页岩气理论研究的基础意义

页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越受到世界各国的重视。页岩气的勘探开发对于提高中国天然气产量具有重要意义,但页岩气的研究意义又不仅限于能源领域。系统的分析与研究表明,页岩气研究在能源、地质、环境等方面均具有重要意义。页岩气研究是一个涉及多学科、跨领域的系统工程,应采取系统论的观点对页岩气和其它沉积矿产、低温层控矿产等共伴生矿产进行系统研究,结合地质工程、环境保护等展开全面的基础性分析。     

页岩气及其勘探研究意义

与传统意义上的泥页岩裂缝气并不完全相同,现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国的页岩气勘探取得巨大成功,是投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一,目前已形成了区域性页岩气勘探开发局面。中国的页岩气研究正在起步,许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件。与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比,中国南方具有有利的页岩气发育条件,开展页岩气研究具有重要意义。     

同位素热年代学在页岩气勘探开发中的应用:以华南地区为例

随着同位素热年代学理论体系、分析测试和模拟技术的不断完善,同位素热年代学已成为基础地质和常规油气勘探领域研究不可或缺的热点学科,但对于其在页岩气勘探开发地质评价领域中的系统应用还关注较少.通过对页岩气勘探开发综合评价体系及同位素热年代学相关理论分析,结合近年来华南地区多套页岩层系的勘探开发实践,指出同位素热年代学在页岩地层对比,页岩烃源评价中的生排烃史和构造热演化史、储集特征、保存条件评价中的核心指标（抬升剥蚀时间、剥蚀量的恢复及断裂活动期次）以及页岩可压性等多个方面的研究均可作为有效技术手段,研究表明同位素热年代学在页岩气勘探开发领域应用前景极为广阔.      

我国页岩气资源及影响因素

在世界面临能源短缺的背景下,页岩气作为油气勘探的一个新领域,越来越得到世界各国的重视。我国页岩气资源丰富,许多盆地或地区具有页岩气大规模成藏的地质条件,对页岩气的研究显得尤为重要。该文介绍了我国页岩气资源储量、分布及开采面临的问题,概述了页岩气地质特征。在此基础上探讨了我国页岩气的影响因素,认为我国页岩气主要受有机碳含量、成熟度、裂缝的发育程度、地层压力的控制;页岩气与煤层气同属于非常规天然气,其赋存形态、成因类型、富集规律具有很多相似之处,因此可将页岩气与煤层气进行对比研究。     

黔西北上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气聚集条件分析

根据野外露头地质调查、最新钻井及样品测试等基础资料,以富有机质页岩形成的地质背景及展布特征——页岩气聚集条件—勘探有利区预测为主线,对黔西北地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气成藏条件进行分析,并采用综合信息叠合法对黔西北地区有利区进行预测。研究发现,页岩气发育的富有机质页岩段主要位于五峰组和龙马溪组底部,具有分布面积广、厚度大、有机质含量高、有机质类型好等特点,且具有充足的储集空间和运移通道。现场解吸实验表明,该套富有机质页岩具有良好的含气性能。总体分析,该区域与北美典型页岩气盆地具有良好的地质对比性,具有良好的页岩气聚集条件,是页岩气勘探研究以及后期页岩气开发的重要领域。     

“页岩气地质与评价”主题专辑（下）目次

页岩气作为一种非常规天然气资源,以其储量大、初产量较高、开采周期长、开采成本低、清洁环保等优点备受各国关注,是常规油气最现实的替代资源之一,具有重要的战略地位。美国页岩气开发的突破性进展,在全世界掀起了一场“页岩气革命”。一场由页岩气引领的能源革命正以美国为中心波及全球,进而影响到世界能源格局、地缘政治乃至全球经济秩序,页岩气正在成为天然气勘探开发的重要领域。
近年来,北美地区海相页岩气勘探开发获得的巨大成功表明,长期以来被看作烃源岩或盖层的泥页岩层,当其发育有足够的天然裂缝或经压裂改造后能够产生大量裂缝系统时,完全可以作为一种新型油气储集层;泥页岩层中的天然气（甲烷为主）以吸附或游离态为主要赋存方式,是一种典型的自生自储和自盖型的非常规油气资源,这一认识的进步在世界范围内大大拓宽了天然气的勘探领域,引起了国内、外学者对页岩气地质基础理论研究和勘探开发技术的高度关注。
我国作为全球页岩气资源量最大的国家,于2005年开启了页岩气勘探开发进程。2009年8月我国在重庆市綦江县启动了首个页岩气资源勘查项目,这标志着继美国和加拿大之后,我国正式开始对页岩气开展勘探工作。2011年12月国土资源部将页岩气列为第172个独立矿种、2011年6月和2012年11月国土资源部面向社会各类企业先后开展的两轮页岩气探矿权出让招标,将我国页岩气勘探开发引入高潮。特别是近几年,我国在跟踪和借鉴北美地区页岩气地质勘探与开发成功经验的同时,企事业单位和高等院校等先后积极地对我国页岩气资源调查评价与勘探开发示范区建设开展了大量卓有成效的工作,已取得了丰硕成果,并有效地指导了我国页岩气勘探开发的生产实践。结果表明,我国具备海相、陆相和海陆过渡相等多类型页岩气形成的地质条件,丰富的页岩气资源将成为我国未来能源结构中的重要组成部分。
迄今为止,我国不仅在页岩气地质理论认识与评价方法上取得了重要进展,而且在勘探开发实践中也获得了重大突破,目前已成为全球除北美地区以外率先发现页岩气并实现商业性开发的国家。我国不仅在多个地区的下古生界海相、上古生界海陆过渡相、中生界陆相等三大领域的多套页岩层系中发现了页岩气,而且在重庆涪陵焦石坝地区、四川盆地南部长宁-威远地区已完成了数十亿方的产能建设。这些勘探成果充分展现出了我国巨大的页岩气资源开发潜力。
为了系统地反映我国页岩气地质基础理论与评价方法方面的最新研究成果,我们受《地学前缘》编辑部的特约,基于2010年第376次香山科学会议“中国页岩气资源基础及勘探开发基础问题”、2011年和2014年的页岩气国际学术研讨会上的部分专家的优秀报告而进行约稿,经过一年的努力,专家学者们为“页岩气地质与评价”上、下专辑贡献了37篇文章。该专辑内容分4个部分。第一部分“页岩气富集规律与分布”,包括我国潜质页岩的形成和分布、页岩气形成的地质条件、页岩气富集机理与特征及高产的控制因素、页岩气勘探前景分析等方面成果;第二部分“页岩岩石力学性质与裂缝研究”,涵盖页岩储层脆性、岩石力学性质、裂缝发育与分布特征及有效性评价等方面成果;第三部分“页岩岩相表征”,包括页岩岩相特征、岩相的精细划分及预测等方面成果;第四部分“页岩储层特征与评价”,包含页岩储层矿物与岩石学、有机地球化学、储集空间类型与结构、含气性及非均质性等特征与影响因素等方面的成果。
期待以本专辑出版为契机,促进我国复杂地质条件下多类型页岩气地质基础理论的发展与评价方法体系的建立,推动我国页岩气勘探开发取得更大的突破。由于我们工作的不足,还有部分专家的重要研究成果未能征集到专辑中来,实属遗憾。
感谢所有作者（包括文章未能在本专辑中刊登的稿件提交者）、审稿专家和编辑部人员为本专辑出版所付出的辛勤努力！     

海陆过渡相页岩气层系沉积研究进展与页岩气新发现

四川盆地海相页岩气成功规模效益开发,使我国页岩气跨入了高速发展的快车道,确立了页岩气在我国能源安全保障中的重要战略地位。我国海陆过渡相页岩气资源丰富,有望成为我国页岩气增储上产的现实领域。目前海陆过渡相页岩气勘探开发和地质评价还处在初期阶段,海陆过渡相富有机质页岩发育特征与分布、沉积模式、有机质富集机理等非常规油气沉积学相关研究有待深入。通过系统厘定海陆过渡相相关概念与特征,明确了国内外典型海陆过渡相页岩气层系;系统总结海陆过渡相页岩沉积研究现状与新进展,揭示了海陆过渡相中富有机质页岩有利发育环境、主要沉积模式和页岩气储层基本特征。系统梳理鄂尔多斯、四川、渤海湾等盆地海陆过渡相页岩气勘探开发新发现,指出了我国海陆过渡相页岩气具有良好勘探开发前景。海陆过渡相页岩层系常伴有煤层,可进行页岩气、煤层气等联合开采,实现“体积开发”,以期有效推动我国天然气产业高质量大发展。     

中国非常规油气勘探开发与理论技术进展

新世纪非常规油气获战略突破,微纳米孔喉页岩系统油气成为油气资源接替的重要新领域,非常规油气资源在能源格局中的地位愈发重要。致密气、煤层气、重油、沥青砂等已成为勘探开发的重点领域,致密油成为亮点领域,页岩气成为热点领域。中国在致密气、页岩气、致密油、煤层气等非常规油气资源勘探开发获重要突破,油页岩、天然气水合物、重油、油砂矿等获重要进展,初步评价中国非常规石油资源量(223~263)×10~8t,天然气资源量(890~1260)×10~(12)m~3。中国非常规油气研究取得重大进展,细粒沉积学在陆相敞流湖盆大型浅水三角洲砂体、湖盆中心砂质碎屑流沉积、海陆相细粒沉积等研究新进展,提供了盆地中心储集体形成和分布的理论依据;非常规储层地质学在研究方法技术、多尺度数据融合、地层条件物理模拟等方面取得重大进展,多方法多尺度整体表征非常规储层已成为研究热点,推动了非常规油气地质学地质理论和方法技术快速发展;创新发展了连续型油气聚集理论,构建了非常规油气地质学理论体系框架,明确了非常规油气地质研究的内涵、地质特征、形成机理、分布规律和核心技术,为大面积非常规油气规模勘探开发奠定了理论基础;非常规油气勘探开发技术方法快速发展,涌现了烃源性、岩性、物性、脆性、含油气性与应力各向异性评价等"六特性"、"甜点区"地质一工程综合评价等核心评价方法,微地震监测、水平井钻完井、"工厂化"生产、"人工油气藏"等开发工程核心理念和技术,推动非常规油气"革命性发展"。非常规油气的突破,带来了坚持理论创新、坚持核心技术进步等4点重要启示,对延长石油工业生命周期、推动理论技术升级换代、改变能源格局具有深远意义。     

鄂尔多斯盆地多种能源矿产分布特征与协同勘探

鄂尔多斯盆地富含油、气、煤、铀等多种能源矿产。多种能源矿产在空间上具有一定的分布规律和组合形式,在时序上具有较为一致的矿产富集和后期保存、改造时期,在成因上具有一定的成生关系。结合多能源矿产的成矿背景、成藏(矿)机理、赋存规律、勘探理论与实践等,基于经济效益最大化和勘探方法最优化原则,建立了鄂尔多斯盆地多种能源矿产的协同勘探模式,将盆地划分为7个协同勘探区,每一个勘探区以某一种或两种矿产为主探,兼探其他矿产。在协同勘探模式的基础上,针对不同协同勘探区,制定了相应的协同勘探方法,为多种能源矿产协同勘探的实施奠定了理论基础。     

重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查进展

紧密结合国家非常规能源勘探开发的重大战略,聚焦重庆涪陵页岩气勘查开发区环境地质调查工作,总结了研究区岩溶发育特征与分布规律,评价了涪陵页岩气开发区区域水资源量和地下水质量。在此基础上,收集分析国内外资料,梳理了页岩气勘查开发所引发的6类环境(地质)问题及勘查、钻井、压裂、开采、闭井等5个阶段需关注的地质环境问题或风险等,其中涪陵页岩气勘查开发区主要诱发水土污染、地质灾害和大气污染等环境(地质)问题; 基本识别了2种地下水污染模式、3种污染类型及可能的地下水污染风险途径; 初步确定了涪陵页岩气勘查开发区污染指示性特征因子,并形成了页岩气勘查开发区地质环境影响评价指标体系,可指导页岩气勘查开发的环境地质调查。该研究为页岩气国家新型清洁能源的绿色开发和开发区生态文明建设提供支撑。