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页岩气藏的基本特征及其成藏机理
作者：梁斌 周罡 王旭
来源：《科教导刊·电子版》2013年第24期
摘 要 页岩气是一种以吸附或游离状态赋存于泥页岩中的非常规能源。泥页岩具有特低孔特低渗的特点，它的这种特点决定了页岩气藏具有自生自储的成藏模式，其既是烃源岩，同时也是储层和盖层。目前，中国页岩气的开发正处于初期阶段，面临着诸多问题。为此，了解页岩气藏的基本特征及其成藏机理对页岩气的开发具有重要的意义。 关键词 页岩气 页岩气藏 基本特征 形成机理 中图分类号：TE132 文献标识码：A
页岩气的发展始于美国，并取得了显著的成果；近年来，页岩气产量占美国天然气总产量的比重逐年升高。在美国页岩气理论的启示下，我国越来越多的专家学者开始投身于页岩气的勘探和开发工作中，这对我们来说既是一种机遇也是一次挑战。本文主要讨论页岩气藏的基本特征及其成藏机理。 1 页岩气藏的基本特征
张金川等认为页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集，是天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。页岩气的基本特征表现为含气饱和度分布范围广、圈闭具有隐蔽性、运移距离较短，它既可以游离在岩石天然裂缝和粒间孔隙中，也可以吸附在干酪根和粘土颗粒表面或者溶解在干酪根和沥青中。
页岩气藏的特征可以归纳为以下几个方面：（1）岩性成分方面：页岩多数为沥青质或者富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩，岩石中粘土矿物占30%-50%、粉砂质（主要为石英颗粒）占15%-25%、有机质占1%-20%，多为暗色泥岩和浅色粉砂岩的薄互层；（2）孔渗特征方面：泥页岩低孔低渗的特征，所以其孔隙度非常低，一般在2%-15%之间，地层渗透率一般低于0.1�？0-3�%em2；（3）成因来源方面：页岩气包含了生物化学、热解和裂解等多种有机生烃模式，TOC值介于0-25%之间，Ro值介于0.4%-2.1%之间；（4）赋存方式方面：页岩气可以以多种方式赋存，以游离态和吸附态为主，其中以吸附状态存在的页岩气占20%-85%，也可以以溶解态赋存于干酪根和沥青中，所以页岩气藏的圈闭具有隐蔽性，受构造运动影响较小；（5）成藏特征方面：页岩内聚集的天然气仅发生较短距离的运移，因此页岩既是源岩同时又是储层和盖层，具有典型的自生自储成藏模式和原地性特点。有效烃源岩的面积基本上就是页岩气藏的分布范围。 2 页岩气藏的形成机理
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页岩气藏大面积连续分布，其生烃、排烃、运移、聚集及其保存基本上都是在源岩中进行，所以页岩气藏具有明显的混合型特征。根据张金川等研究，页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除了天然气在孔隙水、干酪根以及沥青中的溶解作用机理以外，天然气生烃初期的吸附聚集到大量生烃期的活塞式运聚，再到生烃高峰期的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。在此过程中就将煤层气、根缘气和常规气的运移、聚集和成藏过程结合在一起。
第一阶段为天然气的生成、吸附及逃离阶段。在生气阶段初期，主要是生物作用产生的天然气首先吸附在有机碳和岩石颗粒表面，当吸附量达到饱和时，多余的天然气则以游离态或者溶解态进行运移逃离，这个过程中泥页岩的含气量有限。
第二阶段为天然气的活塞式运聚阶段。天然气主要通过热化学能的转化，热裂解气的大量生成使地层压力不断变大，当压力达到一定的高度，岩石就会沿着薄弱面产生裂缝，天然气聚集其中就容易形成以游离态为主的工业性页岩气藏，这就构成了挤压造隙式的运聚成藏特征。由于页岩气藏岩性多为暗色泥岩和浅色粉砂岩的薄互层，具有低孔低渗的特点，游离态天然气对地层水的排驱方式为活塞式整体排驱，这就与根缘气具有相同的成藏机理——活塞式成藏机理。
第三个阶段为天然气的置换式运聚阶段，在生烃高峰时期，天然气无论在页岩中还是薄互层的砂岩储层中都表现为普遍的饱含气性随着天然气的继续增加，氛围进一步扩大，直到遇到常规储层，天然气在浮力作用下进行置换式运移，这就转变成了常规圈闭气藏。
综上所述，页岩气成藏机理实质上就是页岩孔隙中的不同赋存方式的天然气空间比例分配问题。
3 结论与认识
（1）页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。页岩气储层孔隙度一般在2%-15%之间，地层渗透率一般低于0.1�？0-3�%em2。
（2）页岩气藏与煤层气相似，页岩既是源岩同时又是储层和盖层，具有典型的自生自储成藏模式和原地性特点。
（3）页岩气成藏过程体现了非常复杂的多机理递变特点，其成藏机理包括吸附聚集机理、活塞式运聚机理和置换式运聚机理，体现了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。 参考文献
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