中国页岩气成藏模式

尽管我国在页岩气地质理论和勘探开发方面已经取得了重大进展,但对于页岩气成藏的地质特殊性和富集规律性方面的研究依然较为薄弱。为此,针对中国页岩气成藏模式开展了研究。研究结果表明:(1)前中生代大陆边缘型海相和海陆过渡相沉积、中新生代盆地型陆相沉积发育了多样性的富有机质页岩;(2)以中新生代陆相沉积为主的盆地叠覆在前中生代海相或海陆过渡相大陆边缘沉积之上,前者在盆地中形成了厚度大、有机质丰度高但时代新、热演化程度低的陆相页岩,盆地构造深部位有利于页岩气富集,后者时代老、热演化程度高、历经构造运动次数多的页岩得到了良好的保存,构造稳定区是页岩气富集的有利区;(3)主要形成于中新元古代、震旦纪—奥陶纪及泥盆纪—三叠纪的裂陷槽,是海相富有机质页岩沉积的有利区域,它们与成藏组合条件好的海陆过渡相页岩、中小型盆地中的煤系页岩及接受岩浆侵入影响的中低热演化程度页岩等一起,共同构架了我国丰富多彩的页岩气成藏模式;(4)基于已有的钻探成果,可以将中国页岩气成藏模式归纳为构造型和地层型两大类,前者主要与构造形态有关,而后者则主要与岩性地层变化有关;(5)页岩发育及含气量变化主要受沉积、成岩及后期构造运动等多方面地质因素的影响和控制,有利的沉积环境、适宜的热演化程度、良好的盖层封闭性和构造保存条件,是页岩气富集的必要前提。

中国页岩剖面区域分布及其页岩气地质意义

我国页岩分布在平面上广泛、时间上连续、空间上复杂,笔者对华北、华南、塔里木板块页岩分布进行了系统梳理和讨论。中、上元古界页岩以海相为主兼有陆相,发育滨浅海至浅海陆棚相、海相和陆相冰碛页岩,页岩剖面以见于不同古板块的边缘为特点。下古生界页岩以海相为主,发育广海陆棚相至浅海陆棚相页岩,页岩主要分布在华南板块和塔里木板块内部。上古生界页岩以海陆过渡相为主,兼有不同程度的海相和陆相,具有最广泛的发育和分布。中、新生界页岩类型多样但以陆相为主,中生界页岩沿近南北向的滇、川、陕和近东西向的新—陕—黑一线为主,新生界页岩主要发育在华北板块的东、西两侧。板块边缘、褶皱带及复杂构造活动区对页岩剖面分布具有重要影响,古海槽对页岩沉积、沉积环境对页岩成分、成分对页岩剖面的抗风化能力等均具有明显的影响作用。不同时代和地区的页岩剖面发育受多种因素影响,各具不同的地质特点。页岩剖面可分为锰质、硅质、灰云质、粉砂质、炭质、煤质及混合型7种,炭质型可出现在各种剖面中。其中的锰质型页岩主要见于华南板块中二叠统及更老地层中,硅质型页岩主要见于广海陆棚相,煤质型页岩发育时代较晚且主要见于海陆过渡相和陆相,粉砂质和灰云质型分布广泛。页岩类型各具有不同的时代性和地域性分布特点,对我国页岩层系进行系统梳理,有助于页岩气新区新层系研究。

页岩气地质评价智能化的应用与展望

中国页岩气资源类型多样,形成地质条件与成藏模式复杂,如何针对不同类型与级别的页岩气资源展开具有针对性的地质评价,是勘探开发工作的重点与难点。为解决此问题,在页岩气地质评价过程中,通过智能化软件和测量仪器的研发,提高了定量数据的获取精度;建立概率密度曲线,识别了不同类型页岩气相关地质参数的分布特征,进一步开展了资源量计算方法的优选;以机器学习中多种方法如知识图谱、随机森林、支持向量机、聚类分析、概率赋值等背后的数学原理为支撑,从数据本身的自然规律出发,对参数的异同性和内在关联度开展研究。结果表明:不同类型页岩气资源的地质参数分布特征差异较大,结合勘探开发程度共同决定资源量计算方法的选取;对数据开展全面定量地解释与分析,极大程度挖掘了数字背后的地质信息,并帮助调整地质认识的客观性与真实性,同时能够发现评价结果产生的误差与偏差。该研究内容与成果建立并完善了从参数获取到综合评价的技术方法与流程,极大程度上提高了评价结果的可信度,拓展了人工智能在该领域应用的广度与深度,为最终能够达到页岩气地质评价智能化的目标奠定基石。