美國“
頁巖氣革命”的成功，像洪亮的鐘聲，響徹全球能源市場，改寫了世界能源格局。受此啟發(fā)，我國的“頁巖氣革命”即將上演。去年底，國土資源部關(guān)于將頁巖氣作為獨立礦種的申請得到國務院批準。前不久，這個剛剛被批準的單一礦種又被寫入政府工作報告中。這充分表明，我國的
非常規(guī)油氣資源進入國家能源戰(zhàn)略視野。
我國盆地眾多，類型多樣，各種非常規(guī)油氣資源豐富，特別是低勘探程度盆地區(qū)域，尚存在巨大的非常規(guī)油氣資源；非常規(guī)
油氣勘探尚處于起步階段，多類型的油氣資源有待探索和發(fā)現(xiàn)。
特邀中國工程院院士康玉柱撰文，對我國泥頁巖尤其是暗色泥頁巖類型、分布特征和沉積環(huán)境進行介紹，對構(gòu)成暗色泥頁巖商業(yè)開發(fā)的基本條件和中美泥頁巖儲量及含油性比較等問題進行解讀，以饗讀者。
泥頁巖層系是指“泥頁巖及其所夾的薄層及其他巖石的組合”，如大套暗色泥頁巖中夾的薄層泥質(zhì)粉砂巖、砂巖及泥灰?guī)r、石灰?guī)r等。暗色泥頁巖油氣是非常規(guī)油氣的一種，是指暗色泥頁巖層系中滯留的油氣。
暗色泥頁巖類型及沉積環(huán)境
暗色泥頁巖具有極低的基質(zhì)孔隙度和滲透率，油氣產(chǎn)自于自身并以吸附、游離及水溶解形式富集于泥頁巖層系中，可稱為原地滯留油氣。這類
油氣藏無明顯的圈閉界限，“生、儲、蓋”一體化（生油氣層也是儲集層和蓋層）。當然，要成藏還離不開賦存條件。
泥頁巖油氣主要以游離態(tài)、吸附態(tài)及溶解態(tài)等形式存在，以游離態(tài)和吸附態(tài)為主，吸附態(tài)與
煤層氣相似，游離態(tài)與常規(guī)油氣相似。
常見的泥頁巖類型有泥質(zhì)泥頁巖、碳質(zhì)泥頁巖、硅質(zhì)泥頁巖、鈣質(zhì)泥頁巖等。當泥頁巖中混入一定量的砂質(zhì)成分時，會形成砂質(zhì)泥頁巖。富有機質(zhì)泥頁巖是形成泥頁巖油氣的主要巖石類型。暗色泥頁巖中含有大量的有機質(zhì)與細粒、分散狀黃鐵礦、菱鐵礦等，有機質(zhì)含量3%～15%。碳質(zhì)頁巖中含有大量細粒、分散狀的碳化有機質(zhì)，有機碳含量10%～20%，這類頁巖的特征為黑色、染手且含植物化石。
我國暗色泥頁巖主要包括海相、海陸交互相以及陸（湖）相泥頁巖和泥巖。南方揚子地塊海相泥頁巖分布廣泛并夾硅質(zhì)頁巖（如揚子地區(qū)牛蹄塘組底部頁巖）、暗色泥頁巖、鈣質(zhì)泥頁巖和砂質(zhì)泥頁巖；海陸交互相泥頁巖多為砂質(zhì)泥頁巖、碳質(zhì)泥頁巖；陸（湖）相泥頁巖頁理發(fā)育，其中渤海灣盆地、柴達木盆地新生界湖相泥頁巖鈣質(zhì)含量較高，
鄂爾多斯盆地中生界湖相泥頁巖石英含量較高。
泥頁巖可形成于陸相、海相及海陸交互相沉積環(huán)境中。暗色泥頁巖主要形成于缺氧的閉塞海灣、潟湖、湖泊深水區(qū)、欠補償盆地及深水陸棚等沉積環(huán)境中。碳質(zhì)頁巖常與煤系伴生，一般出現(xiàn)在煤層頂、底板或夾層中，以湖泊、沼澤環(huán)境沉積為主。石炭紀—二疊紀、三疊紀—侏羅紀和古近紀—新近紀，為我國3次主要的成煤期，發(fā)育多套與煤層相伴生的碳質(zhì)頁巖。如我國南方地區(qū)的二疊系龍?zhí)督M碳質(zhì)頁巖分布面積較廣，厚度200米～300米；我國南方揚子地塊、華北地塊及塔里木地塊古生界海相泥頁巖，以深水陸棚相沉積為主；我國陸相沉積盆地中，
松遼盆地白堊系、渤海灣盆地古近系、四川盆地三疊系、鄂爾多斯盆地三疊系等發(fā)育多套湖相、湖沼相黑色泥頁巖，含豐富的介形蟲、孢粉、細菌、高等植物等化石及有機質(zhì)，厚度200米～1500米。
這些構(gòu)成了暗色泥頁巖的沉積環(huán)境。
構(gòu)成暗色泥頁巖商業(yè)開發(fā)的基本條件
在沉積盆地中只要發(fā)育暗色泥頁巖，就有可能形成泥頁巖油氣藏。
國外資料和國內(nèi)初步勘探實踐成果表明，具有經(jīng)濟開發(fā)效益的暗色泥頁巖基本特征包括干酪根類型為腐泥—腐殖型等，孔隙度小于10%，滲透率小于0.01毫達西；泥頁巖中脆性礦物含量超過40%，有效厚度大于30米，有效面積大于50平方千米，埋藏深度淺于4000米且泥頁巖內(nèi)各類裂縫發(fā)育良好。
這些構(gòu)成暗色泥頁巖商業(yè)開發(fā)的基本條件。
泥頁巖中主要含有黏土礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石等）以及碎屑礦物（石英、長石、方解石等）。脆性礦物含量越高，巖石脆性越強，在外力作用下越易形成天然裂縫和誘導性裂縫，有利于泥頁巖油氣開采。高黏土礦物含量高的泥頁巖，塑性強，吸收能量強，以平面裂縫為主，不利于泥頁巖油藏
儲層改造。在美國的產(chǎn)氣頁巖中，石英含量為28%～52%，碳酸鹽巖含量為4%～16%，總脆性礦物含量為46%～50%。
我國海相頁巖、海陸交互相碳質(zhì)泥頁巖、陸相泥頁巖三種泥頁巖類型，脆性礦物含量較高，如上揚子區(qū)古生界海相泥頁巖石英含量24.3%～52%，長石含量4.3%～32.3%，方解石含量8.5%～16.9%，總脆性礦物含量40%～80%；四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組黏土礦物含量15%～78%，石英、長石等脆性礦物含量22%～86%；鄂爾多斯盆地上古生界含煤層系碳質(zhì)泥頁巖石英含量32%～54%，總脆性礦物含量40%～58%。
巖石礦物組成對泥頁巖油氣開發(fā)至關(guān)重要。具備商業(yè)開發(fā)價值的泥頁巖，一般脆性礦物含量要高于40%，黏土礦物含量小于30%。
中美泥頁巖儲量及含油性比較
在實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的北美地區(qū)，頁巖含氣量最低為每噸1.1立方米，最高達每噸9.9立方米。四川盆地寒武系筇竹寺組黑色泥頁巖含氣量為每噸1.17立方米～6.02立方米，平均為每噸1.90立方米；下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色泥頁巖含氣量為每噸1.73立方米～5.10立方米，平均為每噸2.8立方米（渝東渝頁1井實測含氣量為每噸1立方米～3立方米），具有開發(fā)價值。
美國開采頁巖氣
采收率早期為7%～8%，目前為13.5%，預計可達25%的較高水平。與北美頁巖氣相比，我國泥頁巖油氣具有四大特點：一是海相古生界泥頁巖熱演化程度較高，而陸相中新生界泥頁巖熱演化程度較低，油氣伴生；二是構(gòu)造活動較強，賦存條件復雜；三是地面多山地、丘陵等復雜地表，埋藏較深（1000米～6000米）；四是構(gòu)造活動較強、泥頁巖裂縫發(fā)育，有利于泥頁巖油氣開采。
就年代及區(qū)域而言，我國暗色泥頁巖從震旦系—新近系均有發(fā)育、區(qū)域分布遍及全國；就沉積環(huán)境而言，海相—海、陸交互相—陸相均發(fā)育較厚的暗色泥頁巖。我國暗色泥頁巖有機質(zhì)含量、熱演化程度等指標與美國主要暗色泥頁巖相似。
近幾年來，我國相繼在四川盆地及鄂西地區(qū)古生界海相泥頁巖層系——下寒武統(tǒng)筇竹寺組、下志留統(tǒng)龍馬溪組等地層鉆獲天然氣流；在陸相湖盆泥頁巖層系——南華北安深1井、泌陽坳陷泌頁1井、濟陽坳陷古近系及下遼河盆地的暗色泥頁巖中鉆獲工業(yè)油流，這表明我國泥頁巖油氣資源儲量豐富，勘探前景廣闊。
我國泥頁巖油與泥頁巖氣資源量大體相當，二者資源量總和估算為60萬億～80萬億立方米，是未來油氣勘探的重要接替領(lǐng)域。
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