育有利區進行預測。結合以上對美國頁岩氣藏主控因素的分析,認為我國南方地區頁岩熱演化程度較高,普遍大於2%,筆者認為相應的有機碳含量可以適當降低,但至少應為2%,深度、厚度類比福特沃斯盆地Barnett頁岩氣藏的最大深度和最小厚度,分別為2591m和30m,成熟度達到1.0%即可(對熱成因的頁岩氣而言)。

根據前人研究結果(孫肇才等,1993;馬力等,2004),我國南方共發育了4套區域性黑色頁岩和8套地區性黑色頁岩。在系統分析研究各套泥頁岩的沉積環境、有機質類型和含量、成熟度、厚度以及含氣量等指標,並結合美國主要頁岩氣藏的參數指標分析研究後認為,上奧陶統厚度較小,下二疊統和上二疊統分別主要為碳酸鹽岩和煤系烴源岩,故形成頁岩氣藏的古生界最有利層段主要是寒武系和志留系,次有利的為泥盆系和石炭系局部分布的頁岩,再次為奧陶系和上二疊統頁岩。

1.下寒武統

早寒武世梅樹村期和筇竹寺期形成了一套我國南方古生界最好的烴源岩之一。下寒武統烴源岩發育在大陸邊緣的內陸架盆地和斜坡區(馬力等,2004),在北邊的南秦嶺海槽以及南邊的滇黔海槽、揚子深海、江南深海發育了大套的黑色頁岩、炭質頁岩(馬力等,2004)。

綜合分析黑色頁岩的沉積環境、有機碳含量、厚度、成熟度等指標,並與美國主要頁岩氣盆地進行類比研究,認為寒武系頁岩氣藏發育的有利區位於米倉山大巴山前陸以及渝東黔北湘西—江南隆起北緣一線(圖5-11),基本上與馮增昭等(2001)所提的江南盆地的位置相當。

圖5-11 中國南方下寒武統頁岩氣分布有利區

2.上奧陶統

奧陶系主要分布在穩定地台區,在揚子地台區奧陶系屬於典型的台地相沉積,上奧陶統以穩定的碳酸鹽岩為主,夾有五峰組頁岩,在平面上主要分布在中上揚子區,其中,中揚子地區的川西南—鄂西一帶,其五峰組頁岩總有機碳TOC較高,為0.8%~6.0%,平均1.68%;以I型乾酪根為主,Ro為1%~4%,由於TOC較高、分布穩定、乾酪根類型好,有利於生成頁岩氣。

綜合分析黑色頁岩的沉積環境、有機碳含量、厚度、成熟度等指標,並與美國主要頁岩氣盆地進行類比研究,認為上奧陶統頁岩氣藏發育的有利區位於鄂西及鄂西北地區。該地區具有有機碳含量高、厚度大以及成熟度適中等特點(圖5-12)。

圖5-12 中國南方上奧陶統頁岩氣分布有利區

3.下志留統

下志留統龍馬溪組黑色、深灰色炭質、硅質泥頁岩,主要形成於閉塞、半閉塞滯留海盆環境,最大厚度可達300m。有機碳含量高,與美國主要頁岩氣藏的含氣量相當,具備了頁岩氣成藏的有利條件。

通過對有機碳、成熟度及厚度的綜合分析認為,下志留統黑色頁岩中頁岩氣藏發育的有利區位於上揚子的米倉山大巴山前陸和渝東—鄂西一帶、中揚子的鄂西以及下揚子的蘇南等地(圖5-13)。

4.泥盆系

泥盆系海相頁岩主要分布在中上揚子地區,在滇、黔、桂、湘、粵等地區見有大面積分布的黑色頁岩分布,在剖面上構成了黑色頁岩、泥灰岩、白雲質灰岩及硅質岩互層。但是目前測得的頁岩有機碳含量比較低,一般小於0.6%,筆者認為這是勘探程度較低引起的,隨著勘探程度的增大,該套頁岩也將有更客觀的評價,是頁岩氣藏發育的潛在層位(圖5-14)。

圖5-13 中國南方下志留統頁岩氣分布有利區

圖5-14 中國南方中泥盆統頁岩氣分布有利區

5.石炭系

下石炭統泥質烴源岩為灰黑色—黑色泥質岩,僅分布南盤江、桂中局部地區。暗色岩厚50~600m,厚度較大區明顯沿埡-紫-羅-南丹斷裂分布,最大厚度區位於南丹—河池地區。有機碳含量較高(0.5%~3%),滇東曲靖—富寧地區TOC>2%,最高達3.07%;黔南鎮安—獨山—荔波—桂中一線TOC多大於0.6%,局部地區大於1%,最高達2.02%;熱演化程大部分地區大於2%,南盤江大部分地區大於3%,滇東地區相對較低,局部地區小於1.3%。總體評價為較好—好烴源岩(圖5-15)。

圖5-15 中國南方下石炭統頁岩氣分布有利區

6.上二疊統

上二疊統大面積發育泥頁岩,主要分布在龍潭組、大隆組,分布面積達87×104km2,最大厚度可達1000m,殘余有機碳含量為0.4%~6%,上二疊統頁岩氣的有利發育區位於上揚子的四川盆地、中揚子的湘中以及下揚子的江浙一帶(圖5-16)。

7.三疊系

四川盆地上三疊統須家河組為灰黑色頁岩、泥岩、炭質頁岩與淺灰色厚層至塊狀長石石英砂岩、粉砂岩互層,有機碳含量一般大於1.5%,平均1.95%,氯仿瀝青「A」含量中等,平均為0.564%。巴中—平昌生烴凹陷地區,涼高山族油氣成藏存在泥頁岩裂縫型油氣藏。雲南地區上三疊統雲南驛組下部灰岩段,厚度大於504m,下部頁岩段,由黑灰綠色鈣質頁岩、硅質結核頁岩及泥灰岩組成,厚度大於500m(圖5-17)。

與美國已有頁岩氣發現的盆地相比,我國南方地區古生界地層厚度大,有機碳含量高,有機質類型均以I型為主,成熟度普遍較高,根據Cuitis(2002)研究的頁岩氣成藏地質條件(沉積地層以泥頁岩為主,單層厚度在10m以上,TOC≥0.3%以及成熟度Ro≥0.4%)來看,我國南方地區具備頁岩氣成藏的烴源岩條件。

有利的頁岩氣藏的特徵是有機碳含量高(>2%)、有機質類型好(I型)、厚度大(>30m)、深度適中,且具有普遍含氣的黑色頁岩層、粉砂岩以及細粒砂岩,發育天然裂縫體系等。頁岩氣藏作為一種非常規天然氣藏,在美國取得了勘探和開發成功,在很大程度上得益於成藏理論的認識進步和勘探技術的迅速發展,最主要的是認識到了吸附氣的特點。所以,我們要綜合運用已有的各種頁岩資料,採用各種先進的分析手段,並充分借鑒美國頁岩氣成功的理論和經驗,我國的頁岩氣勘探肯定能取得事半功倍的效果。

圖5-16 中國南方上二疊統頁岩氣分布有利區

圖5-17 中國南方下三疊統頁岩氣有利區

(四)頁岩氣有利區

頁岩氣作為一種新型非常規天然氣資源,在我國剛剛起步,據估計,我國頁岩氣資源潛力較大。頁岩氣資源戰略調查與選區重點是:建立頁岩氣先導試驗區,加快獲取我國頁岩和頁岩氣基本參數,加快頁岩氣資源綜合評價,優選富含有機質泥頁岩,優選出頁岩氣發育有利區。我國頁岩氣可分為北方和南方兩大地區,其中以南方地區為主,主要分布在上揚子、中下揚子和滇黔桂地區。

1.四川盆地

四川盆地與美國東部地區頁岩氣發育盆地具有相似的地質條件,均是古生代海相沉積背景下形成的富含有機碳頁岩,後期大幅度的構造抬升和強烈地質改造的程度也大致相當,富含Ⅲ型乾酪根的泥/頁岩直接產氣及高演化程度下的原油裂解氣導致盆地具有頁岩氣勘探的良好前景(圖5-18至圖5-20)。整體分析,四川盆地東部和南部以古生界的下寒武統和下侏羅統源岩為主,層位老但埋深淺,在現今的工業技術和經濟背景條件下最適合於開展頁岩氣的勘探研究。

1)川東地區古生代長期處於沉降—沉積中心,烴源岩發育層數多且質量好,構成四川盆地頁岩氣勘探的首選層位之一。古生界主要發育了寒武系、奧陶系、志留系及二疊系深灰—黑色頁岩。其中,下志留統頁岩烴源岩厚100~700m,平均400m,最大823m,有機碳含量0.2%~3.13%,成熟度Ro為2.2%~4.0%(劉若冰等,2006),可作為頁岩氣勘探的主體層位。其次,上二疊統頁岩厚20~120m,平均60m,有機碳含量高達3%~7.54%,成熟度為1.6%~3.1%(王蘭生等,2004),也是一套潛力良好的頁岩氣勘探目的層。

圖5-18 四川盆地下寒武統頁岩氣有利區

2)川中地區下侏羅統泥岩有機碳含量為0.07%~4.51%,平均1.19%,成熟度Ro為0.70%~1.12%(陳盛吉等,2005),Ⅱ型為主的乾酪根更多地造就了油藏的形成;上三疊統Ⅲ型乾酪根泥質及炭質泥岩有機碳含量為0.5%~1.5%,平均1.14%(陳義才等,2005),平均厚20~350m,穩定分布,Ⅲ型乾酪根構建了頁岩氣的良好基礎。由於埋藏深度相對較大,川中地區下寒武統形成工業價值頁岩氣藏的區域地質條件相對較差。在下寒武統,發育了筇竹寺組和下志留統的龍馬溪組頁岩烴源岩,前者厚達數百米,有機碳含量0.20%~9.98%,平均0.97%。在川中南部,厚度可達200~400m,有機碳含量為0.5%~1%(馬力等,2004);後者厚度可達1000m,有機碳含量為1.0%~4.9%。此外,川中南部地區(川南)的上、下二疊統源岩也值得關注。

圖5-19 四川盆地上二疊統頁岩氣有利區

圖5-20 四川盆地下二疊統頁岩氣有利區

3)川西地區整體屬於前陸坳陷,三疊系及二疊系泥質氣源岩與大套緻密砂岩頻繁互層,更顯示了根緣氣發育的優越性。該區古生界普遍埋深較大,局部露頭發育地區也顯示了優良的生氣能力,如上二疊統泥質烴源岩厚25~100m,有機碳含量0.5%~1.5%,下二疊統頁岩厚10m,有機碳含量為1%~2%(張永剛等,2007),具有良好的生氣能力。因此,局部埋深相對較淺的高碳泥岩和頁岩是頁岩氣勘探的潛在領域。

4)四川盆地圍緣抬升較高,古生界泥頁岩氣源岩廣泛出露或近地表發育,也可作為頁岩氣勘探的潛在領域。

四川盆地頁岩氣的勘探將是中國南方油氣勘探的一個重要步驟和方向,對豐富和發展中國天然氣地質理論具有重要意義。四川盆地具有與美國盆地相似的地質條件和構造演化特點,泥/頁岩不僅是盆地內常規氣藏的烴源岩,而且還具備了頁岩氣成藏的地質條件(劉麗芳等,2005)。四川盆地具有發育頁岩氣的良好地質條件,按照構造演化及地層發育特點,大致可以分為3個基本層次,即川東、川東北、川東南工業性頁岩氣成藏條件最好,川中及部分盆地圍緣相對較差,川西由於埋藏相對較深,主體宜進行根緣氣勘探。

按照常規勘探思路,四川盆地已經發現了一大批天然氣田,但結合盆地頁岩發育的地質特點及美國頁岩氣勘探經驗,四川盆地具有以下寒武統和下志留統為主形成區域性頁岩氣發育的良好地質條件,平面上側重於盆地的東半部,包括川東、川中、川南、川西南等。勘探過程中宜與常規天然氣研究相結合,重視經濟深度范圍內的吸附及游離含氣量變化,重點通過頁岩有機碳含量、綜合含氣量、裂縫發育、埋藏深度及勘探有利性研究,指導頁岩氣勘探快速發展。

2.渝東黔北

渝東黔北以上震旦統和下寒武統頁岩發育為主,北部還發育有上奧陶統和下志留統富含有機質泥頁岩。上震旦統富含有機質泥頁岩厚30~70m,下寒武統富含有機質泥頁岩厚50~300m;上震旦統及下寒武統暗色岩有機碳含量在1.0%~3.0%之間;Ro在1%~3.5%之間,部分達到4.0%以上,以生氣為主;生烴強度一般大於1×109m3/km2

3.下揚子

下揚子西部下二疊統富含有機質泥頁岩厚100~200m,有機碳含量為0.4%~2.82%,Ro值為0.8%~2.5%;上二疊統烴源岩厚50~200m,有機碳含量為1%~3%,Ro小於1.5%,但在沿江地區較高,可達2.0%以上。下揚子南部下三疊統青龍組灰黑色泥岩發育,有機碳含量為0.5%~2.0%,Ro小於1.5%。