探析頁巖氣開發地質條件及其對比分析

鄢坤（長江大學，湖北 武漢 430100）

探析頁巖氣開發地質條件及其對比分析

鄢坤（長江大學，湖北 武漢 430100）

頁巖氣是自生自儲式的一種非常規天然氣資源，其開發地質條件與其他天然氣藏相比，有共性也有不同。為促進我國頁巖氣開發，應當對頁巖氣開發地質條件及其與其他天然氣藏進行對比分析，便于我們進一步深入了解頁巖氣成藏富集條件、賦存環境及開發力學條件等內容，更好的指導氣藏開發工程?；谶@樣的考慮，本文基于大量文獻資料，結合本人工作經驗，就相關問題展開了分析。

頁巖氣；開發地質條件；天然氣藏；對比分析；常規氣藏

頁巖氣是世界上目前為止已經進行商業開發的一種非常規天然氣資源，我國在四川盆地及周淵地區已經開始了相關開發試驗，尚處于發展階段。為擴大我國天然氣資源儲備，滿足當前社會生產生活的需求，對頁巖氣開發地質條件進行分析是有必要的，能科學指導開發工程設計與實施。當然，除了頁巖氣之外，還有煤層氣、常規砂巖氣等，分析它們開發地質條件的共同點與不同點，對今后頁巖氣開發實驗與實踐有重大指導價值。

1 頁巖氣開發地質條件

1.1 成藏富集條件

作為一種非常規天然氣資源，其成藏富集往往與資源的生氣條件、儲氣條件、保存條件相關。從生氣方面看，頁巖氣形成的物質基礎是一定厚度的富有機質頁巖，它為頁巖氣資源形成提供氣源和儲集空間。一般情況下，頁巖儲層厚度越大，頁巖氣資源總儲量越大，單井日產氣量相應的較大；從儲氣方面看，頁巖層在壓力作用下，本身具有一定氣體容納能力，且允許氣體在其內部流動，這為儲層儲氣創造了良好條件。頁巖本身之所以具備較好儲氣條件，主要在于頁巖具有吸附性、含氣性特性。頁巖吸附性的形成與其內部的物質組成、有機質演化等因素相關。頁巖中的有機碳是生氣的物質條件，也是儲氣的載體之一。通常情況下，若地質條件和演化程度等條件一致，頁巖中有機碳含量越大，頁巖本身的吸附氣量和新增游離氣的能力越強；從氣體保存方面看，地質構造運動與斷裂活動是頁巖氣儲層形成的關鍵條件。構造運動決定頁巖層的埋藏特征，對頁巖層的生烴演化進行控制。斷裂活動生成的縫隙可以為氣體運動提供移動通道，使頁巖氣保存在儲層內。

1.2 賦存環境

頁巖氣賦存環境因素主要有地應力場、地溫場、地下水壓力場等。從地應力場方面看，地應力的有效應力變化對儲層的壓裂裂縫形態、方向及儲層的滲透性有一定影響。當有效應力增大時，頁巖氣儲層的滲流空間逐漸減少，儲層滲透率下降，進而對儲層采收率產生影響；從地溫場方面看，隨著儲層內部有機質的壓力、溫度等發生變化，頁巖氣的賦存環境條件發生相應變化，對頁巖的吸附、解吸等能力產生影響；從地下水壓力場方面看，頁巖氣在地下水運移逸散作用影響下會有一定程度的散失。所以，從中不難看出水力封閉控氣便于提升儲層的保存能力。在地下水活動比較頻繁地區，水的交替運動會帶走儲層中的甲烷，降低儲層含氣量。

1.3 開發工程力學條件

由于頁巖氣儲層具有低孔、低滲透率等特點，僅按照常規方法從井眼圓柱形層面進行排氣不能取得良好的效果，產能不高。對此們可以采用開放的矩形天然氣裂縫彌補不足。裂縫作為滲流通道，可以改善泥頁巖滲流能力。而且，裂縫本身也可以作為儲集空間，便于增強產能能力。

2 頁巖氣開發地質條件與其他天然氣藏開發地質條件比較分析

就目前而言，天然氣開發主要有頁巖氣、煤層氣、常規氣藏等，開發地質條件既有相同點也有不同，下面進行了具體分析。

2.1 烴類組成

關于頁巖氣的烴類組成，當前沒有找到明確的化學組成成分分配比例，但是根據相關資料顯示，頁巖氣化學成分組成與常規天然氣藏的成分基本一致，煤層氣也是如此。只是與頁巖氣、常規天然氣相比，煤層氣的甲烷含量相對高一些。

2.2 儲層特征

頁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巖內的有機質上，煤層氣也是如此。根據上文論述，我們知道頁巖儲層吸附氣量的多少與含碳量等因素相關。此外，頁巖氣儲層中的游離氣主要聚集在頁巖微裂縫中，與常規天然氣類似。除了以吸附氣形式賦存，頁巖氣還以溶解氣形式賦存在頁巖孔隙中。通過以上分析可以知道，頁巖氣儲層特點與煤層氣、常規天然氣有相同之處，兼顧兩者特點，為不間斷充注、連續聚集成藏。

2.3 滲透性與孔隙度

根據相關資料數據顯示，頁巖氣儲層的滲透率一般在才10-5-10-3mD左右，孔隙度在1-6%左右，儲層條件極差；煤層氣儲層的滲透率一般在1-60mD左右，孔隙度在1-15%左右，儲層條件較差；常規氣藏儲層的滲透率一般在10-3003mD左右，孔隙度在10-40%左右，儲層條件很好。

3 結語

綜上所述，通過以上分析對頁巖氣開發地質條件及其與煤層氣、常規氣藏的相同點、不同點有了一定認識。頁巖氣作為商業開發的一種天然氣資源，了解它的成藏富集條件、賦存環境及開發工程力學條件對今后的頁巖氣開發開采有巨大的指導價值。在未來工作中，應當加大相關實驗，深入了解頁巖層化學成分組成等，突破難題，研發氣藏開采技術，為頁巖氣開發工程提供有益指導，推動能源戰略實施。

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鄢坤（1987-），男，湖北天門人，碩士研究生。