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页岩气简介一、什么是页岩气1.定义页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。
随着能源需求的不断加大，页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源。
2011年底，国务院正式批准页岩气为我国第172个独立矿种，这意味着页岩气的勘查和开发上升为国家战略。
这里有两个概念：页岩气——是地质学分类；非常规天然气——却是一个石油工程分类。
2.页岩气的产生与储存状态地质历史上形成的富含有机质的泥页岩层系（可包括煤层），在实践中当不强调地质术语的准确性时可统而简之地称为暗色页岩。
其中特别富含可生油有机质且后期尚未经历深埋条件下的高温压者，因其中有机质在人工加热分馏可产出各类油品（如汽、柴油等），特称油（母）页岩。
而大部分这类页岩在后期经历深埋、有机质在热演化过程中产生大量气态和液态烃类。
其中气态的天然气液态的石油可从生烃层系中运移出去赋存于有孔隙的储层中。
他们在孔渗条件好的储层中高度富集便形成常规油气，因致密而孔隙度渗透性差，并使其油气难采出的就是非常规的致密（储层）油气。
己大量进入储层的油在近地表情况下受地下水氧化和生物降解就形成了非常规的重（稠）油和（沥青质）油砂、甚至更难利用的固体沥青矿。
而在生烃层中不可避免仍有大量气态和液态烃以吸附状态和游离状态而残留，留在煤层中的为煤层气、留在页岩（类）中者则为页岩油、气。
页岩气的赋存状态以吸附和游离为主，也有少量溶解态（图1）。
裂缝和孔隙是页岩气主要的储集空间。
但页岩本身物性很差，孔隙度和渗透率都很低。
因而局部的高孔渗区和裂缝发育区就有可能成为页岩气的“甜点”。
页岩孔隙可以分为原生孔和次生孔隙两种类型。
通常原生孔隙比较常见，但大多由于压实作用而变得十分微小。
地层水和有机酸等与页岩中不稳定矿物反应形成的次生孔隙也对页岩气的赋存具有重要意义。
构造裂缝和成岩裂缝是页岩裂缝的两种基本类型。
构造裂缝相对于成岩裂缝具有长度更长、开角更大等特点，因而是更有利的页岩气储集空间。
页岩气成藏机理研究徐祖新,郭少斌(中国地质大学(北京)能源学院,北京 100083) 摘 要:页岩气藏大面积连续分布,而且不受构造作用的控制,页岩气的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成,页岩既是烃源岩、储层,也是盖层。
页岩气成藏机理具有明显的“混合型”特征,根据成藏条件的不同,成藏机理可分为吸附机理、活塞式成藏机理或置换式成藏机理两种类型[1]。
页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏的特征,体现出了复杂的多机理递变特点。
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[2]。
关键词:页岩气;成藏条件;成藏机理 中图分类号:P618.12 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)06—0122—03 页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附状态或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
这是天然气生成之后在烃源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式[3]。
页岩气藏中的天然气主要存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩中,有时甚至也存在砂岩地层中。
页岩气藏中的天然气不仅包括了存在于裂缝中的游离相天然气,也包括了存在于岩石颗粒表面上的吸附气[4]。
从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果,由于生储盖条件特殊,天然气在其中以多种相态存在。
页岩气是非常规天然气的重要类型,在天然气中占的比重逐年增大,受到各国重视,其中美国在页岩气方面的理论与勘探开发技术完善,并且已经形成一定的商业规模[5]。
近几年来我国也进行了初步勘探,研究发现,我国南方志留系地层中发育黑色页岩,演化程度高,可形成的页岩气资源潜力大。
特别是四川盆地的威远和泸州地区,其页岩气资源相当于四川盆地常规天然气资源的总量。
我国松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源[3]。
可以这么说,页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标[6]。
页岩气的形成与开发随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，正日益受到人们的。
本文将探讨页岩气的形成与开发相关问题，以期为页岩气钻探和开发工作提供一些启示和建议。
一、页岩气的概念与重要性页岩气是指赋存在页岩层中的天然气，其主要成分是甲烷。
与常规天然气相比，页岩气的开采更为复杂，但具有更高的能源密度和更低的碳排放。
随着全球常规天然气储量的逐渐减少，页岩气作为一种非常规能源资源，正变得越来越重要。
二、页岩气的形成页岩气的形成主要发生在沉积盆地中，由生物作用和热力作用共同作用形成。
生物作用指的是生物遗体在沉积盆地中分解产生甲烷的过程，而热力作用则是指地层中的有机质在高温高压条件下分解产生甲烷的过程。
这些甲烷分子在页岩层中不断聚集，形成了大量的页岩气。
三、页岩气的开发1、页岩气井的类型根据开采方式和地质条件的不同，页岩气井可分为水平井、垂直井和复合井三种类型。
水平井是指在目标层沿水平方向钻进的井，具有产量高、占地面积小等优点；垂直井则是在目标层垂直方向钻进的井，适用于地质条件较复杂的情况；复合井则是将水平井和垂直井结合起来，以提高开采效率。
2、钻探工艺页岩气钻探的主要工艺包括：钻井、固井、完井、压裂和酸化等。
其中，钻井是基础，完井和压裂则是关键环节。
在钻井过程中，需要使用特殊的钻头和钻具，以确保钻进稳定和快速；在完井和压裂过程中，则需采用高精度的设备和工艺，以实现页岩层的分离和裂缝的扩展。
3、开发流程页岩气开发的基本流程包括：资源评估、钻前准备、钻井、测井、完井、试气、生产和废弃管理等环节。
这些环节环环相扣，任何一个环节的失误都可能影响到整个开发项目的成败。
4、面临的问题尽管页岩气开发具有巨大的潜力，但也面临着诸多问题。
首先，页岩气开发需要大量的水资源，而水资源在某些地区可能难以获得；其次，页岩气开发过程中的压裂和酸化等工艺可能会对地下水造成污染；此外，页岩气开发还会产生大量的废气和废水，对环境造成一定的影响。
页岩气富集条件（一）烃源条件。
（1）沉积环境。
那些有机质丰度高的黑色泥页岩是页岩气成藏的最好源岩，它们的形成需要深水的、较快速的沉积条件和封闭性较好的缺氧环境。
（2）有机质丰度。
高的有机质丰度就意味着高的生气量和吸附量。
典型的页岩气具有丰富的有机质含量，一般认为总有机碳含量在0.5%以上就是有潜力的源岩。
（3）有机质成熟度。
对于热成因型气藏，有机质成熟度越高表明生气的可能越大，主要是由于有机质生成烃后，体积缩小会产生超微孔隙，有利于页岩气的保存。
对于生物成因型气藏，Antrim页岩所产的天然气便主要为生物成因甲烷，有机质成熟度小于0.8%，页岩有机质成熟度越高，有机质丰度越低，越不利于生物气的形成。
（二）储集条件。
（1）岩性特征。
页岩是由大量粘土矿物、有机质及细粒碎屑组成的，很容易碎裂的一类沉积岩，形成页岩气的岩石除页岩外，还包括与其伴生的泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、甚至很细的砂岩。
页岩气的烃源岩多为沥青质或富含有机质的暗色泥页岩，部分为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。
（2）有机质页岩厚度。
根据页岩厚度及展布范围可以判断页岩气藏的边界。
到目前为止，认为对于页岩气的形成而言，页岩厚度可由有机碳含量的增大和成熟度的提高而适当降低，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m。
但这一数值并不是绝对的（3）物性特征。
孔隙度大小影响页岩气是以吸附状态还是以游离状态为主，是确定游离气含量的主要参数。
页岩中可能含有大量的孔隙并且在这些孔隙中含有大量的游离态的天然气。
页岩最突出的特点是孔隙度和渗透率极低，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂缝的发育情况。
（三）保存条件。
构造作用对页岩气的生成和聚集有重要的影响。
构造作用能够直接影响泥页岩的沉积作用，进而对泥页岩的储集性能产生影响；构造作用还会造成泥页岩层的抬升和下降，从而控制页岩气的成藏过程；构造作用可以产生裂缝，可以有效改善泥页岩的储集性能，对储层渗透率的改善尤其明显。
科 技 天 地45INTELLIGENCE························页岩气成因类型及控制因素浅析中国地质大学（北京）能源系学院 郭晓茜摘 要：随着石油天然气等常规资源的不断消耗，页岩气等非常规资源的地位越来越突出。
通过对页岩气成藏形成条件的分析，我们可以更好的了解页岩气的分布规律。
一般认为：页岩气藏是一种自生自储型的非常规天然气；可以将页岩气分为生物成因气，热成因气、生物成因气、混合成因气；页岩气的厚度，有机质的成熟度，有机碳含量，页岩裂缝及孔隙的发育程度是评价页岩气成藏机理的重要因素。
关键词：页岩气 形成条件 富集规律 关键因素一般可以根据天然气的成因类型可以将页岩气分为三种成因类型：热成因类型，生物成因类型以及混合成因类型，其中热成因类型是页岩气主要的成因类型。
1 热成因类型页岩气1.1 热成因页岩气热成因型页岩气又可分为3 个亚类: ①高热成熟度型,例如美国Fort Worth 盆地的Barnet t 页岩气藏; ②低热成熟度型; ③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层共同储存气体。
其中最典型的代表是美国Fort Worth 盆地的Barnet t 页岩气藏。
1.2举例分析Fort Worth 盆地为古生代晚期Ouachita 造山运动形成的前陆盆地，地层自下而上依次为前寒武系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和白垩系。
其中下石炭统Barnet t 页岩上覆地层为上石炭统Marble Fall s 石灰岩,下伏奥陶系Vi2其中页岩产层是含油气系统中主力烃源岩。
1.3 控制因素分析Barnett 页岩干酪根以混合型为主, TOC 平均值约4. 5 % ,其中露头区的TOC 为11 %～13 %; Ro 的分布范围为0. 5 %～1. 9 %，吸附气含量约20 %,游离气含量达80 %，以游离气为主；产气区平均孔隙度6. 0 % ,渗透率为(0. 15～2. 5) ×10 - 9μm2 。
一、页岩气的概念页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中（亦可存在于泥页岩层系中的粉、细砂岩,粉砂质泥岩或砂岩夹层中）,以吸附或游离状态为主要存在方式（也包括溶解气）的持续式富集（持续型油气藏是指低孔低渗储集体系中油气运聚条件相似、含流体饱和度不均的非圈闭油气藏,具有庞大的储集空间和模糊的油气藏边界,其存在几乎不依赖于水柱压力,主要指超级规气藏,包括致密砂岩气、页岩、深盆气、煤层气、浅层微生物气、天然气水合物6种主要类型/为不中断充注、持续聚集/持续散布成藏）的天然气聚集。
从某种意义来讲,页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果。
Curtis以为页岩气系统大体上是生物成因、热成因或生物—热成因的持续型天然气聚集,页岩气可以是贮存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。
张金川等以为页岩气是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,为天然气生成以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。
二、页岩气的类型一、按气源成因分类：是最常采用的分类方式。
北美地域目前发现的页岩气藏存在3种气源,即生物成因、热成因和二者的混合成因，其中以热成因为主,生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中。
盆地斜坡/中心,倾油有机质经历充分热降解或热裂解,热成因页岩气较发育;有机质成熟度较低、水动力条件优越的盆地边缘,生物成因气发育。
热成因型页岩气又可分为3个亚类:①高热成熟度型,如美国Fort Worth盆地的Barnett页岩气藏;②低热成熟度型,如Illinois盆地的New Albany页岩气藏;③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层一路储气,如East Texas盆地的Bossier页岩气藏。
热成因气的形成有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气3种途径: 原油及沥青二次裂解生成的天然气量大小主要取决于烃源岩中有机质丰度、类型和液态烃残留量，和储层的吸附作用。
1 页岩气成藏模式在页岩气藏中，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，表现为典型的“原地”成藏模式。
页岩气成藏过程体现了非常复杂的多机理递变特点，除了溶解作用机理以外，还有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理，即:①生烃初期的吸附聚集，具有煤层气成藏特点;②大量生烃时期的活塞式运聚，类似于根缘气成藏;③生烃高峰时期的置换式运聚，形成常规圈闭气藏或根缘气[1]。
(张金川，2004)✓早期成藏阶段，主要为生物成因气，以游离相和溶解相形式运移至构造高部位，保存于泥页岩原生孔隙中;✓中期原地聚集成藏阶段，页岩开始大量生成热一裂解气，气体表现为原地聚集，保存于次生孔隙和微裂缝中;✓晚期裂缝调整成藏阶段，主要为干气，页岩气藏封闭体系遭受页岩内部构造及成岩裂缝破坏，页岩气由构造低部位向高部位短距离运移成藏。
从成因角度讲，页岩气可以理解为泥页岩地层中未被及时排出的残留气。
以刘成林为代表的学者的认识[2]刘成林，葛岩，范柏江，等.页岩气成藏模式研究[J].油气地质与采收率，2010,17 (5) :1-5.Boeker 等国外学者的观点页岩具有充足的原位含气量，是形成经济性页岩气藏的前提条件，这要求页岩必须是能产生大量热成因或生物成因气的烃源岩。
由于页岩气储于基质孔隙和/或吸附于有机质表面上，因此页岩必须具有足够的有机质和/或基质隙[3].[3] Bowker K. A. Barnett Shale Gas Production, Fort Worth Basin: lssues and Discussion .AAPG Bulletin,2007,91 (4) :523-533.聂海宽对于页岩气成藏的认识聂海宽等[10] 根据页岩气聚集机理及特征将页岩气聚集成藏的因素分为内部因素和外部因素✓有机碳含量✓成熟度✓岩石热解参数✓微观组分✓矿物组成✓物性参数(孔隙、含水饱和度、密度)✓深度\温度✓压力[10]聂海宽，张金川.页岩气聚集条件及含气量计算:以四川盆地及其周缘下古生界为例[J].地质学报，2012 86 (2) :349 -360.陈更生的研究成果陈更生等[5]研究表明页岩气藏形成的主要条件:✓页岩具有一定厚度有机质含量丰富✓处于生气窗演化阶段以上✓天然裂缝发育✓位于构造低部位或盆地中心等[5]陈更生，董大忠，王世谦，等.页岩气藏形成机理与富集规律初探[J].天然气工业，2009,29(5):17-21.张雪芬等[6]总结了页岩气赋存的影响因素✓有机碳含量、✓矿物成分、✓岩石含水量)、✓孔隙度✓渗透率✓温度、✓压力等。
页岩(shale)是由粒径小于0. 0039 mm的细粒碎屑、粘土、有机质等组成，具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，亦即美国所称的粒径小于0. 0039 mm的细粒沉积岩。
美国一般将粒径<0. 0039mm的细粒沉积岩统称为页岩富有机质页岩是形成页岩气的主要岩石类型，富有机质页岩主要包括黑色页岩与炭质页岩页岩气(shale gas或gas shale)是从富有机质页岩地层系统中开采的天然气{John, 2002; US Department of }:nergy, et al.，2009 ; Boyer et al,，2006)。
按成因机制，页岩气是以吸附或游离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中，自生自储、连续聚集的天然气藏。
在页岩气藏中，富烃页岩一般既是天然气的储集层，又是天然气的源岩。
富有机质页岩烃源岩可大量(可高达总生烃量的50%左右)滞留油气。
形成可供商业开采的页岩气。
2.富有机质页岩沉积环境页岩可形成于陆相、海相及海陆过渡相沉积环境中。
富有机质黑色页岩形成，需要具备两个重要条件：一是表层水中浮游生物发育，生产力高；二是具备有利于沉积有机质保存、聚集与转化的条件。
水循环受限的滞留海（湖）盆、陆棚区台地间的局限盆地、边缘海斜坡与边缘海盆地中，由于水深且盆地隔绝性强，水体循环性差，容易形成贫氧或缺氧条件，是发育黑色页岩的有利环境。
综合研究认为，黑色富有机质页岩主要形成于缺氧、富H2S的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中(姜在兴，2003;张爱云等，1987)。
摘要:在调研了国内外页岩气研究成果的基础上，系统地研究了页岩气藏基本特征，分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素，并针对页岩气藏特殊的成藏特征，探讨了相应的识别方法和资源评价方法。
研究表明，页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层而积大、连续分布、形成温度及埋深范围广，赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等特征;页岩气成藏具有过渡特点，兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ELS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识2页岩气成藏机理页岩气成藏可能形成于油气生成的各个阶段，具有典型的“混合型”特征}1}}。
《页岩气的形成条件及含气性影响因素研究》篇一一、引言页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，近年来在全球范围内得到了广泛的关注和开发。
为了更好地了解页岩气的形成条件及含气性影响因素，本文将详细探讨页岩气的形成条件、含气性的主要影响因素及其对页岩气开采的影响。
二、页岩气的形成条件页岩气的形成主要受地质条件影响，其形成条件主要包括以下几个方面：1. 地质年代与地质层位：页岩气主要形成于古生代以来的沉积盆地中，特别是富含有机质的泥页岩层系。
2. 沉积环境：页岩的沉积环境对页岩气的形成至关重要，一般而言，在静水环境、缺氧条件下形成的泥页岩更有利于页岩气的生成。
3. 成熟度：页岩气的生成需要一定的地质时间，因此页岩的成熟度是影响页岩气形成的重要因素。
随着成熟度的提高，有机质向气态转化的能力增强。
三、含气性影响因素页岩气的含气性受多种因素影响，主要包括以下几个方面：1. 有机质含量：页岩中的有机质含量越高，其生成页岩气的潜力越大，含气性也相应增强。
2. 矿物成分：页岩的矿物成分对页岩气的吸附性和储集性有重要影响。
一般来说，粘土矿物含量较高的页岩具有较好的储气性能。
3. 孔隙结构：页岩的孔隙结构对页岩气的储集和运移具有重要影响。
孔隙度大、连通性好的页岩具有较好的储气和生产能力。
4. 地质压力与温度：地质压力和温度对页岩气的生成、运移和保存具有重要影响。
一般来说，较高的地质压力和适当的温度有利于页岩气的保存。
四、影响因素对页岩气开采的影响上述影响因素对页岩气的开采具有重要影响。
首先，了解页岩的形成条件和含气性影响因素有助于确定有利的目标区域。
其次，这些因素也影响了页岩气的开采难度和成本。
例如，粘土矿物含量较高的页岩具有较好的储气性能，但也可能导致钻井和开采过程中的技术难题。
地质压力和温度的适当范围有利于页岩气的保存和开采，但过高或过低的压力和温度可能对开采造成不利影响。
五、结论通过对页岩气的形成条件及含气性影响因素的研究，我们可以更好地了解页岩气的生成、储集和运移规律，为页岩气的开发和利用提供理论依据。
目前,世界上对页岩气的研究并不普遍,只有美国和加拿大对此做过大量工作,特别是美国,页岩气是美国勘探开发最早和最成功的天然气类型之一，对国内的5大页岩气盆地进行了十分系统的研究工作,在页岩气勘探开采方面取得了很大的突破,积累了丰富的经验。
目前已成为美国成功勘探开发的3大类非常规天然气之一,目前已发现5个商业化生产的页岩气盆地,可采储量大约为(8778～21521)×108m3。
2006年,美国大约有39500口页岩气生产井,产量占全美天然气产量的8%[1]。
我国对页岩气的研究与勘探开发还处于探索阶段。
20世纪60—90年代,在页岩油藏有所发现的基础上,部分学者对页岩气藏做过一定的探讨。
近2年,国内学者相继发表了一些关于页岩气方面的著作,将为我国的油气勘探打开新的局面。
页岩气是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,在页岩气藏中,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就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果,由于储集条件特殊,天然气在其中以多种相态存在。
页岩气是目前经济技术条件下,天然气工业化勘探的重要领域和目标[5]。
页岩气存在形式主要以吸附气与游离气为主,形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。
页岩气的地质储量丰富,影响其成藏的因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等,同时还要兼顾各参数之间的联系。
一、页岩气形成机理页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。
所谓页岩气( Shale Gas) 系指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因和/ 或热解成因天然气。
页岩气系统具有典型的自生自储特性。
1.1页岩气的形成过程在泥页岩中页岩气的形成过程主要分为三个阶段（如图一）：第一阶段为天然气生成与吸附阶段, 该阶段形成的页岩气藏具有与煤层气相似的成藏机理，页岩气吸附在有机质和粘土颗粒表面; 第二阶段为吸附气量(包括部分溶解气量)达到饱和时,富余气体解吸或直接充注到页岩基质孔隙中(也不排除少量直接进入了微裂缝中),其富集机理类似于孔隙型储层中天然气的聚集;第三阶段是随着大量气体的生成,页岩基质孔隙内温度、压力升高,出现岩石造缝以及天然气以游离状态进入页岩裂缝中成藏;经过前述三个过程后,天然气最终以吸附气和游离气的形式富集形成页岩气藏,即页岩气藏形成阶段[ 9 ]。
图一页岩气赋存方式与成藏过程示意图1.2页岩气成因类型1.2.1生物成因气生物成因气（如图二），一般指页岩在成岩的生物化学阶段直接由细菌降解而成的气体,也有气藏经后期改造而成的生物气。
如美国密歇根盆地的Antrim 页岩气是干酪根成熟过程中所产生的热降解气和产甲烷菌新陈代谢活动中所产生的生物成因气,以后者为主。
其原因可能是发育良好的裂缝系统不仅使天然气和携带大量细菌的原始地层水进入Antrim 页岩内,而且来自上覆更新统冰川漂移物中含水层的大气降水也同时侵入,有利于细菌甲烷的形成[11]。
图二生物成因气形成过程示意图1.2.2热裂解成因气页岩中热成因气的形成有3个途径(图3):①干酪根分解成气体和沥青;②沥青分解成油和气体(步骤1和步骤2为初次裂解);③油分解成气体、高含碳量的焦炭或者沥青残余物(二次裂解)。
最后一个步骤主要取决于系统中油的残余量和储层的吸附作用。
美国FortWorth盆地的Barnett页岩气就是通过来源于干酪根热降解和残余油的二次裂解[2],主要以残余油的二次裂解为主,正因为如此,使得Barnett页岩气具有较大资源潜力。
图三页岩气成因类型示意图1.2.3混合成因混合成因气为生物成因和热成因两者的混合（如图3），在烃源岩中由干酪根在热成因下裂解成热成因气和沥青。
沥青在一定条件下进一步裂解成热成因气和油。
油在一定的条件下经生物作用转变成生物成因气。
其中以热成因气为主,生物成因气及混合成因气仅存在于个别地区，如美国东部的个别盆地中,例如Michigan盆地Antrim生物成因页岩气藏及Illinois盆地New Albany混合成因页岩气藏。
1.3总有机碳含量有机质含量是生烃强度的主要影响因素，它决定着生烃的多少。
同时，页岩中的有机物质不仅是作为气体的母源，也可以“范德华力”将气体吸附在其表面。
页岩对气的吸附能力与页岩的总有机碳含量之间存在正相关关系。
在相同压力下，总有机碳含量较高的页岩吸附的甲烷比总有机碳含量较低的页岩吸附的甲烷明显要高。
福特沃斯盆地Barnett页岩气藏生产表明,气体产量大的地方,有机碳含量对应也高[11],有机碳含量和气体含量(包括总气体含量和吸附气含量)有很好的正相关关系（如图4），说明总有机碳含量对页岩气含气量有重要的影响作用。
有机碳含量随岩性变化而变化,对于富含粘土的泥页岩来说,由于吸附量很大,有机碳含量最高,因此,泥页岩作为潜力源岩的有机含量下限值就愈高,而当烃源岩的有机质类型愈好,热演化程度高时,相应的有机碳含量下限值就低。
对泥质油源岩中有机碳含量的下限标准,目前国内外的看法基本一致,为0.4%～0.6%,而泥质气源岩有机碳含量的下限标准则有所不同。
图4TOC与含气量的关系图1.4成熟度沉积岩石中分散有机质的丰度和成烃母质类型是油气生成的物质基础,而有机质的成熟度则是油气生成的关键。
干酪根只有达到一定的成熟度才能开始大量生烃和排烃。
成熟度不仅决定天然气的生成方式,还决定气体的组分构成。
页岩气藏生产的天然气除甲烷之外,还有二氧化碳、氮气、乙烷甚至丙烷等。
二氧化碳在生物成因的页岩气藏中更为常见。
天然气组分对页岩气藏整体的经济价值有一定的影响作用,并能对判断天然气是生物成因或热成因提供证据。
成熟度同时还控制着气体的流动速度。
由于气体的成因和赋存方式不同,高成熟度页岩气藏比低成熟度页岩气藏的气体流动速度要高[ 3 ]。
随着成熟度的增大,气体的产生速度也加快(如下图) ,因为高成熟度的干酪根和业已生成的原油均裂解为天然气,并有大量天然气生成。
页岩成熟度和产气速度之间关系( 据文献[ 1])1.5有机质类型干酪根类型是衡量有机质产烃能力的参数，不同类型的干酪根同时也决定了产物以油为主还是以气为主，还影响天然气吸附率和扩散率。
纵观美国页岩气盆地的页岩干酪根类型，主要以Ⅰ型干酪根与Ⅱ型干酪根为主，也有部分Ⅲ型干酪根，而且不同干酪根类型的页岩都生成了数量可观的气。
实验证明，不同干酪根类型主生气期(某一时期天然气的生成量占总生气量的70%～80%)对应的Ro值不同，Ⅰ型干酪根为1.2%～2.3%，Ⅱ型干酪根为1.1%～2.6%，Ⅲ型干酪根为0.7%～2.0%［10］。
因此，页岩气可以在不同有机质类型的源岩中产出，有机质的总量和成熟度才是决定泥页岩岩产气能力的重要因素。
二、页岩气富集机理2.1有效厚度和分布面积富有机质页岩厚度愈大,气藏富集程度愈高。
与常规油气藏一样,要形成工业性页岩气藏,页岩储层需要达到一定的有效厚度和分布面积。
页岩厚度和分布面积是保证页岩气藏有足够的有机质及充足的储集空间的重要条件[1]。
一般而言,在海相沉积体系中,富有机质页岩主要形成于盆地相、大陆斜坡、台地凹陷等水体相对稳定的环境;在陆相湖盆沉积体系中,富有机质页岩发育在深湖相、较深湖相以及部分浅湖相带中。
这些沉积相带一般具有广泛的展布空间。
在有效厚度大于15 m、有机碳含量大于2 %以及处于生气窗演化阶段等页岩气藏形成基本条件的限定下,页岩厚度愈大,所含有机质就愈多,天然气生成量与滞留量也就愈大,页岩气藏的含气丰度愈高(如下图) 。
需要指出的是,要形成一定规模的页岩气藏, 页岩厚度一般应在有效排烃厚度以上。
众所周知，广泛分布的泥页岩是形成页岩气的重要条件。
只有当泥页岩的分布面积达到一定的范围，才能使在泥页岩内部形成的天然气保存下来。
泥页岩连续分布的面积越大，其内部赋存的天然气就越多，天然气分布的面积就越大，就越有利于页岩气的大规模开发。
同时也要保证泥页岩具有一定的有效厚度。
需要指出的是,页岩有效厚度的下限不是一个固定值,其随着页岩气藏钻、完井技术的进步而变化。
北美在页岩气藏开发的早期是打直井,当时确定的页岩有效厚度下限值为30 m。
目前,由于水平井钻井技术和水力压裂、分段压裂等完井技术的成功应用,页岩有效厚度下限值已降至10～15 m。
将来在技术进一步提高、开发成本不断降低的情况下,只要是在技术允许范围内的页岩厚度都会是有效页岩厚度[4]。
2.2温度温度一方面影响着吸附气体含量,温度增高,气体分子的运动速度加快,降低了吸附态天然气的含量,这也是福特沃斯盆地Barnett页岩气藏中吸附气含量较少的原因之一。
另一方面温度影响有机质演化生烃的过程，温度越高，有机质成熟度就越大。
但是当温度过高时，超出了有机质生烃所需要的生烃温度界限，就不会生烃。
2.3压力地层压力也是影响页岩气产量的因素之一。
研究表明,地层压力与吸附气有着正相关性,地层压力越大,页岩的吸附能力就越大,吸附气的含量也就越高。
游离气含量也会随着压力的增加而增加,两者基本上呈线性关系(如下图)。
值得注意的是,压力在6. 89MPa 以前,吸附气含量随压力增加的幅度很明显,而在其之后,增加的幅度不太明显,类似于常规的致密气藏[2]。
当然,不同地区由于有机质含量和周围围岩封存能力的不同,压力梯度也会产生差异。
2.4埋藏深度深度直接控制着页岩气藏的经济价值及其经济效益。
美国发现的页岩气藏通常分布在7612～3 658 m范围的4个深度段[5,6]。
由此可见,页岩气藏深度变化较大,深度不是页岩气藏发育的决定因素,关键问题是该页岩气藏是否具有商业开发价值。
随着科技和工艺的进步,埋藏更深的页岩气藏也将得到开发。
但深度不同,2..5岩石矿物成分岩石矿物的存在一方面将影响到吸附气含量的大小，另一方面对页岩气的开采产生影响。
页岩气的产出部分依赖于天然裂缝、人工制造裂缝或是存在互层的可渗透岩相。
页岩的矿物成分较复杂，除高岭石、蒙脱石、伊利石等黏土矿物以外，还混杂石英、硅质成分、长石、白云石、云母等许多碎屑矿物和物质。
这些物质的存在影响了地层的脆性，从而影响天然裂缝的生成以及人工制造裂缝的能力。
页岩中各种矿物含量对页岩气的开采影响很大，根据美国开发页岩气的经验，含气页岩作为细粒致密砂岩储层，碳酸盐含量的增加会降低页岩气的地质储量[7]，富含硅质的页岩要比富含黏土质页岩在人工压裂中起到更好的作用。
页岩的湿度直接影响着吸附态天然气的含量。
岩石润湿后,因为水比气吸附性能好,从而会占据部分活性表面,导致甲烷吸附容量降低。
