浙江页岩气等非常规天然气勘查思考 -.pdf

第 2 3卷 9期 2 0 1 1年 9月 中国煤炭地质 COAL GEOLOGY OF CI -I I NA Vo I ．2 3 N o ． O 9 Se p． 2 01 1 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 6 ． i s s n ． 1 6 7 4 - 1 8 0 3 ． 2 0 1 1 ． 0 9 ． 0 5 文章编号 1 6 7 4 1 8 0 3 2 0 1 1 0 9 0 0 t 9 0 3 浙江页岩气等非常规天然气勘查思考 田国华 ， 颜 洪鸣 浙江煤炭地质局 ， 浙 江 杭州3 1 0 0 2 1 摘要 浙江省在 区域大地构造位置上处于东亚大陆东南端 ， 横跨扬子陆块区和武夷一 云开造山系两大构造单元 ， 在 其杨子板块内具有储气优势层位的黑色页岩普遍发育 ， 特别是分 布于江绍拼合带西北 的浙西地区 ， 其寒 武系荷塘组 含烃页普遍发育 ， 其中页岩气评价参数 中的 。 值 为 1 ．O ％一 4 ． 0 ％， T O C值为 0 ． 7 4 ％～ 5 ． 9 8 ％， 有研究者认 为在浙西地区 T O C值可 高达 8 ％～ 1 0 ％， 沉积厚度部分 区域达 6 0 0 m， 是浙江省最有利 的页岩气选 区。 浙北长兴煤 山盆地二叠系上统 龙潭组 C煤层下部 发育的一套厚 1 7 6 ～ 3 1 6 m 的砂 质泥岩 、 页岩 、 细砂 岩 、 中粗粒砂岩 等互 层岩 系， 富含有 机质 ， 也是 页岩气的有利选 区之一 ， 另外 浙江东海盆地 的石油钻探 资料证实 ， 东海盆地也 有煤层赋存 ， 值得 开展页岩气 调查 评 价。 关键词 页岩气 ， 荷 塘组 ； 龙潭组 ； 浙江省 中图分类号 P 6 1 8 ． 1 3 0 ． 2 文献标 识码 A P o n d e r i n g o n S h a l e Ga s a n d Ot h e r U n c o n v e n t i o n a l N a t u r a l Ga s E x p l o r a t i o n i n Z h e j i a n g P r o v i n c e Ti a n Gu o h u a， Ya n Ho n g mi ng Z h e j i a n g B u r e a u o f C o a l G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n ， H a n g z h o u ， Z h e j i a n g 3 1 0 0 2 1 A b s t r a c t G e o t e c t o n i c p o s i t i o n o f t h e Z h i a n g P r o v i n c e i s a t t h e s o u t h e a s t e n d o f t h e E a s t A s i a c o n t i n e n t ， a c r o s s t h e t w o l a r g e t e c t o n i c u n i t s o f Ya n g t z e l a n d ma s s a n d Wu y i - Yu n k a i o r o g e n i c b e l t ．I n i t s Ya n gtz e p l a t e p a r t h a s b l a c k s h ale wi t h g a s r e s e r v o i r p r e d o mi n a n c e g e n e r a l l y d e v e l o p e d ， e s p e c i a l l y i n t h e w e s t e r n Z h e j i a n g a r e a t o t h e n o r t h w e s t o f t h e J i a n g s h a n S h a o x i n g s u t u r e z o n e ； t h e r e t h e C a mb ria n He t a n g F o r ma t i o n h y d roc a r b o n - b e a rin g s h a l e i s wi d e s p r e a d ． I n w h i c h ． s h ale g a s e v a l u a t i o n p a r a me t e r s Ro i s 1 ． 0 ％ ～ 4 ． O ％， T O C v a l u e 0 ． 7 4 ％ 5 ． 9 8 ％， s o m e r e s e a r c h e r s thi n k ， t h e v a l u e i n w e s t e rn Z h e j i a n g c a n b e 8 ％- 1 0 ％ a s h i g h ， s e d i me n t t h i c k n e s s i n p a r t o f the are a c a n b e 6 0 0 m，t h u s a n o p t i mi s t i c reg i o n f o r s h a l e g a s i n t h e p r o v i n c e ．B e s i d e s ，a s e t o f 1 7 6 m -3 1 6 m thi c k a l t e rna t i n g s a n d y mu d s t o n e ， s h a l e ， fi n e s a n d s t o n e ，mi d c o a r s e s a n d s t o n e d e v e l o p e d i n the Me i s h a n B a s i n u n d e r t h e c o al s e a m C o f u p p e r P e rmi a n L o n gt a n F o rm a t i o n i n C h a n g x i n g ， n o rt h e rn Z h i a n g ， ri c h i n o r g a n i c ma t t e r ， a l s o o n e o f f a v o r a b l e s h al e g a s o p t i o n a l r e g i o n s ． I n ano t h e r r e l a t e d r e p o rt f r o m E a s t C h i n a S e a Z h e j i a n g o i l d ri l l i n g d a t a c o n fi rme d ， c o al s e a m s h a v e a l s o h o s t e d i n t h e E a s t Ch i n a S e a B a s i n t h a t i s g o o d for s h ale g a s i n v e s t i g a t i o n a n d e v alu a t i o n ． Ke y w o r d s s h a l e g a s ； H e t a n g F o rma t i o n ； L o n g t a n F o rma t i o n ； Z h e j i a n g P r o v i n c e 浙江省地处长江三角洲南翼 ，经济呈现高速发 展态势 ， 但长期以来“ 缺煤 、 少油 ” 的能源格局 ， 一直 困扰和制约着其经济社会的发展 ，因此重视新能源 的开发利用成为保障浙江省经济可持续发展的可靠 的能源之路。 目前 ， 页岩气等非常规天然气资源作为 新能源已成为全球新能源发展 的重要方向。浙江省 在构造位置上处于杨子板块 ，具有储气优势层位的 寒武纪黑色页岩系普遍发育。依据浙江省 区域地质 构造 及沉 积 环境 等地 质 资料 ，认 为浙 江开 展 页岩气 等非常规天然气资源勘查开发利用具有独特优势和 十分广阔的发展前景 。 作者简介 田国华 1 9 5 7 一 ， 男 ， 高级工程师 ， 现为浙江 煤炭地质局局 长。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 7 2 0 责 任 编 辑 孙 常 长 1 我国页岩气 的成藏 环境 页岩气的储存 主体为暗色、黑色的泥页岩或高 碳泥页岩， 以吸附或游离状态为主要存在方式。 在页 岩气藏 中。 层状的粉砂岩 、 粉砂质泥岩 、 泥质粉砂岩 甚至砂岩地层中也会存在天然气I l l 。页岩气生成于 有机成 因的各种 阶段 ， 既可以游离相态 大约 5 0 ％ 存在于裂缝 、 孔隙及其它储集空间． 又能以吸附状态 大约 5 O ％ 存 在于干酪根 、 粘 土颗粒及孔 隙表面 ， 极少量还可以溶解状态储存于干酪根 、 沥青质。 可见 页岩气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 。 页岩既是天然气 生成 的源岩 ， 也是聚集和保存天然气的储层和盖层。 因此 ， 有机质含量高的黑色页岩、 高碳泥岩等通常是 最好 的页岩气发育条件。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 中 国 煤炭 地 质 第2 3 卷 页岩气的形成和富集有着 自身独特 的特点 ． 往 往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地 层 中。多数学者对我 国页岩气成藏机理及成藏条件 进行了研究 ， 认为发育于我国古生代的扬子 、 塔里木 和华北三大克拉通地 台为典型的克拉通沉积，其克 拉通边缘早期为被动大陆边缘沉积．晚期为前陆沉 积 ，而已经发现页岩气藏的页岩主要为被动大陆边 缘沉积、前陆挠曲形成的滞留环境沉积和克拉通 内 坳陷沉积等f 1 - 2 ] 。 根据前人对中国主要盆地 的岩相古地理及烃源 岩的研究成果 ，发现我国从元古代至中生代 的不 同 时期 ， 均发育 了含烃页岩 图 1 ， 具有 良好 的页岩气 开发前景。如寒武纪早期发育于中上杨子区的筇竹 寺组、 沧浪铺组 、 牛蹄塘组 、 水井沱组 ， 以及发育于苏 浙皖下扬子 区的荷塘组、 幕府山组 ， 其页岩层位相当 稳定 ， 主要类 型为黑色炭质页岩 、 碳硅质页岩 、 褐色 粉沙质页岩及煤层_ 】 - 3 1 。 2 浙江 页岩气 发育地质条件 浙江 省在 区域 大地 构造位 置 上位 于东 亚大 陆东 南 端 ，横跨 扬 子陆块 区和武夷 一 云开造 山系两 大构 造单元 。 受古亚洲、 西太平洋和特提斯地球动力学体 系的作用 ， 本区经历 了多期构造运动的叠加 ． 形成 了 复杂多样的地质构造格架 ，但其构造方 向仍 以北东 向为主 ， 其次为东南 向及北西 向构造。 区域性断裂构 造按形成时代可分为元古代 、 古生代及 中生代三期。 元 古 代断 裂主 要有 江 山一 绍 兴 、 球 川一 萧 山 、 马金一 断裂呈北北东分 布。古生代断裂主要是常山一 漓诸 断裂 ， 呈北东向分布。这些断裂 ， 为次级构造单元 的 边界 。对古生代含煤地层分布和中生代含煤盆的沉 积发育起控制作用 ，中生代断裂主要有东西向的昌 化一普陀及湖州一嘉兴断裂 ．北北东向的鹤溪一奉 化 ，温州一 镇 海断裂及 北西向的孝 丰一三 门湾 ， 宁 海一温州断裂等。 浙江省岩石地层 区划属华南地 层大 区，以江 山一 绍兴 构 造 带 为 界 ， 北 西 为 浙 西北 区 杨 子 地 层 区的江南地层分区 又可进一步划分为江山一临安 和杭州一嘉兴两个地层小区 ； 南东为 浙东南 区 东 南地层区的沿海地层分区。 浙江省黑色泥、 页岩广泛分布 。 含煤地层出露面 积约 5 6 0 0 k m ，浙东南区上三叠统为河湖相含煤碎 屑岩沉积、 下侏罗统为湖相碎屑岩沉积 ， 偶夹煤层 ， 浙西北二叠系含煤碎屑岩岩系、 石炭系碎屑岩系、 寒 武 系 黑色岩 系 均为有 利 的含气 地 层 ．特别 是分 布 于 江绍拼合带 的寒武系荷塘组 ， 含烃页岩较发育 ， 是页 岩 层 的有利 选 区 。 通常进 行 页岩气 经 济开 发 的核心 区有 5个 富集 高产条件 ①T O c 2 ％ 总有机碳 ； ②石英等脆性矿 物含量大于 4 O ％； ③黏土矿物含量小 于 3 0 ％； 有机 质成熟度 0 值大于 1 ． 1 ％； ④充气孔隙度大于 2 ％， 渗透率大于 0 ．0 0 0 l x 1 0 ％m ；⑤有效富有机质页岩 连续厚度为 3 0 5 0 m。有资料显示 ， 处于浙西地区的 下杨 子 盆地 下寒 武统 荷 塘 组有 较 高 的 R o值 1 ． O ％ 乌镇及下庄一石柱断裂 ， 呈北东向分布， 石脉一余姚 4 ． O ％ 及较 大的 T O C值 0 ． 7 4 ％～ 5 ． 9 8 ％ ， 甚至有研 地质时代 盆地演化 层序界 海平面升降 构造转换面 不同地区海相暗色泥页岩发育时代 面性质 一 级旋 回 嗒里木 鄂尔 华北 上 扬 子 中下 多期 扬子 隹 葛尔 羌塘 白垩纪 造山造盆 中晚燕 山旋 回 造 山隆升 早燕 山一 晚 印支 早印 支一 海 西 加 里 东 旋 回 侏罗纪 三角洲 前陆 盆地 三叠纪 缓坡 造 山隆升 烃 二叠纪 源 退积式 大陆 岩 碳酸盐 边缘 石炭纪 台地 演化 泥盆 纪 升 降侵蚀 志留纪 烃 淹没 前陆 源 奥陶纪 台地 盒地 岩 造山隆升 海侵碳 寒武纪 酸盐台 地 烃 大 最大海泛 源 断块 陆 岩 台地 边 海侵上超 缘 震旦纪 演 升降侵蚀 烃 碎屑岩 化 源 岩 充填 图 1 中国主要盆地烃源页岩发育简况 据文献【1 1 F i g u r e 1 Br i e f s t a t u s o f h y d r o c a r b o n s o u r c e s h a l e d e v e l o p me n t i n ma i n b a s i n s i n C h i n a a f t e r r e f e r e n c e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9期 田国华 。 等 浙江页岩气 等非常规天然气勘查思考 2 l 究者认 为在浙西地 区 T O C值可达到 8 ％～ 1 0 ％。 再有 其沉积厚度部分区域达 6 0 0 mt2 - 3 1 。 综上所述 ， 处于下杨子盆地 的浙江省 ， 其页岩分 布广 、 厚度大 、 有机质丰度高 ， 具有很好 的页岩气成 藏条件。 3 浙江 页岩气调查评价远 景区分析 2 0 1 0年 ． 国土资源部按三个梯次完成 了页岩气 资源战略调查相关工作 第一梯次是先期设置以海 相地层为主的上扬子川渝黔鄂先导试验 区第二梯 次是在 以海相地层为主的下扬子苏皖浙地区．包括 江苏 、 安徽 、 浙江省的部分地区 ， 展开页岩气 资源调 查 ；第三梯次是以陆相和海陆交互相地层为主的北 方重点区， 开展页岩气资源前期调查研究。 根据页岩气成 因及赋存规律 ．结合浙江省地质 条件以及煤炭地质勘查成果 ，建议首先在浙北及浙 西煤田先行开展调查和评价 。 3 ． 1浙 北长 兴 煤 山盆 地 区内含煤地层为二叠系上统龙潭组 ，普遍发育 C煤层 气肥煤 ， 探明储量2 0 4 3万 t 。 其下部为一套 厚 1 7 6 ～ 3 1 6 m 的砂 质 泥 岩 、 页 岩 、 细 砂 岩 、 中粗 粒 砂 岩等互层 ， 富含有机质。该区属国土资源部 2 0 1 0年 全国油气 资源战略选 区项 目计划和国土资源部油气 资源战略研究中心确定的重点地区页岩气资源潜力 及有利 区带优选项 目。2 0 1 1 年 下扬子页岩气资源 战略调查 与选区项 目组在浙江省湖州市长兴县槐 坎乡新槐村钻探了 1口地质参数井 。 长页 1井 由我 局施工 。 下扬子地区浙江省长兴县煤山镇长页 1 井 自 2 0 1 1年 2月 1 4 E t 开钻 。于 2 0 1 1 年 4月 1 5日完 井 ， 钻井 完钻 井深 4 6 0 ． 7 1 m。钻井 获得 了下扬 子 地 区 上二叠统龙潭组 暗色页岩地质研究 和页岩气 资源潜力评价所需要的基础地质参数和信息 。 3 ． 2浙 西含煤 区 浙江西部寒武系底部黑色岩系分布于扬子准地 台东南缘 、 江山一绍兴深断裂的西北侧 。 范围包括江 山一绍兴一线 以西． 安吉一杭州一绍兴一线以南。 按 地层 、生物群和岩相特征的差异 ，大体 以德清一临 安一萧山一线为界分为江山～ 临安和杭州一嘉兴 2 个 小 区 ， 分别 为 荷塘 组 和超 山组f 图 2 1 。浙 江 西部 寒 武 系 底 部 黑 色 页 岩 一 般 指 江 山 一 临 安 分 区 的 荷 塘 图 2 浙江省早寒武世 荷塘 组时期岩相 古地理 图 据文献[2 1 F i g u r e 2 Z h e j i a n g P r o v i n c e E a r l y C a mb r i a n E p o c h He t a n g a g e 组 ， 由黑色薄层碳质硅质岩 、 碳质硅质泥岩、 页岩 、 石 煤层夹灰 岩透镜体及磷 矿层组成 ，主要 分布在江 山一绍兴深断裂 的北西侧的开化 、 I 临安 昌化 、 湖州 、 江山、 建德 、 诸暨等地。 荷塘组沉积的时期 ， 钱塘海湾 ma p a l t e r r e f e r e n c e 东南侧宽缓沉积物 的厚度小 ， 一般小于 2 0 0 m， 为局 限海一 开阔海台地相； 开化塘坞一安吉上墅一线沉陷 较大 ， 沉积物最大厚度可达 5 0 0 m， 为局限海台沟相 ， 由此可见荷塘组厚度东薄西厚。 下转第3 1 页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9期 张传龙 煤矿复采量与动用量和“ 三率” 关系研究 3 1 算复采块段对应的原发生损失量。 3 结论及建议 ①复采块段在复采后 ，要测算复采量并重新核 算损失量 即复损量 ， 重新核算后的“ 复损量” 应按照 规程规范要求重新归类。 ②复采量要加人 当年采出量汇总，重新归类后 的复损量要加入 当年损失量汇总 。 复采量 、 复损量都 要加入当年动用量汇总。 复采量 、 复损量参与当年计 算 ， 当年回采率 、 损失率才是真实 、 合理的。 ③复采量要加入历年累计采出量汇总，重新归 类后的复损量要加入历年累计损失量汇总。 复采量 、 复损量都要加入历年累计动用量汇总。 复采量 、 复损 量参与历年计算 。 历年累计加权平均 回采率、 损失率 才是真实 、 合理 的。 ④复采量、 复损量加入对应的历年累计采出量、 损失量汇总后 ．要把复采块段的原发生损失量从对 应的累计损失量 内扣除 ，确保历年累计损失量真实 合理。 ⑤生产矿井储量管理规程、矿井地质规程 煤 矿 等规程规范是 2 O世纪 8 0年代初期颁布 的， 采煤 科学发展迅速 ， 已经不适应 目前煤炭行业实际。 建议 国家尽快修订生产矿井储量管理规程 ，以国务院条 列的形式颁布 ，明确生产过程 中的储量管理内容和 监管方式 ， 不断提高煤炭采出率。 参考文献 【 1 ] 柴登榜． 矿井地质工作手册[ M] ． 北京 煤炭工业出版社 ， 1 9 8 6 ． 【 2 ]向阳．试 论三率管理与矿产 资源利用和矿山企业经济效率 的关 系 f J ] ． 新疆 有色金属 ， 2 0 0 8 ， 2 2 3 2 6 ． 『 3 1 范立 民 ， 张晓团 ， 刘社虎 等． 生产矿井储量损失 的形式及对 策研 究 『 C ] ／ ／ 高产高效煤矿建设 的地质保障技术 陕西省煤炭学会 学术年 会论文集． 北京 地质 出版社 ． 2 0 0 9 1 2 7 1 3 3 ． 【 4 】 安都 勤． 浅谈影 响综放工作面 回采率 的问题 及解决方法【 J ] ． 江苏煤 炭， 2 0 0 1 ， 4 3 2 3 4 ． 上接第 2 1页 在浙西地区出现荷塘组厚度较大的区域 ，石煤层数 多达 3层。 细碎屑含量 比例较高 ； 往北东部石煤层次 减至 1 层 ， 甚至余杭超山一带不含石煤层 ， 细碎屑 比 例减少 ， 碳酸盐比例增高 ， 至余杭超山组全为碳酸盐 岩 。 根据岩石地层学以岩性 、 含煤性 、 放射性强度和 伴生元素含量之特征 ， 将荷塘组划分为三个岩性段 。 ①上段 。 不含石煤和磷矿层 ， 根据岩石组合可分 为上 、 下两部分 上部多为灰黑色硅质泥岩 、 含碳硅 质泥岩， 局部为灰黑色硅质岩夹薄层或透镜状灰岩、 白云岩 ； 下部以深灰一 灰黑色含碳硅质泥岩为主 ， 硅 质 泥 岩 、 含 碳 硅质 岩次 之 。 ② 中段 。 为含石煤层段 ， 全区可以对比。 岩性主 要 由石 煤 、 含碳 硅质 岩 、 炭质 硅质 泥 岩组成 。本段 岩 层放射性强度一般大于 5 O r s ，顶界以石煤层或炭质 硅质泥岩与上段分开 ．此界面以上放射性强度一般 小 于 5 0 r ； 底界 以石 煤 层底 板 为 界 ， 临 安一 江 山一 带 本段岩性组合特征明显 ， 易对比； 西北开化一淳安一 带石煤层数 2 3层 ，自下而上为 A、 B、 C石煤层 ， A 石煤层位于中段底部 ， B石煤层位于中段 中上部 ， C‘ 石煤层位于中段顶部 ； A、 B石煤层厚度较大 1 0 ～ 2 0 余 m ， 层位稳定 ， C石煤层层位不稳定 ， 仅局部地段 见到 江 山一诸暨一带仅见一层 A石煤层 ． 厚 度减 薄至数米 ， 层位稳定 ； 往杭州一嘉兴方 向， 岩性逐渐 为碳酸盐岩所替代 ， 并不含石煤层 ， 岩石地层分段对 比 困难 。 ③下段。岩性以硅质岩、 粉砂岩为主， 不含石煤 层 ， 但普遍有 3 ～ 7层含磷结核硅质岩 。江山一诸 暨 一 带 ， 缺失 下段 地层 。 自常 山 、 开化 一 带至 临安 、 富 阳 等地 ，本段地层中碎屑岩逐渐为硅质岩替代 ，至杭 州一嘉兴一带已相变为碳酸盐岩以致分段对比失去 依据 。 4 结语 浙江页岩气勘查 尚处于起步阶段 ，可用于页岩 气资源潜力预测的资料非常有限。但浙江选择页岩 气 等非 常规 天 然气 资源 勘查 进行 战略 突破 ，对加 大 自身能源保障 。 具有十分重要的现实意义。 目前浙江 东海盆地石油钻探资料证实 ，东海盆地含有丰富古 近系和新近系煤炭资源 ，也是非常值得开展调查评 价 的选 区之 一 。 参考 文献 [ 1 】 聂 海宽 ， 张 r J J I ． 页岩气 藏分布地质规 律与特征[ J ] ． 中南大学学 报 自然科 学版 ， 2 0 1 0， 4 1 2 ． 【 2 】 杨 振恒 ， 腾格尔 ， 李志 明． 页岩气勘探选区模型一 以中上扬子下寒 武统海相地层页岩气勘探评价为例[ J 】 _ 天然气地球科学 ， 2 0 1 1 ， 2 2 1 ． 【 3 ]吕惠进 ， 王建 ． 浙西寒武 系底部黑色 岩系含矿 性和有用 组分 的赋 存状态[ J 】 ． 矿床地质 ， 2 0 0 5， 2 4 5 ． [ 4 ] 浙江煤炭地质局 ， 下扬子地 区浙江省长兴县煤 山镇长页 1 井钻井 施工报告f R 1 ． 杭州 浙江煤炭地质局 ， 2 0 1 1 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m