泥页岩裂缝发育特征及其对含气性的影响

页岩气特点及成藏机理---陈栋、王杰页岩气作为一种重要的非常规油气资源，随着能源资源的日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，其重要性已经日益突出。

随着国家新一轮页岩气勘探开发部署的大规模展开，正确认识和掌握页岩气的成因、成藏条件等知识，对于今后从事页岩气现场录井的工作人员提高录井质量具有较好的指导意义。

1.概况页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。

其形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布较广的页岩烃源岩地层中。

2.特点2.1 页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于暗色泥页岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间；以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地的有利目标。

页岩气的资源量较大但单井产量较小，美国页岩气井的单井采气量为2800-28000m3/d。

2.5 在成藏机理上具有递变过渡的特点，盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区，页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。

2.6 原生页岩气藏以高异常压力为特征，当发生构造升降运动时，其异常压力相应升高或降低，因此页岩气藏的地层压力多变。

2.7 页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点—-大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。

但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。

3.成因通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。

生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。

苏北盆地古近系泥页岩有机质孔发育特征及影响因素马存飞;董春梅;栾国强;林承焰;刘小岑;段宏亮;刘世丽【摘要】通过对苏北盆地古近系泥页岩研究并结合美国Marcellus页岩研究成果,定义有机质孔的概念,归纳有机质孔的类型及特征,探讨有机质孔发育的影响因素并总结有机质孔演化规律.结果表明:有机质孔泛指在有机质内部或边界处发育并与有机质具有成因联系的所有孔隙,包括原生有机质孔和次生有机质孔两类;有机质孔形态多样,分布具有非均质性,特别当有机质孔大量发育时,其内部结构是具有层状格架的似蜂窝状连通体;温度、上覆岩层压力、无机矿物和流体是影响有机质孔发育的外部条件,有机质类型、有机质成熟度和有机质含量是控制有机质孔发育的内部因素;苏北盆地古近系泥页岩实际样品和热模拟实验样品中有机质孔均表现出阶段性演化特征,这与干酪根热解生烃过程中的组构演化和生烃机制密切相关.%Based on the study of Paleogene shale in Subei Basin,and combining results of the Marcellus shale,this paper defined the concept of organic-matterpore,summarized its types and characteristics,discussed its influencing factors and finally concluded evolution rule of organic-matter pore.The results show that organic-matter pores generally refer to pores which are within or at the boundary of organic matter and are genetically associated with it,and they include primary and secondary organic-matteranic-matter pores display various shapes and are distributed heterogeneously.Especially when they are well developed,the internal structure is a honeycomb connecting component in the layered framework.Temperature,overburden pressure,inorganic mineral and fluid are the external conditions influencing the development of organicmatterpores and organic matter type,while maturity and content are the internal factors controlling the development of organic-matter anic-matter pores of both Paleogene shale samples in Subei Basin and the thermal simulations have the characteristics of episodic evolution,which is closely related to the fabric evolution and hydrocarbon-generating mechanism during the process of hydrocarbon generation from Kerogen.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(041)003【总页数】13页(P1-13)【关键词】有机质孔;类型及特征;外部条件;显微组分;总有机碳;有机质成熟度;演化规律【作者】马存飞;董春梅;栾国强;林承焰;刘小岑;段宏亮;刘世丽【作者单位】中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;山东省油藏地质重点实验室,山东青岛266580;中石油油气储层重点实验室中国石油大学研究室,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;山东省油藏地质重点实验室,山东青岛266580;中石油油气储层重点实验室中国石油大学研究室,山东青岛266580;中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580;中国石化江苏油田分公司地质科学研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司地质科学研究院,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TE122.2北美地区页岩油气的成功商业化开发以及中国四川盆地南部古生界和北部中生界页岩气勘探开发的突破,使人们认识到富有机质泥页岩可以形成源、储一体型油气聚集[1]。

页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。

（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20%-90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大,母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。

据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；(据Burnaman(2009)TOC一般不小于2%)Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。

聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1%，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2.5%~3%。

）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30m有机碳含量（TOC）：2.0%以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy,2008页岩气优选标准1ft=0.3048M= How we look for in a gas shale?(Rimrock Energy,2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。

国内页岩气开采相关技术研究[摘要]页岩气（），作为一种非常规天然气类型，和常规天然气相比，其生成、运移、赋存、聚集、保存等过程还有成藏机理很多相似之处，又有一些差异。

本文主要对页岩气成藏机理、控制因素，页岩气藏开采技术进行分析，并对国内页岩气的开采前景进行了阐述。

[关键词]页岩气；成藏机理；控制因素；开采技术中图分类号：e32 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0068-011 页岩气成藏机理及控制因素1.1 页岩气的成藏过程及特征地层当中页岩系统组成大部分是泥页岩以及泥质粉砂岩。

页岩气中具有多种天然气赋存状态。

少量的天然气被溶解，大部赋存在有机质还有岩石颗粒表面，以以游离在裂缝、孔隙之中。

页岩气成藏具有多机理、复杂的特点，天然气除在有机质、孔隙水、还有液态烃类中存在溶解外，天然气由生烃的活塞式运聚还有生烃高峰进行的置换形式运聚，表现页岩气成藏机理特点[1]。

1.2 页岩气成藏的主控因素由于页岩气主要特点包括：生成、运移、以及富集，控制页岩气成藏因素主要有：有机质类型及含量、泥页岩组成特点、构造作用、热演化程度大小、还有裂缝发育情况等因素。

（1）岩性还有矿物够成页岩一般被定义成“细粒的碎屑沉积岩”，但在矿物组成方面（比方碳质、硅质还有粘土质等）、构造和结构上有多种样式。

页岩一般由碳酸盐、粘土质、黄铁矿、有机碳还有石英组成。

（2）岩石地化有机特征泥页岩地化有机特点对岩石的储集能力、岩石的生气能力控制作用很大。

（3）泥页埋深还有岩层厚度泥页岩埋深还有厚度和对页岩气成藏具有重要影响。

工业性页岩气藏的形成，泥页岩需要达到一定的厚度，这样有利于储集层还有烃源岩层的形成。

（4）裂缝页岩气在聚集还有运移方面同样受到裂缝影响。

裂缝发育可以增大储层的孔隙度，增加游离气单位面积的的聚集，发育时候的泥页岩裂缝能够促进页岩气进行运移，有利于页岩气的开采还有常规气藏的形成，然而，早期出现很多的裂缝，造成储层的封闭性发生破坏，使得天然气分散还有散失，对页岩气藏保存产生不利影响。

页岩气富集与高产的地质因素和过程范昌育;王震亮【摘要】在查阅大量页岩气研究文献的基础上,考虑到页岩气藏的独特性,结合与其它页岩气藏的横向对比,重点剖析并初步总结了影响美国Fort Worth盆地密西西比系Barnett页岩气富集与高产的地质因素,提出了相应的地质过程概念模型,以期对即将到来的中国页岩气的评价、勘探与开发有些许启示.分析认为,在诸多影响因素中,热成熟度、造成页岩易压裂性因素的存在以及二者的有效匹配,是页岩气能否富集与高产的最重要的因素,其地质过程可归纳为3个阶段,即低熟微裂缝开启生物气逸散阶段、高熟微裂缝胶结裂解气富集阶段、压裂微裂缝开启页岩气高产阶段.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2010(032)005【总页数】5页(P465-469)【关键词】热成熟度;超压;富集;裂缝;页岩气【作者】范昌育;王震亮【作者单位】大陆动力学国家重点实验室(西北大学),西安,710069;西北大学,地质学系,西安,710069;大陆动力学国家重点实验室(西北大学),西安,710069;西北大学,地质学系,西安,710069【正文语种】中文【中图分类】TE122.3随着国民经济的增长，像其它能源一样，天然气的需求量也在不断增加。

我国仍处于天然气勘探与开发的早期阶段，未来几年内，中国将很有可能面临北美现在所面临的常规天然气产量持续性递减问题，天然气勘探的重心向非常规天然气的转移只是时间问题。

美国能源部早在20世纪70年代就进行了非常规的页岩气勘探开发，发现了地质资源量达(14～22)×1012 m3，技术可采储量(0.88～2.15)×1012 m3[1]的页岩气。

主要有5大页岩气系统，包括Fort Worth盆地密西西比系Barnett页岩、Appalachian盆地泥盆系Ohio页岩、Michigan盆地泥盆系Antrim页岩、Illinois盆地的泥盆系New Albany页岩和San Juan盆地白垩系Lewis页岩，其中Fort Worth盆地以密西西比系Barnett页岩为储层的Newark East页岩气田，2005年年产量接近141.6×108 m3[2]，现其产量已达300×108 m3以上，已成为美国第二大气田。

页岩油储层孔隙发育特征及表征方法孙超;姚素平【摘要】页岩油是非常规油气资源重要的组成部分,主要赋存于泥页岩不同类型的孔隙和裂缝中.与产生页岩气的高成熟阶段泥页岩不同,处于生油窗的富有机质泥页岩中的油气储集空间往往被早期生烃产物完全或部分充填,影响对页岩油储集空间的结构表征和形态描述.通过镜下观察发现,页岩油储层中发育的孔隙总体上可以划分为矿物颗粒间孔隙、矿物颗粒内孔隙和有机质孔隙,其中前两者主要的孔隙类型包括不同矿物颗粒间的粒间孔隙、溶蚀孔隙和黏土矿物片层间孔隙等,有机质孔隙包括有机质颗粒边缘收缩孔(缝)和少量的热解孔隙.从页岩油储层孔隙表征方法的要求出发,对页岩油储层样品进行溶剂抽提处理,探讨分别适用于碎状样品和块状样品的孔隙表征方法.不同页岩油储层孔隙表征方法的原理和应用具有差异性,也存在局限性,可以综合多种表征方法,通过对比分析和统一量纲的方式提高页岩油储层孔隙表征结果的准确性.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2019(026)001【总页数】12页(P153-164)【关键词】页岩油;储集空间;孔隙结构;孔隙表征;微米-CT【作者】孙超;姚素平【作者单位】滁州学院地理信息与旅游学院,安徽滁州239000;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+3中国页岩油分布较广，其中在东部断陷盆地古近系湖相页岩层段广泛发育页岩油聚集成藏，且在辽河坳陷、济阳坳陷等地区获得了页岩工业油流。

北美地区高产页岩油区与中国东部富含页岩油地区的成藏条件存在明显差异，前者为海相页岩、热演化程度较高、干酪根类型以Ⅱ型为主，后者为陆相页岩、埋藏较浅、普遍处于低成熟-成熟阶段、干酪根类型以Ⅰ型为主；就页岩油性质而言，北美地区的油质较轻、黏度低、可动性好，而中国东部地区的含蜡量高、油质较重、黏度偏高、可动性差。

尽管中国页岩油勘探取得了重要进展，但其页岩油可采储量十分有限，这不仅与中国东部页岩油具有低成熟、高黏度和高含蜡等特点而导致的流动困难有关，也与页岩油储层的孔隙发育特征有关。

鄂尔多斯盆地北部太原组海陆过渡相页岩孔缝特征及油气地质意义杨才;冯岩;白灵麒;马海林;林海涛【摘要】鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相泥页岩是非常规天然气的储集层.通过采集太原组泥页岩样品,利用氩离子抛光-扫描电镜技术,观察抛光后泥页岩样品微孔隙、微裂缝的微观结构特征,分析其成因,认为沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用是太原组页岩孔隙、裂缝发育的主控地质因素.同时参考国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型的划分方案,将太原组海陆过渡相泥页岩孔隙、裂缝初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔、生烃孔;无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔;微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝,为页岩气(尤其是游离气)提供了良好的储集空间和渗流通道,有利于页岩气的成藏.为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利条件.【期刊名称】《地质与资源》【年(卷),期】2018(027)004【总页数】7页(P389-395)【关键词】太原组;海陆过渡相页岩;孔隙裂缝特征;页岩气;鄂尔多斯盆地【作者】杨才;冯岩;白灵麒;马海林;林海涛【作者单位】内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室/内蒙古自治区地质调查院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室/内蒙古自治区地质调查院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室/内蒙古自治区地质调查院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室/内蒙古自治区地质调查院,内蒙古呼和浩特010020;内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室/内蒙古自治区地质调查院,内蒙古呼和浩特010020【正文语种】中文【中图分类】P618.130.20 前言鄂尔多斯盆地是我国主要的油气盆地之一.石炭系上统太原组几乎在全盆地均有分布，为海陆过渡相沉积，岩性为一套灰白色砂岩、灰-灰黑-黑色泥岩、粉砂岩及炭质泥岩，上部夹煤层，太原组发育较好的富有机质泥页岩层段［1］.在传统油气勘探中，富有机质泥页岩一般被认为是油气藏的烃源岩和盖层，人们一直认为烃源岩只生成油气而不能储藏［2-3］.随着页岩气勘探开发的兴起，一直被认为只能作为烃源岩的页岩成为页岩气研究的重点.页岩的孔隙、裂缝是页岩气重要储存空间与流通通道，也是影响页岩气开发的重要因素，已成为页岩气研究的重点之一.本文对石炭系上统太原组海陆过渡相富有机质泥页岩的孔隙、裂缝特征进行研究，研究区范围为鄂尔多斯盆地的北部，地表被第四系和白垩系大面积覆盖，仅在盆地边缘的准格尔和乌海地区有太原组出露（图1）.页岩气调查样品采自鄂尔多斯盆地的准格尔和乌海地区太原组泥页岩，为一套以三角洲为主的海陆过渡相沉积.对采集的泥页岩样品首先进行氩离子抛光操作，然后利用扫描电子显微镜观察抛光后泥页岩样品的孔隙、裂缝的大小、形态、分布规律、发育程度等微观结构特征，分析其孔隙、裂缝类型、成因，进而分析其油气地质意义.图1 鄂尔多斯盆地北部地质简图Fig.1 Geological sketch map of northern Ordos Basin1—第四系（Quaternary）；2—新近系（Neogene）；3—古近系（Paleogene）；4—白垩系（Cretaceous）；5—侏罗系（Jurassic）；6—三叠系（Triassic）；7—二叠系（Permian）；8—上石炭统太原组（Upper Carboniferous Taiyuan fm.）；9—奥陶系（Ordovician）；10—寒武系（Cambrian）；11—元古宇（Proterozoic）；12—太古宇（Archean）；13—地质界线（geological boundary）；14—省级行政区界线（provincial boundary）1 地质背景鄂尔多斯盆地是在华北地台基础上发展起来的大型内陆盆地，区域大地构造又可分为伊盟隆起、西缘逆冲带、天环向斜、陕北斜坡、晋西挠褶带、渭北隆起6个二级构造单元.内蒙古地区分布的二级构造单元有伊盟隆起、西缘逆冲带和天环向斜的北段、陕北斜坡的西北部［4］，基本构造形态为西、北、东翘起，中部偏西为沉降带（沉降中心为天环向斜），沉降带西翼陡、东翼缓，形成一不对称的向斜构造形态（图2）.图2 鄂尔多斯盆地构造分区图Fig.2 Tectonic division map of Ordos basin1—城市（city）；2—内蒙古自治区边界（boundary of Inner Mongolia Region）；3—鄂尔多斯盆地边界（boundary of Ordos Basin）；4—二级构造单元界线（boundary of second-order tectonic unit）鄂尔多斯盆地在晚石炭世由海相逐渐过渡为海陆过渡相，包括沼泽相、三角洲相、障壁岛相、潟湖相、潮坪相和河口湾相，沉积了太原组富有机质泥页岩层系和煤系地层［5-7］.研究区太原组发育较好泥页岩层段，平均泥地比大于40%，主体岩性为暗色泥岩与煤层、粉砂岩、砂岩互层，在盆地内广泛分布，厚度稳定［1］.太原组泥页岩有机质类型主要为Ⅱ2型，其次为Ⅲ型，有机碳含量（TOC）高，主体位于2.0%～2.5%之间，有机质成熟度适中，镜质体反射率（Ro）主要位于1.2%～1.99%之间，具有较强的生烃能力［1］.2 太原组海陆过渡相页岩孔缝特征页岩中的微孔隙、微裂缝是页岩气重要储存空间与渗流通道，所以孔隙、裂缝发育程度直接关系到页岩气的储存量大小.通过扫描电子显微镜可以对这些微裂隙的微观结构进行更直观的观察，进一步了解孔隙、裂缝的大小、形态、发育程度等.2.1 孔缝类型泥页岩作为一种致密储气层，其孔隙成因及类型多样，对常规砂岩储层的传统孔隙划分方案无法满足要求［8］.国内外学术界对海相和陆相页岩的孔隙、裂缝类型提出了多种划分方案.聂海宽等［9］将四川盆地及其周缘下古生界海相页岩孔隙分为有机质孔、矿物质孔以及两者之间的孔隙.王香增等［8］将鄂尔多斯盆地延长组陆相页岩孔隙划分为粒间孔、粒内孔、有机质内孔和裂缝，又根据孔径将孔隙依次分为微孔隙（微裂缝）、中孔隙（中裂缝）、大孔隙（大裂缝）［8］.学术界对海陆过渡相页岩孔隙、裂缝特征也作了不同程度的研究，闫德宇等［10］研究了鄂尔多斯盆地石炭系—二叠系海陆过渡相富有机质泥页岩孔缝大小和孔隙度，将孔隙分为粒内溶蚀孔、粒间微孔、有机质排烃残余孔；赵可英等［11］将鄂尔多斯盆地上古生界泥页岩储层的储集空间类型分为纳米级孔隙、微米级孔隙和微裂缝，按孔隙大小分类，未考虑孔隙的成因；唐玄等［12］研究了鄂尔多斯盆地上古生界海陆过渡相页岩孔隙发育情况，未作分类.通过对比研究上述聂海宽等［9］对海相页岩、王香增等［8］对陆相页岩孔隙、裂缝的划分方案，并参考上述闫德宇等［10］、赵可英等［11］、唐玄等［12］对海陆过渡相页岩孔隙、裂缝特征的研究和划分方案，考虑孔隙、裂缝的分布特征、成因及主控地质因素等多种因素，根据太原组海陆过渡相泥页岩样品的氩离子抛光-扫描电镜图像，本文将孔隙、裂缝类型划分为三大类，即有机孔、无机孔和微裂缝.其中有机孔按成因细分为化石孔和生烃孔；无机孔根据矿物颗粒及晶体排列方式不同细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔；裂缝依据其成因及发育特征又细分为收缩缝、应力缝及黏土矿物层间缝（表1）.2.2 孔缝特征（1）有机孔有机质孔隙是页岩中有机质在热裂解生烃过程中形成的孔隙，发育在有机质内部及有机质与其他颗粒之间［13］.有机质孔隙是页岩储层独有的一类储集空间，为有机质生烃所形成［6］.研究区太原组泥页岩样品扫描电镜图像中，可见到页岩中发育化石孔、生烃孔两种类型的有机孔.化石孔见于生物化石碎屑中，样品所见生物化石碎屑中发育丰富的蜂窝状构造，微孔隙十分发育，孔径一般 0．5～2 μm 之间（图 3a）.生烃孔发育在有机质内部，是有机质热演化过程中产生的孔隙.生烃是烃源岩的有机化学反应，由于油气的密度大大低于烃源岩的干酪根，它是典型的体积增大化学反应［14］.生烃孔常常表现为裂缝状、狭长条带状，有时伴有溶蚀现象，宽度在5～600 nm之间，个别达到微米级，且各缝隙常常交汇于一点（图3b）.生烃孔为有机质降解过程中因体积减小而发生的收缩作用导致，这类孔隙的存在说明本区页岩已产生了较强的生烃作用.（2）无机孔无机孔是无机矿物中含有的孔隙，是由于无机矿物颗粒间、晶体间排列方式不同及晶体内部溶蚀作用形成的孔隙.本区太原组泥页岩样品扫描电镜图像中，可见到页岩中发育粒间孔、晶间孔和溶蚀孔3种类型的无机孔.表1 太原组海陆过渡相页岩孔隙裂缝类型划分方案Table 1 Classification of pore-fracture types of the marine-continental transition shale fromTaiyuan Formation孔缝类型分布特征化石孔有机孔呈蜂窝状发育于生物化石碎屑中生烃孔呈裂缝状分布于有机质中粒间孔无机孔矿物颗粒堆积体中晶间孔黏土矿物薄片或集合体中，胶结物晶体及大岩屑颗粒中主控地质因素有机质变质作用干酪根生烃作用沉积、成岩作用沉积、成岩作用溶蚀孔碳酸盐、长石等矿物晶体内部溶蚀作用收缩缝成岩收缩作用塑性矿物内部及环带状围绕塑性矿物周缘分布微裂缝应力缝网格状分布在矿物相变接触处或颗粒内构造作用层间缝沉积成岩作用、构造作用狭长条带状分布在黏土矿物层间图3 太原组海陆过渡相页岩中发育的有机孔Fig．3 Organic pores in the marine-continental transition shale from Taiyuan Formation沉积物埋藏后，颗粒间的不完全胶结以及后期成岩改造都会产生粒间孔隙［13］.本区太原组样品扫描电镜图像中见到的粒间孔大多为黏土矿物颗粒间孔和黏土矿物片间孔.黏土矿物片间孔为黏土矿物集合体之间的孔隙［15］，孔隙形状多样，方向性不明显，多数孔径为微米级，也见有纳米级孔隙（图4a）.晶间孔为页岩基质中矿物晶体间或矿物集合体间孔隙.孔隙形状各异，变化较大，孔径一般10～100 nm之间，个别达1 μm（图 4b）.深埋藏下不稳定矿物（如长石、碳酸盐矿物等）常发育溶蚀孔，多与有机质生烃有关［16］.图4c右下角为钠长石颗粒内溶蚀孔，保留有长石颗粒的残余结构，孔隙边缘不规则，形状大小不一，孔径一般0．5～5 μm之间.（3）微裂缝微裂缝是由于干酪根向烃类转化的热成熟作用（内因）、构造作用力（外因）或是两者产生的压力引起［17］.裂缝既可为页岩气提供聚集空间，也可为页岩气的生产提供运移通道［18］.泥页岩微裂缝的研究对页岩气的勘探和开发有重要的意义.本区太原组页岩样品扫描电镜图像中，可见到页岩中发育收缩缝、应力缝和层间缝3种微裂缝.收缩缝发育在有机质或塑性矿物内部或围绕边缘呈环带状分布，是有机质生烃作用及有机质或塑性矿物收缩而形成的微裂缝，裂缝宽度一般在10～100 nm之间（图 5a）.应力缝往往呈网格状或具一定方向性，分布在矿物接触处或切割矿物颗粒，是构造应力作用下形成的微裂缝，裂缝长度可达上百微米，宽度一般在0．1～1 μm之间（图 5b）.图4 太原组海陆过渡相页岩中发育的无机孔Fig．4 Inorganic pores in the marine-continental transition shale from Taiyuan Formation图5 太原组海陆过渡相页岩中发育的微裂缝Fig．5 Microfractures in the marine-continental transition shale from Taiyuan Formation片状黏土矿物间存在层间缝，呈狭长条带状分布在黏土矿物层间.裂缝宽度一般在5～100 nm之间，长度可达十几微米（图5c）.本区太原组页岩中微裂缝普遍存在，而且发育规模大小不一.一般来讲，应力形成的裂缝都比较大，裂缝宽度都在微米级，而收缩缝次之，黏土矿物层间缝最小.3 太原组海陆过渡相页岩各类孔缝油气地质意义在页岩中，天然气的赋存状态多种多样.除极少量的溶解状态天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中［3，19］.因此，泥页岩中的孔缝对油气资源的储存、运移具有重要的地质意义.研究页岩储层的微观孔缝结构对页岩含气性评价和勘探开发具有重要意义.有机质孔隙是有机质达到一定成熟度后开始大量排烃，从而在有机质内部留下的孔隙［20］.本区有机孔可细分为化石孔和生烃孔，化石孔是经变质作用有机质分解而形成，生烃孔是有机质生烃过程中产生的异常高压、膨胀、收缩等作用而形成.泥页岩中有机质孔隙是有机质大量排烃的标志，其在二维平面上常呈孤立状，但在三维空间上形成空间网络结构，互相连通［20］.这些孔隙的存在增加了页岩气的储存空间，同时也增加了孔隙连通性［20］.因此有机孔对于页岩气的储集和渗流均有重要作用.本区有机孔的发育说明泥页岩产生过强烈的生烃过程，其既是页岩气储存空间，又是运移通道.无机孔是无机矿物经沉积成岩作用而保存下来的孔隙，可细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔.本区所见粒间孔、晶间孔主要为黏土矿物颗粒间孔和黏土矿物集合体晶间孔，这些孔隙的连通性较差.黏土矿物晶间孔隙一般存在于一些粒度较大、硬度高的碎屑颗粒周围，这些碎屑颗粒阻挡了外力，从而使孔隙保存下来［20］.溶蚀孔主要是页岩中的方解石、磷灰石、长石等在溶蚀作用下产生的粒内孔隙.溶蚀孔的形成与有机质分解密切相关.有机质分解过程中会产生有机酸，能够溶蚀大量长石和碳酸盐等矿物，促使溶蚀孔的生成［20］.当易溶蚀矿物（方解石、磷灰石、长石等）含量较低时，溶蚀孔是孤立的，当含量较高时，溶蚀孔呈薄片状、条带状及蜂窝状溶孔.溶蚀孔的发育也说明泥页岩产生过强烈的生烃过程.有机酸的溶蚀作用为储层提供了规模性次生孔隙，从而改善储层结构［20-21］.无机孔增大了页岩气储存空间，其中的溶蚀孔又为页岩气提供了运移通道.微裂缝为干酪根生烃作用、构造应力作用以及沉积作用而形成的裂缝，可细分为收缩缝、应力缝和层间缝3种微裂缝.收缩缝在有机质或塑性矿物内部及围绕边缘分布，连通范围较小.层间缝表现为黏土矿物层间的微裂缝，为沉积作用所形成，顺层面连通性好.应力缝是构造应力作用下形成的微裂缝，常呈网格状，并切穿其他微孔隙、微裂缝，连通性好.微裂缝是页岩气又一储集空间和良好的运移通道.页岩气虽然具地层普遍含气性特点，但目前具有工业勘探价值的页岩气藏或甜点主要依赖于页岩地层中具有一定规模的裂缝系统［19］，裂缝系统是提高页岩气钻井工业产能的重要影响因素［19］.本区太原组海陆过渡相页岩中微孔隙、微裂缝发育，既为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间，又为页岩气提供了良好的渗流及运移通道，从而有利于页岩气的成藏.页岩气是以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气聚集［19］.泥页岩中发育的微孔隙、微裂缝是页岩气（尤其是游离气）储存的重要空间，也是页岩气渗流、运移的主要通道.虽然吸附与游离相天然气同时存在，但吸附相及少量溶解相天然气随着开采过程的继续，会不断地发生解吸从而使页岩层达到一个相对稳定的状态，这也使得页岩气的开采具有产量低但周期长的特点［2］.可见页岩中发育的微孔隙、微裂缝系统也是保持页岩气产能稳定的重要影响因素.4 结论1）根据鄂尔多斯盆地太原组海陆过渡相页岩孔隙、裂缝特征，初步划分为有机孔、无机孔和微裂缝三大类.有机孔细分为化石孔和生烃孔；无机孔细分为粒间孔、晶间孔和溶蚀孔；微裂缝细分为收缩缝、应力缝和黏土矿物层间缝.2）沉积作用、成岩作用、有机质变质作用、干酪根生烃作用、溶蚀作用、构造应力作用等地质作用是太原组海陆过渡相页岩发育微孔隙、微裂缝的主控地质因素. 3）太原组页岩中发育的微孔隙、微裂缝，为页岩气（尤其是游离气）提供了良好的储集空间和渗流及运移通道，有利于页岩气的成藏，为页岩气的压裂开采及高产稳产提供了有利的地质条件.参考文献：【相关文献】［1］杨才，贺志强，郭仁旺，等.鄂尔多斯盆地北缘石炭系太原组泥页岩生烃能力分析［J］.中国煤炭地质，2017，29（7）：14-17.［2］徐国盛，徐志星，段亮，等.页岩气研究现状及发展趋势［J］.成都理工大学学报：自然科学版，2011，38（6）：603-610.［3］董大忠，程克明，王玉满，等.中国上扬子区下古生界页岩气形成条件及特征［J］.石油与天然气地质，2010，31（3）：350-356.［4］杨才，郭根万，马海林.鄂尔多斯盆地苏亥图地区构造特征及对煤系地层的控制分析［J］.中国煤炭地质，2016，28（10）：1-3.［5］李玉喜，聂海宽，龙鹏宇.我国富含有机质泥页岩发育特点与页岩气战略选区［J］.天然气工业，2009，29（12）：115-118.［6］邹才能，董大忠，杨桦，等.中国页岩气形成条件及勘探实践［J］.天然气工业，2011，31（12）：26-39.［7］王社教，李登华，李建忠，等.鄂尔多斯盆地页岩气勘探潜力分析［J］.天然气工业，2011，31（12）：40-46.［8］王香增，张丽霞，李宗田，等.鄂尔多斯盆地陆相页岩孔隙类型划分方案及其油气地质意义［J］.石油与天然气地质，2016，37（1）：1-7.［9］聂海宽，张金川.页岩气储层类型和特征研究：以四川盆地及其周缘下古生界为例［J］.石油实验地质，2011，33（3）：219-225.［10］闫德宇，黄文辉，张金川.鄂尔多斯盆地海陆过渡相富有机质泥页岩特征及页岩气意义［J］.地学前缘，2015，22（6）：197-206.［11］赵可英，郭少斌.海陆过渡相页岩气储层孔隙特征及主控因素分析——以鄂尔多斯盆地上古生界为例［J］.石油实验地质，2015，37（2）：141-149.［12］唐玄，张金川，丁文龙，等.鄂尔多斯盆地东南部上古生界海陆过渡相页岩储集性与含气性［J］.地学前缘，2016，23（2）：147-157.［13］张琴，朱筱敏，李晨溪，等.渤海湾盆地沾化凹陷沙河街组富有机质页岩孔隙分类及孔径定量表征［J］.石油与天然气地质，2016，37（3）：422-432.［14］熊斌辉，米立军，王存武.构造生烃理论及其在页岩气上的应用［J］.海洋石油，2010，30（4）：1-6.［15］耳闯，赵靖舟，姚泾利，等.鄂尔多斯盆地延长组长7油层组页岩-致密砂岩储层孔缝特征［J］.石油与天然气地质，2016，37（3）：341-353.［16］张磊磊，陆正元，王军，等.渤海湾盆地沾化凹陷沙三下亚段页岩油层段微观孔隙结构［J］.石油与天然气地质，2016，37（1）：80-86.［17］姜文斌，陈永进，李敏.页岩气成藏特征研究［J］.复杂油气藏，2011，4（3）：1-5. 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四川长宁地区页岩储层天然裂缝发育特征及研究意义-天津地质调查中⼼第39卷第2期地质调查与研究Vol.39No.22016年06⽉GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCHJun.2016四川长宁地区页岩储层天然裂缝发育特征及研究意义朱利锋1，翁剑桥2，3，吕⽂雅4（1.⼭西省地质调查院，太原030006；2.页岩⽓评价与开采四川省重点实验室，成都610091；3.四川省煤⽥地质局，成都610072；4.中国⽯油⼤学（北京）地球科学学院，北京102249）摘要:页岩⽓是⾮常规天然⽓的⼀种，具有极低的孔隙度和基质渗透率，在勘探开发过程中势必要进⾏天然裂缝研究和评价。

通过对长宁地区⼤量野外露头及岩⼼的观测统计，采⽤了页岩天然裂缝的地质成因、⼒学性质和形态特征相结合的页岩裂缝分类⽅案，将该区天然裂缝划分为构造裂缝、成岩裂缝和异常⾼压裂缝三类，其中构造裂缝进⼀步依据形态及⼒学性质划分为穿层剪切缝、层内扩张缝和顺层滑脱缝；成岩裂缝进⼀步依据形态特征划分为层理缝和收缩缝。

本⽂论述了分类⽅案的合理性，并分别阐述了页岩中各天然裂缝类型的特征。

在此基础上，总结了页岩天然裂缝研究对页岩⽓勘探开发的作⽤及意义。

层内扩张缝和页理缝影响页岩⽓的富集，⽽穿层剪切缝和顺层滑脱缝则在不同地质背景中影响页岩⽓的保存。

关键字：页岩⽓；天然裂缝；类型；富集规律；四川长宁地区中图分类号：P624⽂献标识码：A⽂章编号：1672－4135（2016）02－0104-07收稿⽇期：2016-03-16资助项⽬:国家重点基础研究发展计划（973）项⽬“中国南⽅海相页岩⽓⾼效开发的基础研究（2013CB228000）"作者简介：朱利锋（1986-），男，助理⼯程师，硕⼠研究⽣，2013年毕业于中国⽯油⼤学（北京）构造地质学专业，现主要从事地质矿产相关⼯作，Email：zzff2012@/doc/1b5e008132d4b14e852458fb770bf78a64293a7b.html 。