作為一種自生自儲、原地成藏的非常規(guī)天然氣資源，頁巖氣儲層特征不僅包括泥頁巖生成天然氣的能力，也包括了泥頁巖對頁巖氣的儲集能力以及開發(fā)階段的可壓裂性能等。
地球化學(xué)特征影響產(chǎn)氣能力
頁巖地球化學(xué)特征主要影響了頁巖的產(chǎn)氣能力和時間。有質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度、有機(jī)碳含量和生烴潛力等是評價頁巖地球化學(xué)特征的主要指標(biāo)。
不同類型的干酪根在頁巖氣生成的機(jī)理方面有所不同(表1)。以陸相和海陸過渡相為主的Ⅲ型干酪根可以不經(jīng)過生油的過程，直接生成大量天然氣。因此，其生成天然氣的熱成熟度范圍較大。通常在鏡質(zhì)體反射率大于0.5%的情況下就可以產(chǎn)生生物化學(xué)氣或熱解型氣。而以陸相或海陸過渡相為主的Ⅰ型干酪根則以生成熱解氣和裂解氣為主。通常只有度過生油高峰，即鏡質(zhì)體反射率大于1.2%的時候才有會大量生成頁巖氣。值得指出的是，在實(shí)際勘探生產(chǎn)實(shí)踐中往往有大量Ⅱ型干酪根的存在，它的地球化學(xué)特征和生氣機(jī)理通常處于前兩類之間，屬于一種過渡類型。
目前國內(nèi)外主要頁巖氣產(chǎn)層的有機(jī)碳含量都大于1.0%，平均值都在2.0%以上，并且越高產(chǎn)氣能力越強(qiáng)。具有較高有機(jī)碳含量且成熟度適中的頁巖是目前最有利的頁巖氣目標(biāo)，例如Barnett頁巖(1.0%
儲集特征彰顯“甜點(diǎn)”有利區(qū)
頁巖氣的賦存狀態(tài)以吸附和游離為主，也有少量溶解態(tài)(圖1)。裂縫和孔隙是頁巖氣主要的儲集空間。但頁巖本身物性很差，孔隙度和滲透率都很低。因而局部的高孔滲區(qū)和裂縫發(fā)育區(qū)就有可能成為頁巖氣的“甜點(diǎn)”。
頁巖孔隙可以分為原生孔和次生孔隙兩種類型。通常原生孔隙比較常見，但大多由于壓實(shí)作用而變得十分微小。地層水和有機(jī)酸等與頁巖中不穩(wěn)定礦物反應(yīng)形成的次生孔隙也對頁巖氣的賦存具有重要意義。
構(gòu)造裂縫和成巖裂縫是頁巖裂縫的兩種基本類型。構(gòu)造裂縫相對于成巖裂縫具有長度更長、開角更大等特點(diǎn)，因而是更有利的頁巖氣儲集空間。通常構(gòu)造裂縫被方解石等礦物充填，也有未被充填的，它們都是頁巖氣“甜點(diǎn)”的有利發(fā)育區(qū)。
含氣性能影響開發(fā)效益
頁巖含氣性能直接影響了頁巖氣的工業(yè)開發(fā)效益。每噸頁巖所含的頁巖氣體積是對頁巖含氣性的有效度量。美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)開發(fā)下限為每噸頁巖含1立方立米頁巖氣。針對頁巖含氣性能的評價包括直接法和間接法兩大類。直接法包括現(xiàn)場解析和殘余氣解析等。間接法包括等溫吸附和測井分析等方法。目前國內(nèi)較常用的為現(xiàn)場解析和等溫吸附這兩種方法。
水平井壓裂技術(shù)是目前開采頁巖氣最有效的方式，它通過人工造隙的方式對頁巖氣進(jìn)行有效開發(fā)。因而頁巖的可壓裂性對頁巖氣的產(chǎn)能至關(guān)重要。而頁巖的可壓裂性通常與頁巖的礦物組成和巖石力學(xué)性質(zhì)關(guān)系最為密切。
對于目前開發(fā)技術(shù)水平來說，石英等脆性礦物含量大于40%，粘土含量小于30%是較有利的可壓裂頁巖層段。另外通過楊氏模量和泊松比等對頁巖力學(xué)性質(zhì)的評價也是有效的方法。
中國頁巖氣儲層基本特征
通過對國內(nèi)外主要頁巖氣產(chǎn)層的地球化學(xué)特征分析研究表明，美國主要產(chǎn)氣頁巖以海相沉積為主，干酪根類型以Ⅲ型為主。而中國頁巖沉積類型多樣，其中南方廣大地區(qū)、西北地區(qū)和青藏地區(qū)等以海相頁巖為主，而華北地區(qū)、東北地區(qū)和中部地區(qū)則多發(fā)育陸相和海陸過渡相頁巖。
中國海相頁巖儲層以古生界地層黑色頁巖為主，常與海相砂質(zhì)巖和碳酸鹽巖伴生。頁巖通常呈厚層狀，頁狀、板片狀，風(fēng)化特點(diǎn)明顯。有機(jī)質(zhì)以Ⅰ、Ⅱ?yàn)橹�，成熟度多大�?.2%，局部地區(qū)高達(dá)到5.0%。處于成熟-過成熟階段。地層壓力以低壓-常壓為主。游離氣主要賦存于裂縫之中。
而中國陸相和海陸過渡相頁巖則以中生界-新生界暗色泥頁巖為主，與陸相砂巖互層。頁巖呈塊狀、紋層狀，風(fēng)化特征不甚明顯。有機(jī)質(zhì)以Ⅲ為主，成熟度處于低成熟-高成熟階段。壓力通常為常壓-高壓。游離氣主要賦存于裂縫、孔隙及層間砂巖夾層中。
總之，中國南方地區(qū)和西部地區(qū)海相頁巖與美國頁巖氣產(chǎn)層都以Ⅰ、Ⅱ型干酪根為主，因而具有一定的可比性。而東北、華北和中部地區(qū)廣大的陸相及海陸過渡相頁巖則不能簡單照搬美國的頁巖氣勘探開發(fā)模式。在參考美國頁巖氣的成功經(jīng)驗(yàn)的同時，逐步加深理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，探尋一條適合中國頁巖氣地質(zhì)特點(diǎn)的勘探開發(fā)之路，才是中國頁巖氣的未來成功之路。
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