如何探寻页岩气宝藏

2020.11.02 中国矿业报   

作者：中国地质调查局油气资源调查中心  林拓

页岩气是主要存在于页岩地层中的非常规天然气，页岩气在地底下的页岩地层中生成和赋存，那么我们的地质学家是利用什么方法来探寻这种能源宝藏呢？目前我国页岩气勘探的主要方法包括野外地质调查、有机地球化学实验分析、地球物理勘探、页岩气钻井等，这些勘探手段紧密结合，发挥各自优势，才能最终发现页岩气。

野外地质调查就是通过调查地表出露的页岩，来推断地下页岩地层发育情况，这是一种通过地表推断地下的基本地质调查方法。罗盘、地质锤和GPS定位仪器是野外地质调查必不可少的地质工具，利用这些工具对页岩及相邻层位的露头和剖面进行观察、测量和定位，记录相关的区域构造和地层沉积等地质信息标志，对相关的岩石样品进行采样。此外，还可以通过页岩层系相邻的岩石露头及其产状，来初步判断页岩气的埋藏深度和保存条件。

有机地球化学实验分析就是利用野外地质调查采取的页岩样品，在实验室对其进行有机地球化学测试分析，来判断页岩是否具备页岩气生成的物质基础。有机质类型、有机质丰度和有机质成熟度是主要测试分析项目，用来推定页岩气属性、页岩生烃过程和生气能力。有机地球化学实验分析在页岩气勘探阶段非常重要，通过有机地球化学数据可以判断页岩发育地区是否具有页岩气富集的基础物质条件，也是页岩气有利区优选和资源评价工作的基本参数。

地球物理勘探是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件。由于页岩地层在密度、弹性、导电性、磁性、放射性以及导热性等方面与其他岩层具有较大的差异，使得地球物理勘探可以很好地识别地下页岩地层发育的情况及其相关的构造特征，相当于给地球内部做了个透视，为发现页岩气提供了重要的依据。在页岩气勘探中主要运用的地球物理勘探包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探。其中电法勘探利用不同岩石的导电性差异来了解地下电阻率较低的页岩地层发育情况；地震勘探是通过爆炸的方法将地面人工激发的能量以声波方式传向地壳深部，利用地面检波器获取声波在不同岩性变化面、地层接触界线或断层界面的反射信息，来判断地下页岩层系的分布和形态结构。

页岩气钻井就是在野外地质调查、有机地球化学分析、地球物理勘探等基础上并结合地表工程条件确定井位后，对地下数千米的页岩气宝藏进行探寻的最重要和最直接的手段。钻井过程中钻头不断钻入地下形成地面与页岩地层的连续通道，当钻至页岩地层时，就需要将页岩岩心从地下取出，而岩心直接反映了页岩气是否富集等重要信息。通过将岩心置于清水中进行浸水试验，可以判断页岩中气体含量的多少；对收集的气体进行成分分析，可以了解气体的主要成分等特征。

在钻井过程中，除了直接的岩心含气量信息外，如在钻井泥浆循环过程中槽面见有气泡，或者气测录井数据异常增高，这些信息都告诉我们，我们发现了页岩气这种能源宝藏。

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