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美国阿拉巴马页岩气潜力
杰克三Pashin 阿拉巴马州地质调查所
邮政信箱869999，塔斯卡卢萨，亚拉巴马洲，邮政编码35486
摘要
在黑勇士盆地冲断带和阿巴拉契亚页岩阿拉巴马呈现出的勘探和开发天然气的机会的多样性。准寒武纪地层年龄范围从通过石炭系;它们包括中东寒康纳索加组，泥盆纪页岩的多种单位和密西西比尼尔（弗洛伊德）页岩。每个单元构成潜在页岩发展不同的挑战。在阿巴拉契亚冲断带，结构复杂性是主要的挑战，必须得到满足。例如，巨大的畸形康纳索加组油页岩群众包含的主要资源，但钻井和完井最佳做法仍有待确定。一个在大范围内的斜坡背斜backlimb泥盆纪第重大油气显示也前景看好，具有寄生褶皱相关压裂可提高透气性。富含有机质的查塔努加（泥盆系）和黑勇士盆地尼尔页岩单位按脆碳酸盐地层笼罩，因而出现类似于多产Barnett页岩的沃思堡盆地。认识，地层结构，有机质含量，热成熟度是重要关键的相互作用对理解的查塔努加页岩和页岩开发潜力的尼尔。
简介
在阿拉巴马州的非常规天然气生产一直占据着20世纪70年代以来，煤层气，并作为煤层气产业成熟度的方法，对页岩天然气生产的巨大潜力已经开始实现。事实上，多页岩气的戏剧在亚拉巴马的黑勇士盆地和阿巴拉契亚冲断带（图1）活跃。这些新兴的戏是非常多样，而一些有许多共同之处，在其他地区建立了页岩次，其他人带来了独一无二的地质和工程挑战。迎接这些挑战，重要的是，证明新的探索和发展，可以转移到其他地区的技术。本文的目的是刻画在黑勇士盆地冲断带的阿拉巴马州阿巴拉契亚页岩天然气的潜力，并强调所面临的挑战勘探和开发。
黑勇士盆地是晚古生代前陆盆地，形成毗邻阿巴拉契亚和沃希托（托马斯，1977年，1988年）造山带关头。该盆地可定性为西南倾homocline是由很多（图2）正断层破碎。阿巴拉
契亚褶皱和逆冲断层罢工东北部和沿东南缘的homocline叠加。
图1. -广义地图显示在阿拉巴马州的页岩气发展区的位置。
该盆地是阿拉巴马州岬上发展起来，这是一个突起的平台，劳伦大陆，在晚前寒武纪，寒武纪Iapetan裂谷形成。沃希托造山运动发起沿西南海角在密西西比时间（托马斯，1977）的保证金。黑武士能够被认为是主要是沃希托前陆盆地，和阿巴拉契亚推力和泥沙量没有侵犯该盆地早期宾夕法尼亚直到时间（Pashin，2004年）的东南部。
阿巴拉契亚冲断带隔开的阿巴拉契亚造山带的结晶internides黑勇士盆地轻轻倾斜地层。冲断带的变形是由前寒武系碳酸盐岩造山带通过密西西比年龄和上密西西比和下宾夕法尼亚年龄（例如，托马斯，1985年，托马斯和Bayona，2005年）synorogenic碎屑岩（图3）。冲断带弱超脱于寒武系页岩，结构形式，反映了激烈的前造山碳酸盐岩和碎屑岩弱synorogenic通过正面和侧面推力坡道cratonward运输。
页岩气勘探是在阿拉巴马州范围从寒武纪到密西西比年龄（图1）地层。寒武纪地层正在探索在阿巴拉契亚冲断带（图3），这是最古老的地质世界页岩气在发挥康纳索加形成。泥盆纪页岩中有潜在的阿巴拉契亚冲断带和黑勇士盆地，生产已在泥盆纪时代的查塔努加页岩
（图4）凡有正面阿巴拉契亚结构变形的黑勇士盆地homocline成立。
图2. -结构性的塔斯坎比亚石灰石黑勇士盆地阿拉巴马州
（从Pashin，1993年修订）的顶部轮廓图。
在尼尔页岩是密西西比上游年龄弗洛伊德页岩一个富含有机物的沉积。本尼尔一直被公认为主要烃源岩，记在黑勇士盆地砂岩储层的常规（例如，Telle等，1987;。卡罗尔等人，1995年），并已在最近的密集页岩气勘探主题年。以下各节概述了在阿拉巴马州的每一个页岩气发挥基础地质，以及中正在开会率达到生产的经济技术面临的一些挑战。本尼尔一直被公认为主要烃源岩，记在黑勇士盆地砂岩储层的常规（例如，Telle等，1987;。卡罗尔等人，1995年），并已在最近的密集页岩气勘探主题年。以下各节概述了在阿拉巴马州的每一个页岩气发挥基础地质，以及中正在开会率达到生产的经济技术面临的一些挑战。
康纳索加页岩
的气体在2005年的阿巴拉契亚推力自治领勘探与生产，形成公司带康纳索加发现，是一个具有里程碑意义的事件，不仅是因为它首次从阿拉巴马州页岩商业天然气生产，但因为它是最古老的地质和最复杂的泥页岩地层结构从中天然气生产已经建立。不同于其他的康纳索加气页岩在几个方面。生产薄互层岩性为页岩，泥晶灰岩，可以容纳超过3％的有机碳总量。
图3. -结构构造增厚截面显示在阿巴拉契亚冲断带康纳索加组 （托马斯和Bayona，2005年修改）的页岩气的质量。
图4.区域地层对黑勇士盆地泥盆系，密西西比显示查塔努加页岩和弗洛伊德
（尼尔）页岩（从Pashin，1994年修订）地层剖面。
该康纳索加是中寒岁，可作为一个变浅，upwa页岩的遗产继承的垂直传递到一个斜坡碳酸盐岩内一系列广泛的特点。在SH沉积在外部坡道，并在最厚的页岩，在香格里拉成立前寒武纪基底寒武纪Iapetan rifiting地堑（托马斯等人。，2000）。
该康纳索加页岩相是弱者lithotectonic单位主办的阿巴拉契亚冲断带在阿拉巴马州（托马斯，2001年，托马斯和Bayona，2005年）基础支队部分（图3）。页岩已经加厚到该构造被解释为巨大的页岩复式，或mushwads由托马斯（2001）背形栈。在地方，页岩厚度超过8000英尺，而页岩complexly折叠和露头尺度故障。
表面测绘和地震勘探显示，至少有三个康纳索加antiforms在阿拉巴马州阿巴拉契亚山脉（图5）保存。勘探主要集中在对加兹登背形，这在圣克莱尔县的东南部和埃托瓦部分。
该Palmerdale和Bessemer antiforms构成了伯明翰背斜的核心。该Palmerdale和Bessemer结构覆由脆性寒武奥陶系碳酸盐岩薄屋顶，Conasauaga页岩相接触本地。该Palmerdale结构是在伯明翰大都市区的中心，因此可能难以发展，而西南部的贝塞麦结构的一部分，在农村地区，而且可能是一个更具吸引力的勘探目标。附加厚的页岩机构可能被掩盖在下面的浅罗马切诺基和东北埃托瓦县（马赫，2002），或许在格鲁吉亚（Mittenthal和哈利，2004年）邻近部位的推力表。
对康纳索加天然气资源的开发还处于早期阶段，已钻18口井，13口井的活跃，大卡诺河场已被确立为国家的第一个页岩气田。发展面临的主要挑战是钻井和完井。井向西北大幅偏离，它反映了主要的沿东南缘康纳索加加兹登结构形成东南倾斜。小规模变形有助于钻井难度，一些断裂带高度与气体的压力。页岩的薄互层和泥晶灰岩，可与液体反应，因此必须谨慎行事，避免在钻井过程中形成和完成的损害。该井的生产性能差异很大，运营商正在调查通过水力压裂等钻井和完井技术，优化生产方法。
泥盆纪页岩
天然气生产已经从自20世纪，但在阿拉巴马州的天然气从泥盆纪页岩生产潜力的早期泥盆纪页岩是刚刚开始实现。两个地层间隔中的黑勇士盆地冲断带泥盆纪的阿巴拉契亚节准。行动是在查塔努加页岩，这是一个非常普遍的黑色页岩单位，相当于探明天然气在美国俄亥俄州阿巴拉契亚盆地页岩，对密歇根盆地安特里姆页岩和页岩的Arkoma盆地伍德福德页岩地层进行。潜力也存在于预查塔努加在阿巴拉契亚泥盆纪地层冲断带的互页岩，灰岩，燧石厚的部分。
在查塔努加页岩（图4）是在广泛和黑勇士盆地已被列为富油页岩的形成（Rheams和尼瑟，1988年）审议。在查塔努加坐在窗口内的热解气体在黑勇士盆地多（卡罗尔等人。，1995年），从而可能包含天然气重要前景。通过查塔努加disconformably overlies的泥盆系奥陶系，以及不相适应的时间价值增加向北（基德，1975年，托马斯，1988）。在查塔努加是大幅下覆密西西比莫里页岩，这是常见的厚度小于2英尺，而莫里又覆由泥晶佩恩堡硅质岩。在阿拉巴马州的查塔努加页岩沉积dysoxic显然潮下到缺氧环境，可作为阿卡迪亚前陆盆地（如Ettensohn，1985年）克拉通考虑延期。
一种等厚图表明，在查塔努加的厚度差别很大的黑勇士盆地内（图6）。该页岩厚度小于10英尺，并在当地的拉马尔，老佛爷和皮肯斯县，这是传统的石油和天然气生产黑勇士盆地大部分地区主要缺席。由于这个原因，查塔努加并没有被认为是对传统石油和天然气藏在这一领域的主要烃源岩。该页岩厚度超过30皮带，延伸到西北，从布朗特县富兰克林和科尔伯特县脚。一个突出的沉积中心，开发沿线塔斯卡卢萨和格林县盆地西南缘。在这里，页岩始终厚30英尺，是局部厚度超过90英尺。
Geomet，法团已开始在查塔努加页岩开发天然气资源，在布朗特和克尔曼之间县1600和2100英尺的深处。从垂直井初期产率高达160立方英尺，这表明巨大的经济潜力在这方面存在高。有趣的是，Geomet的业务是在查塔努加不远的地方沿塞夸奇背斜，这是一个补给区的水文暴露。水文补给造成重大后期在密歇根盆地安特里姆页岩生物气藏（马天尼等人。，1998），和晚期生物气已确定的沿煤在阿拉巴马州（Pashin阿巴拉契亚额叶结构， 2007年）。在查塔努加页岩在某些方面类似的沃思堡盆地Barnett页岩，它是一种富含有机质的黑色页岩厚，机械硬石灰石单位，可以帮助限制在页岩（希尔和贾维，2007年界引起hydrofractures ;大风等，2007）。。由于查塔努加是比较薄，水平钻井控制压裂可最大限度地提高生产速度相结合。
在格林县，眼电图资源，成立以来，钻一井（贝恩-瑟里奇36-9＃1），达到了九千五百一十四英尺总深度和遇到的一个厚厚的，无名互层页岩，石灰岩泥盆纪继承A的主要油气