页岩气资源潜力评价的几个关键问题讨论.pdf

第 3 4卷 第 3 期 2 0 1 2年 9月 地 球 科 学 与 环 境 学 报 J o u r n a l o f E a r t h S c i e n c e s a n d E n v i r o n me n t Vo 1 ．3 4 NO． 3 Se p ． 2 01 2 文章编 号 1 6 7 2 6 5 6 1 2 0 1 2 0 3 0 0 0 7 1 0 页岩气资源潜 力评价 的几个关键 问题讨论 侯读 杰 ， 包书景。 ， 毛 小平 ， 陈新 军。 ， 马 宁 ， 张小涛 ， 杨光庆 ， 孙 超 1 ．中国地 质大学 北京 能源学 院， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 2 ．中国地质大学 北京海 相储 层演化与油气富集 机理 教育部重点实验室 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 3 ．中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究 院， 北 京 1 0 0 0 8 3 摘 要 综合 国 内外 的 页岩 气研 究现状 ， 认 为 页岩 气是 未 来重要 的补 充 能 源 ， 但 其 发展 尚 需要 大 量 的 工作 ； 中国 学者对 页岩 气 的概 念 和 资源评 价方 法 的认 识逐 渐 趋 向于统 一 ， 关注 的泥 页岩评 价指标 主要 是 总有机 碳 、 成 熟度 、 连 续厚度 和 泥 页岩 中脆 性矿 物含 量 。在对 页岩 气的定 义进 行 限定 的基础 上 ， 提 出了含 气泥页岩层段和泥页岩含气系统的概念 ， 应用这种概念更有利于页岩气的资源评价和 开发 。除 了常规 的泥 页岩 评价 指标 外 ， 应 对 泥 页岩层 段 和 系统 中顶 、 底板 的研 究给 予 高度 重视 ； 提 出了顶 、 底板主要特征 ， 特别是 不渗透岩层能封 堵泥页岩 中形成的天然气。在 页岩 气资源量计 算 中， 应考虑到烃源岩纵横向上的非均质性 ， 应用权重 系数考虑不同厚度烃源岩的有机质丰度参数 ； 同时 ， 提 出 了一种 新 的泥 页岩含 气 系统纵 向 单元精 细 划分 方 法。 由于 国 内对 页岩 气 中吸 附 气和 游 离气 的测试 方 法尚不 统一 ， 对 同一样 品 测试 结果相 差 较 大 ， 缺乏 相 应 的 分析 测 试标 准 ， 因此提 出 了 按 照泥 页岩 总有机 碳含 量及 氢指数 确 定含 气量 的方 法 ； 该方 法尽 管结 果不 一定很 精确 ， 但 对于 目前 测试数据误差较大或缺乏的情况， 能提供重要参考。页岩气资源评价总体上应兼顾评价方法的科学 性 、 合 理性 、 可靠性 和可操作 性 ； 依 据 勘探 程度 选择 评价 方 法 ， 分 类评价 与分 级评价 相 统一 。最后 ， 建 议采用镜质体反射率与总有机碳的乘积和开采 系数的关系图， 来预测开采系数。 关键词 页岩 气； 资源评价 ； 泥页岩 ； 含气系统 ； 层段 ； 总有机碳 ； 镜质体反射率； 开采 系数 中图分 类号 P 6 1 8 ． 1 2 ； T E1 2 2 文献 标 志码 A Di s c u s s i o n o n t h e Ke y I s s u e s o f Reso u r c e Po t e n t i a l Ev alu a t i o n f o r S h ale Ga s HOU Du - j i e ，BAO S h u j i n g 。 ，MAO Xi a o p i n g ，CHEN Xi n j u n 。 ，MA Ni n g ， ZH ANG Xi a o t a o ，YA NG Gu a ng qi n g ，S U N Cha o 1 ．S c h o o l o f En e r g y Re s o u r c e s ，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ，Be ij i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i n a；2 ．Ke y La b o r a t o r y o f M a r i ne Re s e r v oi r Evo l u t i o n a n d H y dr oc ar b on Ac c umu l a t i on M e c ha ni s m o f M i n i s t r y of Ed uc at i o n， Ch i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ，Be i j i n g 1 0 0 0 8 3 ，C h i n a ；3 ．Ex p l o r a t i o n a n d P r o d u c t i o n Re s e a r c h I n s t i t u t e ，S i n o p e c ，Be ij i n g 1 0 0 0 8 3。Ch i n a Abs t r a c t Ac c or d i ng t o t he r e vi e w o n s ha l e ga s， i t i s be l i e v e d t ha t s h a l e ga s i s i mpo r t a n t a dd i t i on a l e n e r gy i n f u t u r e，b ut t he d e v e l o pme n t s t i l l ne e de d a l o t of wor k；t he s c h o l a r s ’ou t l o ok o n c o nc e pt o f s ha l e g a s a n d r e s o ur c e e v a l u a t i o n me t ho d g r a du a l l y r e a c h u na n i m i t y i n Chi n a，a nd t he e v a l ua t i ng i n di c a t or s o f c l a y s ha l e f o c u s e d a r e m a i n l y t o t a l o r g a ni c c a r bo n， m a t u r i t y， c o nt i n uo us t h i c k ne s s a nd c o nt e nt o f b r i t t l e mi ne r a l i n c l a y s ha l e ．The c o nc e pt s o f ga s b e a r i n g c l a y s ha l e s e c t i o n a nd c l a y s h a l e ga s b e a r i ng s y s t e m we r e s ug ge s t e d b a s e d o n t h e l i mi t e d de f i n i t i o n of s ha l e g a s，a n d t h e a p pl i c a t i o n wa s mor e f a v o r a bl e t O t he r e s ou r c e e vo l ut i o n a nd d e ve l o pme nt of s h a l e ga s ． Be s i de s t he no r m a l e v o l ut i on i n di c a t o r o f c l a y s h a l e，t h e s t u dy on t h e t op a n d f l o or o f 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 2 8 基 金项目 国家 自然科 学基金项 目 4 0 9 7 2 0 9 7 作 者简介 侯读杰 1 9 6 4 一 ， 男 ， 河南唐河人 ， 教授 ， 博士研究生导师， 工学博士， E ma i l h d j c u g b ． e d u ． c n 。 8 地球科 学 与 环 境 学报 2 0 1 2年 s l a y s ha l e s e c t i on a nd s ys t e m wa s v e r y i mp or t a nt ； t he ma i n f e a t ur e s of t op a nd f l o or we r e i nt r odu c e d，e s pe c i a l l y t he i m p e r me a b l e t e r r a ne c o ul d s e a l t he g a s f r o m c l ay s h a l e ． For t h e c a l c ul a t i o n of r e s ou r c e a m o un t o f s h a l e ga s ， t h e i nho mo ge ne i t y o f hy dr o c a r b o n s our c e r oc k i n ve r t i c a l a nd ho r i z on t a l d i r e c t i o ns s ho u l d be c o ns i de r e d，a n d t h e a bu nd a nc e o f o r ga ni c m a t t e r o f h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k wi t h d i f f e r e n t t h i c k n e s s e s wa s c o n s i d e r e d wi t h t h e a p p l i c a t i o n o f we i g h t c oe f f i c i e nt ；m e a nt i m e ，a ne w m e t ho d t o s ub t l y d i v i d e t h e v e r t i c a l u ni t of c l a y s ha l e g a s b e a r i n g s y s t e m wa s pr o p os e d ． Be c a us e t he t e s t me t h od s o f a d s o r be d a n d f r e e g a s e s we r e no t ye t u n i f o r m i n Ch i na，t he t e s t r e s ul t s f o r t h e s a me s a mpl e we r e d i f f e r e n t a n d t he c or r e s p on di ng a n a l ys i s t e s t s t a nd a r d wa s s ho r t a ge，S O t ha t a ne w m e t ho d f o r c a l c ul a t i n g ga s c o nt e nt wa s pr o p os e d a c c o r di n g t o t he t ot a l o r g a ni c c a r b on a nd hy d r o ge n i n de x o f c l a y s ha l e； t he r e s u l t c a l c ul a t e d b y t h e ne w m e t h od mi g ht n ot be ve r y a c c ur a t e ，bu t i t wa s i m p o r t a n t un de r t he c o n di t i o n o f me a s u r e me n t d a t a wi t h e r r o r s i g ni f i c a nt l y or s ho r t a ge ． Cha r a c t e r i s t i c s o f r e s ou r c e e v o l u t i o n of s ha l e g a s c ou l d i nc l ud e s c i e n t i f i c i t y， r a t i o n a l i t y， r e l i a bi l i t y a n d o pe r a bi l i t y； e v a l u a t i o n me t h od wa s s e l e c t e d a c c o r di n g t O t h e de gr e e o f e xp l o r a t i o n， a nd c l a s s i f i c a t i o n e v a l u a t i o n wa s i nt e g r a t e d wi t h gr a d e e v a l u a t i o n． The r e l a t i o n d i a g r a m be t we e n r e c ov e r a bl e c oe f f i c i e nt a n d t he p r od u c t o f v i t r i ni t e r e f l e c t a nc e a nd t o t a l o r ga ni c c a r b on wa s r e c omme nd e d t o p r e d i c t t h e r e c o v e r a b l e c o e f f i c i e nt ． Ke y wo r d s s ha l e g a s ；r e s o ur c e e va l u a t i on；c l a y s ha l e ；ga s b e a r i ng s y s t e m ；s e c t i o n；t o t al o r g a ni c c a r b on；v i t r i n i t e r e f l e c t a nc e；r e c o v e r a b l e c o e f f i c i e nt 0 引 言 页 岩气 是一类 重要 的非 常规 天然气 资源 。近些 年来 ， 随着中国对页岩气研究 的高度重视 以及几大 国有石 油公 司 的大 力支 持 ， 大 大 促 进 了页 岩 气 的 成 因、 形成条件和资源潜力等方面的研究 ， 有关页岩气 的报道 和文 献资料 数量 急剧 攀升 _ 1 ] 。其 中 ， 影 响 力 较 大 的专著 有 北 美 地 区 页岩 气 勘 探 开发 新 进 展 、 中国页岩 气地 质研 究 进展 、 非 常规 天 然 气地 质 和 非常规油气勘探 与开发 。 北美地区页岩气勘 探开发新进展 翻译 了国外发 表的重要 页岩气 论 文 ； 中国页岩气 地质 研 究 进 展 对 页 岩气 的地 质 特征和资源分布进行分析与梳理 ， 对 中国四川 I 盆地 和威远 地 质页岩 气勘 探实践 进行 了初 步分 析l 6 ； 非 常规 天然 气地 质 主要 对 非 常规 天然 气 包括 连续 性 气藏 、 煤层 气 、 页岩 气 、 天 然 气水 合 物 等 领域 进 行 了 综合 分析 ； 非 常 规 油气 勘 探 与 开发 对 国外 资 料 总结最全面， 特别是对致密砂岩气 、 煤层气 、 页岩气 等进行了系统深入的总结 ] 。 目前 ， 中国学者对页岩气的研究主要集中在对 页岩气的形成机理 、 赋存状态 、 页岩气选区标准和资 源评价方法等领域 ， 通过对 国外资料的吸收理解 和 对 中国页岩 气 的研 究 ， 取得 了一些 新 的进展 ， 并达 成 了一些 共识 ， 主要 集 中在如下 几个 方面 。 1 页岩气是未来 重要 的补 充能源 。能源 与 人类 发 展 的历 史 密 切 相 关 ， 并 一 直 是 制 约 国 民经 济发 展 的 重要 因素 。 柴 薪 为 主 的 能 源 造 就 了古 代 光辉 灿 烂 的农 业 文 明 ； 以煤 炭 为 主 的 固 体 化 石 燃 料造 就 了气 势 恢 弘 的工 业 文 明 ； 而 以 油 气 为 主 的 能 源支 撑 着 当今 世 界 经 济 的高 速 发 展 。未 来 的发 展靠什么页岩气 正是 2 1世 纪一种新 型非 常规 天 然气 补 充 资 源 。从 美 国 页 岩 气 开 发 实 践 来 看 ， 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。与 常 规 天 然 气 相 比 ， 页 岩 气 开 发 具 有 开 采 寿 命长 和 生 产 周 期 长 的 优 点 ， 大 部 分 产 气 页 岩 分 布 范 围广 、 厚 度 大且 普 遍 含 气 ， 这 使 得 页 岩 气 井 能 够 长期 以稳 定速 率 产 气 。随 着 中 国经 济 的快 速 发 展 ， 对 油 气 资 源 的需 求 越 来 越 高 。因 而 加 强 非 常 规 油 气 资源 地质 研 究 ， 加 大 勘 探 开 发 力 度 ， 实 现 中 国非 常规 油 气 资 源 的 突 破 和 发 展 ， 有 效 补 充 常 规 油气 资源 的 不 足 ， 并 不 断 满 足 中 国 日益 增 长 的 能 源需求 ， 同时保证国家能源供给安全 。 2 对页岩气的概念和资源评 价方法逐渐趋 于统 一 。 页 岩 气 不 单 单 来 自页 岩 ， 实 际 上 也 包 括 暗色 的泥 岩 、 页 岩 以 吸 附 和 游 离 形 式 为 主 的天 然 气 聚集 ， 甚 至 是泥 页 岩 中 的夹 层 如 薄 砂 层 ， 均 应 属 于页 岩 气 的范 畴 。对 页 岩 气 资 源 评 价 应 该 以现 有 的技 术 和 方 法 ， 或 者 是 目前 可 预 见 的技 术 条 件 下 评 价最 终 可 以探 明 和 开 采 的 油 气 总 量 包 括 已 第 3期 侯读 杰 ， 等 页岩 气资 源潜 力评价 的 几个 关键 问题讨 论 9 探 明和 尚未 探 明 的 。在 页 岩 气 勘 探 过 程 中 ， 指 示 关键地质 因素 的油气地 质 、 地球化 学参 数对 于页 岩气 资源潜 力评 价是 非常重 要 的， 相关 技术 方法 的有 效 性 和 数 据 的 准 确 性 更 是 正 确 评 价 勘 探 前 景 、 规避开发 风险 的关键 。这 些参 数具 体可 归结 为 表征气 源条件 的有机地球 化学参数 ， 表征页岩 气 富集 与保 存 条 件 的储 层 性 质 参 数 ， 直 接 反 映 页 岩气储量气 体含 量 的参 数 ， 表征 页岩气 开 采条件 与风险 的矿 物 学参 数 和 地质 复 杂 性参 数 。盲 目 地 、 不 切 实 际 地夸 大 页 岩 气 资 源 量 ， 误 导 油 气 勘 探 开 发 的决 策 也 是 不 可取 的 。 3 泥页岩气 的地球化学评价对其选 区和资源 潜力评价至关重要 。中国页岩气勘探总体上处于起 步 阶段 ， 美 国页 岩气 勘探 实践 表 明 ， 近年 来商 业性 开 发 的页 岩层 系镜 质体 反 射率 R 。 为 1 ． 1 ～ 3 ． 0 ， 但对 成熟 度 上 限仍 未 有 统 一 认识 。此 外 ， 总 有 机 碳 ToC值 、 干酪根 类 型 、 吸 附气 和游 离 气 含量 、 烃 类 成因与相态 、 热埋藏史 、 成熟度 、 演化程度作为表征 页岩气的重要地球化学指标而备受关注。其核心指 标 中 ， 中 国学 者 主 要 关 注 总 有 机 碳 、 成 熟 度 、 连续 厚 度 和泥页岩 中脆 性矿 物含 量 。R。 是反 映成 熟度 的有 效指标 ， 连续厚 度 是其 资源 开 发利 用 的基 础 ， 矿 物组 成决定 着页岩 气藏 的品质 ， 影 响着 气 体 含量 ， 同时也 影响着其压裂和页岩气的开发利用_ g 。 。 4 国内外建立了初步的页岩气含气量测定和 评价方法。页岩气主要包括游离气 和吸附气 ， 对游 离 气含 量 ， 可通 过 岩芯 确 定 含 水 饱 和 度 ， 如 果 含 油 ， 确 定含 油饱 和度 ， 进 而确 定游 离气 含气 饱 和度 ； 建 立 岩 一 电关 系 ， 通过饱 和 度测井 确定 游 离气 含量 。对 吸 附气 ， 通过 岩芯 包括 二次 取芯 、 井 壁取 芯或 岩屑 解 吸 ， 确 定吸 附气 含量 。其 中取 芯 的解吸 气量 较高 ， 井 壁岩芯次之 ， 岩屑解析量较少 。在解吸过程 中， 要考 虑 损失 的 气 量 。吸 附 量 一 般 考 虑 用 等 温 吸 附 模 拟 法 ， 该方 法 是通 过页 岩 样 品 的 等 温 吸 附试 验 来 模 拟 样 品 的吸 附 特 点 及 吸 附 量 ， 通 常 采 用 L a n g mu i r模 型 来描 述其 吸 附特征 。根 据该 试验 得 到 的等 温 吸附 曲线可 以获得不同样品在不同压力 深度 下的最大 吸 附 含 气 量 ， 也 可 通 过 试 验 确 定 该 页 岩 样 品 的 L a n g mu i r 方程计 算 参数 。 尽 管页 岩气 在勘 探开 发方 面得 到 了各方 面 的重 视 ， 取 得 了很 多成 果 认 识 ； 然 而 ， 目前 中 国在 相 关 方 面的基础研究相当薄弱， 在页岩气 的研究 中还存在 如下 问题 。 1 基 础数 据积 累相 当贫 乏 ， 急需 建立 中国的 页 岩气 地质 、 地球 化 学 基 础 数 据 平 台 。 中国缺 乏 系统 的 页岩气 数据 资料 库 ， 适 时建 立 页 岩 气 勘探 与 开 发 数据库 ， 对中国下一步页岩气勘探开发具有重要 的 指 导意 义 。中 国虽 然 对 不 同地 区 泥 页岩 的地 质 一 地 球化学特征进行了分析 ， 但对其研究 尚不够细致深 入 ， 同时也缺 乏页 岩气 的统 一评 价指标 ， 目前也 尚无 完 整 的页岩 气分 析测 试实验 室 。 2 中国 目前 对 页 岩 气 中 的 吸 附气 和 游离 气 测 试 方法 不统 一 ， 对 同一 样 品测试 结果 相差 较大 ， 缺乏 相 应 的分 析 测 试 标 准 。试 验 测 试 技 术 能 力 亟 待 提 高 ， 急需 提 高实验 室 问测试 数据 的可对 比性 ， 尤 其是 含 气量 测试 数据 的质 量 ； 中 国在 页岩 气研 究 中 ， 地质 研 究人 员相 对较 多 ， 缺 乏 相关 的试 验 测 试 人员 开展 页岩气勘探与开发测试技术 的研究工作， 急需有相 应 的项 目人 员支 撑进 行研 究和 攻关 。依 托实验 室 的 运 行 ， 建 立适 合 中 国地 质 条 件 和赋 存 规 律 的 针对 性 页 岩气 试验 技术 体 系 ， 规范 试 验技术 流程 、 条 件和试 验 结果 的质 量控 制 标 准 ， 研 发 页 岩气 吸 附气 测 定 的 关 键技 术设 备 。 3 中国 的页岩 气 勘 探 是 否 只 能局 限于 海 相地 层 中国不仅 海相 页岩 分布 广泛 ， 陆相 也很 发 育 ， 并 且 存 在海 陆过 渡相 页岩 。虽然 页岩 具有 良好 的页 岩 气形成和富集的地质条件， 但页岩气开发还处于前 期 的探 索 和准 备阶段 ， 商 业化 开发 尚处 于起 步阶段 。 目前 ， 对陆 相 页岩 气 的 开 发利 用 存 在 很 多争 议 。海 相 、 海 陆过 渡相 以及 陆相 不 同沉积相 带类 型多 样 ， 成 层 性差 ， 纵 横 向变化 大 ， 泥 页岩 的非 均 质性 强 ， 这影 响着 页岩气 的评 价 与利 用 。同 时 ， 不 同地 区页 岩 气 资源影 响 因素 多 ， 使 得结 合岩一 电关 系和 页岩气 含 量 的分类方法难以统一 ， 如何对泥页岩的非均质性进 行分析， 并进行泥页岩体的准确刻画和描述 ， 尚需要 进一步开展工作 。 4 对 页岩 气 的选 区和 资 源评 价 尚缺 乏科 学合 理的方法， 而且各地区的资料完善程度不一 ， 不同专 家 学者估算 的资源量差异 很大 ， 同时也面 临着资 源潜 力 评价方法 的矛 盾 。不 同地 区前期 开展 的工作 和 评 价方法各异 ， 资源量相差很大， 急需从可操作性、 评价 方 法的科学性 与 合理 性 、 评 价 参数 的 准确 性 等方 面 ， 建立 统一 的页岩气资源评 价方法 ， 研究 页岩 气资源 的 分布特征， 客观评价中国的页岩气资源潜力 。 5 中国可采页岩气资源前景到底如何页岩 气勘探开发作为 中国能源战略的新领域 ， 尚属起步 阶段 ， 资源量大小是很多决策者关 心的问题。根据 页岩气成藏机理和中美页岩气地质条件相似性的对 1 0 地球科 学 与 环 境 学 报 2 0 1 2年 比， 中国页岩气成藏地质条件优越 ， 许多盆地均具备 成藏条件， 页岩气 资源潜力十分 巨大 。但 目前可采 资 源量 到底 如 何 何 时 才 能 实 现 页 岩 气 的真 正 突 破 中国页 岩气可 采资 源量有 多大 回答 这些 问题 需 要 系统地 开展方 法技 术攻关 。只有在 页岩气 成矿 理 论和 找矿 方法技 术 上 取 得 突破 ， 同 时实 现 成 本控 制 ， 才 能形成 页岩 气发 现与利 用上 的突 破 。 因此 ， 有 必要 探讨 页 岩 气 资源 评 价技 术 和 方法 的关键参 数及 存在 问题 ， 进 行 客 观 准确 的页 岩气 资 源评价工作 ， 提供参考性强的页岩气资源评价数据 。 笔 者拟 重点讨 论 页岩气 选取评 价 和资源 量评价 的一 些关 键 问题 ， 为页岩 气 资源量 评价提 供参 考 。 1 页岩气资源评价的关键 问题思考 页岩气 的资源评价有很多争议 ， 例如页岩气的 定义、 页岩气资源量的计算 、 页岩油气资源评价中有 效 页岩厚 度取 值 、 泥 页岩 油 气 与致 密砂 岩 呈 过 渡关 系及其界限等问题均存在着争议。 1 ． 1 页岩气 及泥 页岩 含气 系统 的概 念 与定义 页岩气 s h a l e g a s 是指 页岩中有机质生成气 后 ， 未排出源岩层系， 滞留在源岩层系中呈连续状分 布 的气 藏 。它是存 在 于富有机 质泥 页岩 层段 中具有 商业性产出的天然气。因而该定义具有 以下含义。 1 页岩 气 的赋存 地 层 并 不局 限 于严 格 意义 上 的泥页 岩层段 ， 它可 以保 存在 泥页 岩 中 ， 同时也 有一 部 分可 能赋存 在这 一地 层单元 薄层 状 的粉砂岩 甚 至 砂 岩和碳 酸 盐岩层 中。图 1 _ l 1 ] 展示 了页 岩气 和致 密 砂岩气的差异 。应该注意的是 ， 该层段 的主体为泥 页岩地层 ， 粉砂岩 、 砂岩和碳酸盐岩层占的比例小于 5 0 ， 否 则 ， 如果粉 砂岩 、 砂岩 为 主体 ， 就 应该 属于致 密 砂岩 气 t i g h t s a n d s t o n e g a s 的 范畴 。基 于此 ， 有 学 者 为了减 少 争 议 ， 直 接 应 用 致 密 气 t i g h t s a s 的 概 念 ， 而 不对 岩性进 行 强调 。 致 密砂 岩一 页岩 煤 T OC值／ ％ a 岩石 岩 性及 总 有机 碳 变化 l 7 5 _ 1 O 0 b 致密砂岩中孔隙结构与分布 c 煤中孔隙分布 图 1 页岩气与致密砂岩气的差异 Fi g ．1 Di f f e r e n c e Be t we e n Sh a l e Ga s a n d Ti g ht S a nd s t on e Ga s 2 页岩气主要是指富有机质泥页岩层段 中具 有商业性产出的天然气。假如没有商业性 的产出， 也不应 该是 目前重 点关 注 的对象 。而对 页岩 气的地 质资源量， 也应该是指在 目前可预见的技术条件下最 终可以探 明的页岩气 资源总量 包括 已探 明和尚未探 明的 。如果在 相 当长 的一段 时 间 内， 不 可能 探 明和 开发 的， 应该不属 于页岩气资源潜力评价 的范 围 。 3 目前 ， 国外 已经发 现 的页岩气 源 岩范 围很 广 泛 ， 包括 热裂解成 因的热解气 和生物气 。应该 注意 的 是 ， 热解 气源岩应该是 页岩气 研究和发 现 的主体 。对 个别特殊条件下形成的生物气， 不应该是重点关注的 对 象 ， 也 不是放松页岩气成熟 门限的理 由。 1 ． 2页岩气 资源 潜力评 价对 象 根 据定 义 ， 页 岩气并 非单指 泥页 岩 中的页岩气 ， 也包含 其夹层 中的 天然 气 ， 因 而 页岩 气 的 资源 评 价 对象应该是含气的泥页岩层段。页岩气评价对象具 体 是 对 整个 含气层 段进行 评价 ； 以泥页岩 为主体 的 层段产出的气才可称为页岩气 ； 在该层段 内如果存 在砂岩 、 碳 酸盐岩 ， 它 们 赋存 天 然 气 ， 也 同样 应 该 是 评价 的对 象 。评 价 对 象 的关 键 不是 以 岩 性 进 行 划 分， 而应该以是否具有可商业开发 的页岩气 为主要 标准 。 什 么样 的泥 页岩可 能含 有可供 商业 开发 的天然 气 ， 如何 确定 页岩 气选 区和评 价对象 ， 对 此 国内外石 油公 司和研 究者对 泥页 岩 的评 价和 选 区的认识 还有 一 定差 异 。表 1 列 出了普 遍应 用 的标准 。这些 标准 主要集 中在 源岩 的 总有 机 碳 、 成 熟 度 、 厚度 、 脆性 矿 物含量 质 量分数 ， 后 文 同 及 含 气 量 等参 数 。不 同 公司或 研究 者提 出不 同 的标 准 ， 主要 是 基 于 泥 页岩 中不同的有机质类型 ， 其生气 门限和生气高峰不同， 因而其 成熟 度 门 限不 完 全相 同。 同时 ， 不 同成 熟度 条件 下 ， 源 岩 的总有机 碳不 完全相 同 ， 因而不 同演化 阶段 的总有 机碳 也 没 有 可 比性 。 因此 ， 不 同成 熟度 条件下 ， 总 有机碳 的标 准 也 不完 全相 同。在 中 国海 相 和陆相 烃源岩 ， 也 不 可 能提 出统 一 的泥 页 岩 总 有 机碳 标准 ， 但根据 含气 量则 有可 能划分 统一 的标 准 。 考虑 到 中国 目前 取 样 条件 的限 制 ， 建议 按 照 含 气 量 分别 为 1 、 2 r n 。 t 进行统 一划 分 。 1 ． 3 页岩 气 资源评 价 中有 效 页岩厚 度取值 问题 如 果按 照 体积 法 进行 资 源量 计 算 ， 则 页岩 气 的 地 质资 源量 为 Q 一 Q1 Q。 Qs 1 式 中 Q 为页 岩气 的地质 资 源量 ； Q 为 吸 附气 资源 量 ； Q 为 游离气 资 源量 ； Q 。为溶解 气资 源量 。 第 3期 侯 读 杰 ， 等 页岩 气 资源 潜力评 价 的几 个关键 问题 讨论 1 1 表 1含气 的 泥 页 岩 评 价 标 准 Ta b． 1 Ga s - be a r i n g Sh a l e Ev a l u a t i o n Cr i t e r i a 参数 普遍标准 门限区 目 标区 标准来源 3 4 R im r o c k E n e r g y 于 2 0 0 8 年提出 1 2 S c h lu m b e r g e r 于2 0 0 8 年提出 1 ． 5 文献[ 1 2 ] T O C 值／ 2 2 B u r n a m a n 于2 0 0 9 年提出 2 S h e lt o n 于2 0 0 9 年提出 4 C h e v r o n 于2 0 1 0 年提出 3 Wy l ie 于2 0 0 7 年提出 1 ． 0 1 ． 4 ～ 2 ． O R im r o c k E n e r g y 于 2 0 0 8 年提出 1 ． 1 1 ． 6 ～ 3 ． 5 S c h lu m b e r g e r 于2 0 0 8 年提出 R ／ 1 ． 1 1 ． 4 B u r n a m a n 于2 0 0 9 年提出 1 ． 3 C h e v r o n 于2 0 1 0 年提出 1 ． 4 1 ． 4 ～3 ． 5 S h e l t o n 于 2 0 0 9 年提出 3 O蝎 3 0 ． 4 8 ～3 0 4 ． 8 R im r o c k E n e r g y 于2 0 0 8 年提出 1 5 ～ 3 0 3 O S e h lu m h e r g e r 于2 0 0 8 年提出 4 5 B u r n a m a n 于2 0 0 9 年提出 厚度／ m 3 O 3 0 ～ 5 0 S h e h o n 于2 0 0 9 年提出 3 O C h e v r o n 于2 0 1 0 年提出 3 O ． 4 8 W y l ie 于 2 0 0 7 年提出 脆性矿物 2 5 4 0 R im r o c k E n e rg y 于2 0 0 8 年提出 3 5 含量／ 3 5 W y l ie 于2 0 0 7 年提出 0 ． 8 5 ～8 ． 5 0 2 ． 2 7 R im r o c k E n e r g y 于2 0 0 8 年提出 含气 量／ 2 l 2 S c h lu m b e r g e r 于2 0 0 8 年提出 m0 t 一 2 ． 8 3 W y l ie 于2 0 0 7 年提出 注 标准来源大邵分为内部交流文献资料。 在较 高 成 熟度 源 岩 中 ， 由于 页 岩所 含 的溶 解 气 量 极少 ， 故 页岩 气 的地 质 资 源 量 可 近 似分 解 为 吸 附 气 资 源量 与游离 气 资源量 之 和 Q T s a 7 , ／ z≈ Q Q 。 2 式 中 5为泥 页岩 有效 面积 ； h为泥 页岩 有效 厚 度 ； p 为