海陆过渡相与煤系页岩中有机质以陆源高等植物TOC含量一般大于为主，页岩与煤系、砂岩互层，1．0%，炭质页岩TOC含量多数超过10．0%。由于海陆过渡相与煤系页岩单层厚度小，常与砂岩、煤层互层或相变，因此页岩中TOC含量大于2%的高TOC页岩集中段不太发育。海陆过渡相与煤系页岩有机质类型
2012年第14卷第6期
要求生烃条件要达到一定标准。美国页岩气勘探开发实践表明，良好的页岩气成藏条件通常要求发育厚层成熟的富有机质黑色泥页岩，即页岩单层有效厚度大于30m，热成熟度Ro为1．1%～2．0%，TOC含量大于2%。目前美国已发现的页岩气绝产气页岩的干酪根以I～II大多数为海相热成因型，
TOC含量一般大于4%，Ro主体为型为主，
1．1%～2．0%，有效厚度一般大于50m。
我国按沉积环境，将富有机质页岩分为3大类：海相、海陆过渡相与煤系、湖相，其中海相页岩的干TOC含量一般可以达到页岩气形酪根为I～II型，成的最低标准
［8］
。南方地区古生界页岩的TOC含
量平均为1．23%～4．71%。统计发现，下寒武统筇竹寺组页岩TOC含量大于2%的页岩厚度平均可占页岩总厚度的34%，面积约占页岩总面积的71%；上奥陶统五峰—下志留统龙马溪组高TOC页岩的厚度占比为19%，面积占比为87%。塔里
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页岩气,非常规能源
复杂，以混合型—腐殖型为主。热成熟度Ro为1．0%～3．0%，处于成气高峰期。华北地区石炭—二TOC含量为叠系页岩TOC含量受沉积相影响大，0．5%～36．79%，其中沼泽相炭质页岩TOC含量高，Ro一般为1．0%～2．5%，为10%～30%。局部地区达3．0%。南方地区二叠系页岩有机质含量与类型受TOC含量平均4．7%，多数达3%～沉积环境影响，
5%。有机质中高等植物、底栖藻类、海湾泻湖或滞留盆地环境生物均有发育，有机质类型呈腐泥型、混合型和腐殖型多类型组合，热成熟度Ro为1．2%～3．2%。四川盆地、塔里木盆地及吐哈—准噶尔盆地的三叠—侏罗系页岩TOC含量平均为1．5%～3．3%，有机质类型为II～III型，热成熟度Ro为0．7%～2．2%，为成熟—高成熟演化阶段。
湖相页岩形成时间晚，岩石类型主要为厚层状黑色页岩，干酪根以I～II型为主。热演化程度低，主体处于生油阶段，盆地中心或埋深较大地区进入成气阶段。如松辽盆地上白垩统青山口组一段，有热成熟度Ro为0．4%～机质类型主要为I～II型，
Ro大于1．0%的区域分布在古龙、1．3%，三肇、长
2岭等凹陷，成气页岩厚50～60m，面积约3000km。
含量一般都在40%以上，单层富有机质黑色页岩厚
度一般大于30m。上扬子地区下古生界页岩孔隙直径5～750nm，集中分布在20～80nm，孔喉半径10～30nm，平均为20nm。页岩孔隙度2%～12%，平均4．0%左右，渗透率25nD～1．73mD，一般小于100nD。威远、长宁等海相页岩气先导试验区钻井岩芯含气量实际测定表明，下寒武统筇竹
3
寺组页岩含气量平均为2．1m/t，上奥陶统五峰—3
下志留统龙马溪组页岩含气量平均为2．4m/t，基
本处于或略超过美国有利页岩气区含气量下限
［9］
。
我国海相页岩脆性矿物含量丰富，一般都在40%以上。脆性矿物组成中，石英含量为24．3%～52%、长石含量为4．3%～32．3%、方解石含量为8．5%～16．9%，总脆性矿物含量为53．3%～78．2%。粘土矿物含量低，小于40%，一般为25．6%～39．5%。粘土矿物以伊利石为主，含少量绿泥石和高岭石，不或仅在个别样品中偶有出现，含量甚微。含蒙脱石，
这表明高—过成熟海相页岩中粘土矿物已大部分转化为稳定矿物，不具水敏性，有利于大型清水压裂。下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组富有机质页
单层有效厚度一般超过岩均集中在地层中下部，30m，最厚可达70m以上。
海陆过渡相与煤系页岩孔隙度偏低，单层有效
厚度薄且横向变化快，含气量两极分化，脆性矿物含但粘土矿物中水敏矿物含量较高。该类页量较高，
岩储集空间以原生孔缝为主，局部发育有机质纳米孔隙度偏低，平均为1．2%。含气量呈现两级分孔，
3
低压异常区一般小于1m/t，如鄂尔多斯盆地的化，
3
石炭—二叠系页岩含气量为0．05～0．73m/t；高压3
异常区接近3m/t，与优质海相产气页岩含气量相
鄂尔多斯盆地上三叠统长7段页岩TOC含量平均
为8．3%；长9段页岩TOC含量平均为3．14%。两套页岩热成熟度Ro为0．73%～1．16%，在吴进入生气窗，旗—庆阳—富县一带Ro大于1．0%，
2成气页岩厚60～90m，面积约3800km。
2．2储集条件
页岩气为自生自储的非常规天然气，储层的物
性、含气性、单层有效厚度和脆性矿物含量对页岩气富集及后期开发至关重要。根据美国勘探开发实商业性开发的页岩气储层孔隙度一般大于4%，践，
3
含气量一般大于2m/t，单层有效厚度大于15m，石英、长石、碳酸盐岩等脆性矿物含量在40%以上。
——FortWorth盆地的如现代页岩气工业的鼻祖—
Barnett页岩，孔隙度为4%～5%，含气量4．2～9．9m3/t，单层有效厚度一般大于30m，脆性矿物含量大于40%。目前产气量最高的EastTexas盆地
的Haynesville页岩，孔隙度一般为8%～9%，含气
3
单层有效厚度一般大于60m，量为2．8～9．3m/t，
当，如川西坳陷须家河组页岩含气量为2．57～2．99m3/t。该类页岩没有明显的富有机质页岩集中段，单层有效页岩厚度一般为5～15m，且横向上
脆性缺乏连续性。矿物组成与海相页岩差别不大，矿物含量一般大于35%，如四川盆地上三叠统须家
河组页岩石英含量33．2%～52．9%，长石含量3．0%～20．0%；鄂尔多斯盆地石炭—二叠系页岩石英含量32%～54%。粘土矿物虽以伊利石为
但伊蒙混层和高岭石等水敏矿物含量偏高，如四主，
川盆地上三叠统页岩粘土矿物中伊利石含量49．4%～78．0%，伊蒙混层12．7%～22．0%，高岭石含量11．0%～38．0%，绿泥石11．0%～56．0%。由此产生的影响是海陆过渡相与煤系页
脆性矿物含量大于30%。
我国海相页岩也具有相似特点，孔隙度、含气量、脆性矿物含量较高，单层有效厚度大。储集空间
3以纳米级孔隙为主，含气量为1～3m/t，脆性矿物
58中国工程科学
页岩气,非常规能源
岩储集空间不太发育，物性条件较差。
湖相页岩孔隙度偏低，主体处于生油窗内，单层有效厚度大、横向较连续，脆性矿物含量较高，但粘土矿物中水敏矿物含量较高。湖相页岩储集空间以少见有机质纳米孔。由于我国湖相原生孔缝为主，