在区域热演化史研究方面，选择典型地区、以2-3个典型井位或剖面为基础，恢复古地温梯度，结合沉积、构造和岩浆活动历史分析，分析盆地古生界埋藏史和热演化史，结合构造演化，建立构造-热演化模型。
在构造抬升对页岩气含气性能影响研究，将借鉴煤层气的相关理论和不同成熟度页岩的吸附模拟实验及数值模拟等手段，从页岩储层在构造抬升过程中异常压力的成因机理入手, 通过构造抬升过程的定量模拟研究, 分析储层压力在整个构造抬升过程中的动态演化过程，评价构造抬升造成的页岩气散失；通过模拟压力变化，研究构造演化过程对页岩吸附量和饱和度的影响。
(4) 深层页岩储集物性及含气性
针对盆地深层高温压条件，主要通过模拟实验，结合地质样品，对比研究深层页岩有机质和粘土矿物显微孔隙结构、孔隙率、页岩气赋存状态及随压力梯度的变化，研究水、CO2、烃类与矿物的反应及对储集物性的影响，评价深层页岩的含气性。具体技术途径如下：
① 运用Paterson气体介质高温高压流变仪，结合高压原位Raman和高压原位同步辐射角色散X射线衍射仪，研究高压-超高压状况下页岩干酪根和粘土矿物组成等岩石物性特征和随压力梯度的变化；
② 通过系列模拟实验研究深层高温高压条件下页岩烃类与无机成分之间的后成岩反应等对岩石储集结构的影响、以及超临界流体对甲烷吸附容量的影响。
③ 运用高压-超高压吸附仪研究不同类型页岩、页岩干酪根、粘土矿物、页岩微裂缝隙等储集结构的甲烷气体吸附解吸附性能，建立压力范围在200至700 bar页岩不同组成单元甲烷气体吸附解吸附性能和等温吸附平衡曲线，以此来模拟研究2000 至7000m埋深范围页岩气吸附和脱附性能。
④ 通过不同系列页岩和干酪根样品的吸附实验，研究高温高压条件下页岩气的赋存形式及其随压力梯度的变化。 （5）南方古生界页岩气资源潜力评价 研究工作分四步实施：
① 通过国内外文献资料调研，对比分析主要页岩气资源潜力评价方法的特点及应用条件；研究我国南方古生界页岩的地质地球化学特点，从地质与地球化学等方面与美国页岩气盆地进行对比，优选适合的资源潜力评价方法。
② 确定页岩气评价的限定指标，包括TOC下限，Ro范围、页岩最小厚度等一系列参数。主要是根据本项目相关研究成果及页岩气含气实际分析数据，结合国外勘探开发实际数据与经验，有针对性的提出上述各项限定指标。
③ 确定有页岩气资源潜力的页岩的地质地理分布。对我国南方古生界页岩的展布与地球化学成熟有大量的研究成果，可作为面上资料，再选择几个有代表性的剖面进行精细的地质地球化学分析，从点到面圈定有效的页岩分布。
④ 页岩气资源潜力评价。根据优选适合的资源潜力评价方法、确定的地球化学限定指标、页岩典型含气数据，模拟计算页岩气总资源量、不同时代地层（上二叠统暗色页岩、下志留统暗色页岩、下寒武统）页岩气资源量、不同区块、不同埋藏深度页岩气资源量，预测有利的勘探开发区。
（6）南方古生界典型区块页岩气勘探潜力评价
本项目选择的典型区块是中国海洋石油总公司获得的上、下扬子古生界页岩气区块。按如下技术途径开展研究：
①以现有和新采集的地震资料为基础，结合典型野外地质剖面的详细调查，综合应用钻井、测井、地震、地质和分析化验资料，研究上扬子区古生界页岩形成的构造背景、沉积演化特征及其控制因素，构建南方古生界典型区块重要构造事件背景下层序地层格架中的黑色页岩发育模式，揭示沉积环境与页岩发育的关系，明确典型区块页岩分布范围和厚度及各层段分布规律。
② 运用X—衍射、阴极发光、扫描电镜等分析技术，查明页岩矿物组成、组构特征、变质程度、孔隙结构特征和储集空间类型和分布特征；通过岩石力学测试并与高分辨/微地震资料、测井资料相结合，揭示裂缝发育规律及成因机制，通过与美国页岩气储层特点比较性研究，建立页岩储层缝孔识别技术方法和评价标准；结合所获得的点面资料，评价页岩储集特点，预测高效页岩储集分布。
③ 以课题1－5凝炼的页岩气评价的理论与方法为指导，从页岩有机质丰度、热演化、厚度、埋深、页岩强度、页岩储层的结构及页岩吸附气量等方面，评价资源量和勘探潜力；综合上述相关资料，进行页岩含气量分布的工业成图，圈定页岩气富集区带，进而确定勘探靶区；
④ 在上述研究的基础上，可进一步根据钻探需求，在有利的勘探靶区，开展页岩气层测井评价和高效测试方法的先导研究。 3.可行性分析
页岩气赋存于烃源岩中，属于残留烃，页岩气评价与烃源岩评价具有相似性，但各有侧重。根据美国页岩气多年勘探实践，地球化学方法（尤其是有机地球化学方法）是页岩气评价的基本方法。中国科学院广州地球化学研究所、南京大学、兰州大学、中国科学院地质地球物理研究所兰州油气研究中心等项目参加单位在石油天然气地球化学、岩石矿物地球化学方面具有国内领先的科研设备，可作为页岩气的研究的基本条件。页岩气的储集空间主要是纳米级孔隙，吸附态气的赋存机理非常类似于煤层气。评价其含气性、研究其赋存富集机理，需要专用的仪器设备。中国科学院广州地球化学研究所在“十一五”期间，在实验平台上进行了前沿性布局，引进并改造了PCTPro-E&E高压气体吸附分析仪（法国），建设了先进的生烃、排烃动力学实验室。中国矿业大学是我国研究煤层气综合实力较强的实验室，拥有研究页岩孔隙结构与储集特性分析的设备，如： 9310型压汞微孔测定仪、Autosorb-1型比表面积孔径测定仪、剪力仪（SJ-1A）、岩石高频谱测试仪（TH8201）、自主研发的岩体三轴试验机。此外， 项目课题组还将自行研制可施压高达70MPa的气体吸附仪，用于深层页岩含气性研究。这些专有仪器设备为本项目在页岩气赋存富集机理研究方面取得突破提供了的重要的技术条件。
项目承担单位中国海洋石油总公司在扬子地区获得了页岩气矿区权, 并已着手部署地震资料采集，启动先导性实验，计划2011－2012年内钻5－8口探井配套开展相关的综合研究，建设先导性实验基地，是本项目研究的示范地区。2010年中海油分别对Chesapeake公司Eagle Ford页岩和Enduring公司Eagle Ford页岩油气等项目进行了评价，并购入Chesapeake公司Eagle Ford页岩油气项目(Eagle Ford Shale Project)共33.3%的权益。为开展与美国页岩气盆地对研究提供了条件。项目其它各参加单位，在四川盆地生烃、成藏研究方面有多年研究历史，积累了大批古生界烃源岩样品与相关分析资料，并可通过项目合作、露头剖面等多种方式进一步获得为本项目所需的样品与资料。因此，本项目对于我国南方古生界页岩气的研究具有获得样品与相关地质资料的条件。
本项目由中国科学院广州地球化学研究所、中国海洋石油总公司下属的研究中心与湛江分公司、南京大学、兰州大学、中国矿业大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中国石油大学（北京）等单位共同承担，组成了一支精干的团队。具有开展页岩气基础理论与方法研究的实力。
因此，本项目凝炼的科学问题准确，承担单位具备开展相关工作的条件，有相当好的前期工作基础，具备取得重大突破的关键条件，可望在我国南方古生界页岩气赋存富集机理与资源潜力评价的基础理论研究方面取得重大突破。 4.创新与特色
本项目的研究内容紧密围绕与我国南方古生界页岩气资源潜力评价相关的关键科学问题，具有国际前瞻性，并体现中国本土特色；在技术思路上，紧抓重点，采用多学科结合，具有明显的创新；在研究方法上，将采用各种先进分析技术手段，结合自主研发技术，形成本项目的技术优势。本项目的创新与特色具体说明如下：
（1）我国南方古生界页岩有机质热演化程度很高（Ro一般在2%－4%），主体超过了美国页岩气盆地的成熟度范围（Ro一般在1%－2.5%），而且受到印支、喜马拉雅期构造运动的强烈改造作用。这种经历多期构造运动和高演化状态下的页岩的储集性能、含气性特征及其成因机制在国内外几乎未涉及，而这些问题是我国南方古生界页岩气资源潜力评价必须解决的关键科学问题。开展复杂构造改造条件下页岩气的保存研究，针对了我国南方古生界的特殊性，将丰富页岩气形成与保存的地质理论。
（2）开展深层（3000－7000m）页岩含气性相关研究是目前国际上尚未广泛开展领域，对于我国南方古生界页岩气资源潜力评价及勘探开发有潜在的实际应用价值，研究目标和内容不仅具有国内领先性，也是国际前瞻性的研究课题。
（3）采用多方法、多手段综合描绘富有机质页岩纳米级孔隙类型、孔隙度渗透率与有机质特性、无机矿物组成的量化关系，为页岩气气藏描述提供了理论与方法。这方面的研究在国外刚刚起步，在国内具有领先性。
（4）在技术手段方面，本项目具有明显特色与先进性。如：使用自主研发的生排烃动力学实验装臵，模拟页岩气的生成与保存；应用高分辨扫描电子显微镜、透射电子显微镜、压汞微孔测定仪（9310型）、比表面积孔径测定仪（Autosorb-1型）、剪力仪（SJ-1A）、岩石高频谱测试仪（TH8201）测定页岩孔隙（包括纳米级孔隙）结构特征、研究页岩气赋存机理；应用自主研发的岩体三轴试验机，模拟页岩渗透性，模拟页岩气系统中能量动态平衡，探讨页岩气富集规律。此外， 本项目正在研发的超高压气体吸附仪（温度可高达200℃，压力可达70MPa）, 可
模拟深层页岩甲烷气体吸附/解析附行为；应用自主研发的紫外灯电离源飞行时间质谱仪（烃类检测精度可达40ppb）经进一步改进可进行游离烃在线定量测定，剖析页岩气赋存机理；应用U-Th/He低温热年代学技术，恢复盆地受热历史。这些技术手段的综合,形成了页岩气研究的先进技术平台。 5．课题设臵
根据上述总体研究思路和技术路线，围绕拟解决的关键科学问题、主要研究内容和总体目标，本项目共设臵了6个课题。
课题一：页岩气形成与含气性的影响因素研究
研究目标：建立气体组成、页岩含水饱和度、温度和压力与气体保存量的关系，提供页岩气保存量的地质模型；建立有机质特性、成烃演化与有机质纳米微孔形成的关系，提供页岩气生气强度模型； 建立粘土矿物和脆性矿物特性与沉积、成岩和成烃作用的关系，提供页岩气保存方式（游离、吸附）模型；结合页岩气生成量、保存量和保存方式模型，量化各种因素对页岩气含气性的影响，为页岩气原地气体保存量预测提供方法和理论依据。
研究内容：以我国南方古生界页岩气主控因素为核心科学问题，重点开展四个方面的研究：① 气体成因、来源和组成对页岩含气性的影响，包括古生界富有机质泥页岩气体地球化学特征；气体录井、新鲜岩石密封脱气、岩石密封破碎脱气与页岩气保存量研究；富有机质页岩生气量模拟研究; 吸附气和游离气的地质记录研究；② 有机质特征对页岩含气性的影响研究，包括古生界富有机质页岩有机地球化学特征; 富有机质页岩生气史分析;富有机质泥岩页岩纳米级孔隙形成与成烃演化；③ 矿物对页岩含气性的影响研究，包括古生界富有机质泥岩矿物成分、岩石类型及来源研究；富有机质泥岩孔隙度、渗透率和矿物组成的关系；④ 页岩含水性对页岩气保存的影响研究，包括湿度、温度和压力对富有机质页岩对气体的吸附模拟；干酪根（疏水单元）和粘土矿物（亲水单元）润湿性；气体吸附与孔隙大小和结构关系研究；在综合的基础上，量化各种控制因素包括有机质的丰度、类型和热成熟度、粘土矿物的类型、脆性矿物的类型和含量、页岩的含水饱和度、温度和压力与页岩含气性的关系，评价页岩气的主控因素。
课题负责人：张同伟
主要学术骨干：张铭杰，胡沛青，妥进才，王永莉