中国页岩气研究与发展20年:回顾与展望

中国页岩气科学研究和勘探开发已历经20年,创新形成了以中国南方海相页岩气富集规律为代表的诸多理论与认识,支撑了国内页岩气产业健康快速发展,2023年中国页岩气产量达250×10^(8) m^(3),在当年全国天然气总产量中的占比超过10%,页岩气已经成为中国天然气产量增量的主力军之一。为了给中国页岩气产业高质量发展提供借鉴和参考,系统回顾了国内页岩气科学研究和勘探开发历程,归纳总结了富有机质页岩发育机理、页岩气优质储层特征及其成因机制、页岩气源—储协同演化机制、页岩气赋存机理与含气性评价、页岩气富集高产机理与评价、页岩气储层改造、页岩气开采等理论和技术进展,分析研判了面临的技术难题和挑战,指出了海相/陆相/海陆过渡相页岩气富集高产机理、基于动态演化过程的页岩气富集区评价方法、低丰度页岩气高效开发技术以及提高页岩气采收率技术等4个亟需攻关的研究方向。进而针对中国页岩气商业化勘探开发所面临的挑战,提出以下建议:从新区新领域、老区挖潜及提高采收率现场试验等方面开展页岩气勘探开发攻关探索,以期早日实现中国页岩气多领域多层系、由点到面的大突破和大规模高效勘探开发,全方位推进中国页岩气革命,提升能源高效供给能力,保障国家能源供应安全。

珠江口盆地陆丰凹陷深部储层原生孔隙特征及发育机制

为了揭示珠江口盆地陆丰凹陷深部储层特征与成因机制,基于储层发育的沉积环境、异常高压、地温梯度和油气充注对储层抗压实能力的影响开展了系统研究。结果表明:陆丰凹陷埋深超过4000 m的古近系储层仍以原生孔隙为主,储层矿物成分主要为石英砂岩,整体表现为低—中渗储层。辫状河三角洲水下分流河道具有稳定的水流作用,长距离的搬运使得岩石粒度分布较为均一,杂基体积分数少,这些是原生孔隙发育的有利条件;泥岩欠压实形成的异常高压传递至砂岩储层中,可以有效地降低压实作用对孔隙空间的破坏;低地温梯度下岩石的塑性程度和延展性相对较弱,从而减缓岩石的压实速率;此外,文昌组4段烃源岩生成的油气进入储层后占据储集空间,有效抑制了后期压实与胶结作用对储层孔隙的破坏。在4种控制因素的耦合控制作用下,陆丰凹陷深部储层原生孔隙普遍发育。

湘鄂西地区五峰-龙马溪组泥页岩黄铁矿粒径特征

湘鄂西地区位于中扬子板块,该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩有机质类型以Ⅱ1型为主,Ⅱ2型次之,具有高TOC含量（0.55%~4.28%）、高成熟度（2.4%~3.2%）的特征;且富有机质页岩中黄铁矿普遍发育。通过岩心样品及扫描电镜观察发现,龙马溪组黑色页岩常发育自形-半自形黄铁矿,扫描电镜下常见草莓状黄铁矿;五峰组黑色页岩岩心观察无明显晶形,扫描电镜下常现呈微晶黄铁矿颗粒,以细小颗粒状分布在有机质中。草莓状黄铁矿通常由微晶颗粒聚集而来,其草莓状直径大小由硫复铁矿的形成和沉积水动力控制。根据草莓状黄铁矿直径D与深度关系分析出湘鄂西地区黑色页岩的沉积环境表现为五峰组闭塞环境、龙马溪组闭塞环境、龙马溪组贫氧-缺氧环境三种。由草莓状黄铁矿直径D与微晶黄铁矿直径d建立D/d的关系表明：从沉积期到成岩期,五峰组闭塞环境的还原性比龙马溪组闭塞环境的还原性强;且五峰组闭塞环境的沉积水动力要比龙马溪组闭塞环境的沉积水动力要弱,水体更稳定。此外,D与d之间的关系能侧面反映该地区五峰-龙马溪组富有机质页岩孔隙度的变化趋势。D/d值与页岩解吸气量也有良好的对应关系,龙马溪组D/d值越大,解吸气量越少。五峰组D/d值较龙马溪组普遍偏小,解吸气量远大于龙马溪组。上述结果表明水体还原环境的强弱是湘鄂西烃源岩有机质形成和保存的重要因素,从而影响页岩气的富集。

黔北地区安页1井下志留统松坎组天然气成因

黔北安页1井是四川盆地外围获得重大油气突破的页岩气井,该井下志留统松坎组具有较好的油气资源潜力。为了对该区出气地层(松坎组)天然气的成因进行深入研究,我们将该区下志留统松坎组与下志留统石牛栏组以示区分,并对松坎组展开了地球化学、气体组分和气体同位素等一系列实验。实验结果表明:该区松坎组特殊岩性组合条件下的TOC均值为0.16%,Ro分布在2.75%~2.92%,均值为2.95%,干酪根类型以Ⅱ1型为主;松坎组气体烃类组分主要以甲烷为主(96%以上),含少量的乙烷、丙烷及其它烃类气体。研究区松坎组天然气干燥系数明显小于五峰-龙马溪组页岩气干燥系数,同时研究区新滩组的CO2含量明显高于上覆松坎组和下伏五峰-龙马溪组的CO2含量。松坎组气体同位素δ13C1值在-33.2‰^-33.9‰,均值为-33.5‰;δ13C2值在-36.5‰^-37.0‰,均值为-36.8‰;δDCH4值在-145.8‰^-156.6‰,均值为-150.0‰;该组干酪根碳同位素值在-32.9‰^-32.6‰,均值为-32.75‰。结合CO2示踪天然气运移理论、天然气干燥系数以及气源对比特征,说明安页1井松坎组地层中的天然气主要来源于本层泥页岩热裂解生成的页岩气。

歧口凹陷埕北断阶区断砂组合样式及其对油气富集的控制作用

在陆相断陷盆地中,断裂与砂体是构成油气运移输导网络的主要要素。为了探究断砂组合输导条件控制下的油气运聚规律,本文对歧口凹陷埕北断阶区的断砂组合样式进行了划分,并通过断裂、砂体输导性的定量评价分析了不同样式断砂组合对油气运移成藏的控制作用。结果表明:依据断裂在油气成藏过程中的主要作用不同,划分了油源断裂与多套砂体上下叠置组合、输导断裂与砂体顺向或反向阶梯式组合、调节断裂与砂体"Y"字型组合,共3类4种断砂组合样式,在空间上形成了"接力式"的成藏模式。断砂组合对油气富集的控制作用主要体现在3个方面:(1)控制了油气藏的类型;油源断裂与多套砂体上下叠置组合主要控制形成岩性-构造、断块类油气藏,输导断裂与砂体顺向或反向阶梯式组合控制形成断块、断鼻和复合类油气藏,调节断裂与砂体"Y"字型组合控制形成断块类油气藏。(2)控制了油气的运移过程;油源断裂根部与大面积砂体组合沟通深层烃源,在油源断裂活动时,油气先沿断裂运移至浅层,并远距离运移至断阶区高部位富集,输导断裂与砂体顺向或反向阶梯式组合为油气提供阶梯式垂向-侧向运移通道,调节断裂与砂体组合则对油气富集起再调节分配作用。(3)控制了油气的聚集部位;当断裂输导概率f>50%,砂地比>0.50时,断砂组合起完全输导作用。在中浅层,油气沿输导断裂运移,输导断裂封堵性控制成藏;在中深层,油气富集程度则与砂地比值成正相关。

深层储层原生孔隙成岩作用保存机制及模式——以珠江口盆地惠州凹陷南部恩平组和文昌组为例

为研究深层优质储层形成条件,以珠江口盆地惠州凹陷南部恩平组和文昌组为例,根据岩石薄片、阴极发光、扫描电镜、储层物性、埋藏史等资料,分析研究区储层特征,探讨深层储层原生孔隙成岩作用保存机制及模式。结果表明:惠州凹陷南部恩平组主要发育长石岩屑质石英砂岩,文昌组主要发育长石岩屑砂岩,孔隙类型以原生孔隙为主,孔隙度介于1.9%~17.3%,平均为13.3%;渗透率介于(0.034~152.683)×10^(-3)μm^(2),平均为18.050×10^(-3)μm^(2)。储层原生孔隙保存受多种因素控制,其中较低的地温梯度抑制压实作用,早期长时间浅埋藏和后期快速埋藏使压实作用不充分,碳酸盐差异胶结和早期油气充注阻碍压实和砂体中的胶结作用,导致储层原生孔隙普遍发育。该结果为建立深层勘探开发方案及优质储层平面和纵向分布预测提供依据。

EMI在日本高校的发展阶段及动因分析

伴随着国际化趋势的日益推进,近年来英语作为教学媒介语(EMI)在高校的发展势头只增不减。基于文献分析和整理,将EMI的发展粗略地分为三个阶段,并对EMI在日本的发展动因、限制性因素进行了简要论述,旨在使读者对日本EMI在HEIs中的发展有一个初步了解和认识,也为后续研究提供一定的资料。

浙江某高校体育生英语学习动机的探索性因子分析

本文以浙江某重点高校体育特长生为调查对象,运用SPSS统计软件,采用探索性因子分析法探究该校体育生学习英语的动机类型。研究发现,该校体育生的英语学习动机主要分为挑战自我、内在兴趣、专业工具、个人发展和外力作用五大类。该发现为该校体育生的英语教学改革提供了理论指导,同时也为该领域的相关研究提供了一种新的思路。

湘鄂西龙马溪组页岩解析气同位素组成特征及应用

湘鄂西地区位于中扬子板块,研究区龙马溪组富有机质页岩的有机质类型以Ⅱ1型为主,Ⅱ2型次之,TOC含量高,有机质热成熟度高,页岩矿物以脆性矿物为主,黏土矿物次之。通过分析三个实验阶段(20℃、65℃、90℃)解析气样发现,气体中CH4含量较高(90. 34%~99. 64%),含有少量非烃气体。龙马溪组页岩气CH4碳同位素值为-41. 9‰^-30. 8‰,C2H6碳同位素值为-42. 3‰^-36. 2‰,δ2HCH4为-193. 4‰^-156. 0‰,随着成熟度的增加,CH4碳同位素、C2H6碳同位素以及CH4氢同位素都有升高的趋势。烃类气体碳同位素具有明显的倒转现象,即δ13C1>δ13C2。根据解析实验三个阶段的气体同位素特征和测得的各阶段含气特征建立游离气与吸附气所占比例的计算公式,进一步推算出解析过程总含气量中所含有的游离气量以及吸附气量。

川中地区下侏罗统自流井组大二亚段陆相页岩层系岩性组合类型及其特征

川中地区下侏罗统自流井组大安寨段湖相页岩非均质性强,有利岩性组合的研究对目标层段的选取较为关键.通过对21口井的岩心观察与描述、有机质含量与主微量元素测定等,划分了岩性段及组合类型,并探讨了各组合类型特征.结果表明:大二亚段页岩层系主要发育泥质介壳灰岩、灰黑色页岩、含介壳页岩3类岩性,针对其生物介壳发育的特征,识别出特殊的介壳层岩性段;进一步总结出4类岩性段类型,A块状介壳灰岩段、B页岩与介壳层互层段、C页岩夹介壳层段、D纯页岩段.4类岩性段的古环境特征差异反映了不同的页岩油潜力,半潮湿-潮湿的古气候、较高的古生产力、合适的沉积速率,以及缺氧还原、半咸水-淡水环境有利于有机质的富集与保存,由此综合优选出有利岩性段类型为C页岩夹介壳层段,D纯页岩段次之.