探析頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件及其對(duì)比分析

鄢坤（長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

探析頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件及其對(duì)比分析

鄢坤（長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢 430100）

頁(yè)巖氣是自生自?xún)?chǔ)式的一種非常規(guī)天然氣資源，其開(kāi)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(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，應(yīng)當(dāng)對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件及其與其他天然氣藏進(jìn)行對(duì)比分析，便于我們進(jìn)一步深入了解頁(yè)巖氣成藏富集條件、賦存環(huán)境及開(kāi)發(fā)力學(xué)條件等內(nèi)容，更好的指導(dǎo)氣藏開(kāi)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(wèn)題展開(kāi)了分析。

頁(yè)巖氣；開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件；天然氣藏；對(duì)比分析；常規(guī)氣藏

頁(yè)巖氣是世界上目前為止已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)開(kāi)發(fā)的一種非常規(guī)天然氣資源，我國(guó)在四川盆地及周淵地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始了相關(guān)開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，尚處于發(fā)展階段。為擴(kuò)大我國(guó)天然氣資源儲(chǔ)備，滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)生活的需求，對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)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(kāi)發(fā)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施。當(dāng)然，除了頁(yè)巖氣之外，還有煤層氣、常規(guī)砂巖氣等，分析它們開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)，對(duì)今后頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐有重大指導(dǎo)價(jià)值。

1 頁(yè)巖氣開(kāi)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(chǔ)氣條件、保存條件相關(guān)。從生氣方面看，頁(yè)巖氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)是一定厚度的富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，它為頁(yè)巖氣資源形成提供氣源和儲(chǔ)集空間。一般情況下，頁(yè)巖儲(chǔ)層厚度越大，頁(yè)巖氣資源總儲(chǔ)量越大，單井日產(chǎn)氣量相應(yīng)的較大；從儲(chǔ)氣方面看，頁(yè)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(dòng)，這為儲(chǔ)層儲(chǔ)氣創(chuàng)造了良好條件。頁(yè)巖本身之所以具備較好儲(chǔ)氣條件，主要在于頁(yè)巖具有吸附性、含氣性特性。頁(yè)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(yè)巖中的有機(jī)碳是生氣的物質(zhì)條件，也是儲(chǔ)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(yè)巖中有機(jī)碳含量越大，頁(yè)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(dòng)與斷裂活動(dòng)是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層形成的關(guān)鍵條件。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)決定頁(yè)巖層的埋藏特征，對(duì)頁(yè)巖層的生烴演化進(jìn)行控制。斷裂活動(dòng)生成的縫隙可以為氣體運(yùn)動(dòng)提供移動(dòng)通道，使頁(yè)巖氣保存在儲(chǔ)層內(nèi)。

1.2 賦存環(huán)境

頁(yè)巖氣賦存環(huán)境因素主要有地應(yīng)力場(chǎng)、地溫場(chǎng)、地下水壓力場(chǎng)等。從地應(yīng)力場(chǎng)方面看，地應(yīng)力的有效應(yīng)力變化對(duì)儲(chǔ)層的壓裂裂縫形態(tài)、方向及儲(chǔ)層的滲透性有一定影響。當(dāng)有效應(yīng)力增大時(shí)，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的滲流空間逐漸減少，儲(chǔ)層滲透率下降，進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)層采收率產(chǎn)生影響；從地溫場(chǎng)方面看，隨著儲(chǔ)層內(nèi)部有機(jī)質(zhì)的壓力、溫度等發(fā)生變化，頁(yè)巖氣的賦存環(huán)境條件發(fā)生相應(yīng)變化，對(duì)頁(yè)巖的吸附、解吸等能力產(chǎn)生影響；從地下水壓力場(chǎng)方面看，頁(yè)巖氣在地下水運(yùn)移逸散作用影響下會(huì)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(chǔ)層的保存能力。在地下水活動(dòng)比較頻繁地區(qū)，水的交替運(yùn)動(dòng)會(huì)帶走儲(chǔ)層中的甲烷，降低儲(chǔ)層含氣量。

1.3 開(kāi)發(fā)工程力學(xué)條件

由于頁(yè)巖氣儲(chǔ)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(duì)此們可以采用開(kāi)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(yè)巖滲流能力。而且，裂縫本身也可以作為儲(chǔ)集空間，便于增強(qiáng)產(chǎn)能能力。

2 頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件與其他天然氣藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件比較分析

就目前而言，天然氣開(kāi)發(fā)主要有頁(yè)巖氣、煤層氣、常規(guī)氣藏等，開(kāi)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(lèi)組成

關(guān)于頁(yè)巖氣的烴類(lèi)組成，當(dāng)前沒(méi)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(yè)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(yè)巖氣、常規(guī)天然氣相比，煤層氣的甲烷含量相對(duì)高一些。

2.2 儲(chǔ)層特征

頁(yè)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(yè)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(yè)巖儲(chǔ)層吸附氣量的多少與含碳量等因素相關(guān)。此外，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中的游離氣主要聚集在頁(yè)巖微裂縫中，與常規(guī)天然氣類(lèi)似。除了以吸附氣形式賦存，頁(yè)巖氣還以溶解氣形式賦存在頁(yè)巖孔隙中。通過(guò)以上分析可以知道，頁(yè)巖氣儲(chǔ)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(yè)巖氣儲(chǔ)層的滲透率一般在才10-5-10-3mD左右，孔隙度在1-6%左右，儲(chǔ)層條件極差；煤層氣儲(chǔ)層的滲透率一般在1-60mD左右，孔隙度在1-15%左右，儲(chǔ)層條件較差；常規(guī)氣藏儲(chǔ)層的滲透率一般在10-3003mD左右，孔隙度在10-40%左右，儲(chǔ)層條件很好。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)以上分析對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)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(shí)。頁(yè)巖氣作為商業(yè)開(kāi)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(kāi)發(fā)工程力學(xué)條件對(duì)今后的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)開(kāi)采有巨大的指導(dǎo)價(jià)值。在未來(lái)工作中，應(yīng)當(dāng)加大相關(guān)實(shí)驗(yàn)，深入了解頁(yè)巖層化學(xué)成分組成等，突破難題，研發(fā)氣藏開(kāi)采技術(shù)，為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工程提供有益指導(dǎo)，推動(dòng)能源戰(zhàn)略實(shí)施。

[1]孟召平，劉翠麗，紀(jì)懿明.煤層氣/頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件及其對(duì)比分析[J].煤炭學(xué)報(bào)，2013，05：728-736.

[2]汪威.煤層氣、頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件及其對(duì)比分析[J].科技與創(chuàng)新，2016，02：123.

[3]王濡岳，丁文龍，王哲，李昂，何建華，尹帥.頁(yè)巖氣儲(chǔ)層地球物理測(cè)井評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2015，01：228-241.

鄢坤（1987-），男，湖北天門(mén)人，碩士研究生。