了解泥页岩中干酪根的类型,可以为我们提供有关烃源岩可能的沉积环境的信息。在半深湖-深湖相、海相沉积的泥页岩中,Ⅰ型干酪根的生烃能力和吸附能力一般高于Ⅱ型或Ⅲ型干酪根。根据美国主要页岩气盆地的资料,产气页岩中的干酪根主要以Ⅰ型与Ⅱ型为主,也有部分Ⅲ型。由于不同干酪根的化学组成和结构特征不同,因此不同阶段产气率会有较大变化。Ⅰ型干酪根为1.2%~2.3%,Ⅱ型干酪根为1.1%~2.6%,Ⅲ型干酪根为0.7%~2.0%,海相石油为1.5%~3.5%。

沉积岩石中分散有机质的丰度和成烃母质类型是油气生成的物质基础,而有机质的成熟度则是油气生成的关键。美国五大产气页岩的热成熟度可以从0.4%~0.6%到0.6%~2.0%,页岩气的生成贯穿于有机质向烃类演化的整个过程。干酪根的热成熟度也影响页岩中能够被吸附在有机物质表面的天然气量。实际上,泥页岩的生气能力受到有机质丰度、有机质类型和有机质热演化程度的综合控制。

1)沉积相沉积相是沉积环境的物质表现,可以表明特定沉积环境下的岩性和古生物等有规律的综合特征。研究表明,富有机质页岩最发育的沉积环境为浅海陆棚相,根据陆棚的水深和水动力条件等,划分为深水陆棚相和浅水陆棚相,其中浅水陆棚相又可划分为以泥质成分为主的泥质浅水陆棚相和以砂质成分为主的砂质浅水陆棚相。深水陆棚主要发育一套以黑色泥岩、黑色炭质页岩、黑色硅质岩为主的细粒沉积,发育水平层理。

截至2020 年,在重庆市实施的页岩气相关研究项目共有5 个。3)钻井工作程度初步统计,重庆市自2009 年以来,中石油、中石化、中国地质地质大学、重庆地质矿产研院等单位开展了页岩气钻探工作,目前渝东南地区施工的井主要有黔江1 井、黔江2 井、黔浅1 井等15 口钻井。

我国尚处于起步阶段,相关部委、各大油公司和国有企业自2005 年以来成立了多个页岩气科研机构和勘探开发企业,以常规油气相关技术和先期页岩气工作为基础,借鉴北美最新页岩气勘探开发评价技术,积极探索了页岩气综合地质评价与方法体系构建的推动工作。国土资源部出台了《页岩气勘探开发相关技术规程》,初步确定了页岩气勘探开发方面指导性技术方法和相关参数基本标准。

传统的烃源岩研究包括以下几个反方面的研究:有机质丰度;有机质类型;成熟度;油气源对比。页岩的生烃潜力评价只包括有机质丰度、类型和成熟度。对于常规油气来说,泥质烃源岩有机质丰度评价标准国内外比较一致,大多采用有机碳0.5%作为下限值。烃源岩的有机质类型决定着生烃潜力和生成产物的不同,这是由于有机质化学结构不同而造成的。

高的有机碳含量意味着更高的生烃潜力。表3.1美国主要页岩气系统的地质、地球化学和储量参数续表页岩对气的吸附能力与总有机碳含量之间存在线性关系。图3.1Antrim 页岩的等温吸附曲线及总有机碳含量与含气量关系图事实上,泥页岩中的有机质丰度对含气量的影响主要是由于其对气体分子的吸附所造成的。图3.2甲烷吸附量和有机碳含量关系图