第1章　绪论

1.1　页岩气研究及勘探开发的意义

随着经济的飞速发展，世界各国对煤炭、石油、天然气等能源的需求量逐渐加大，能源危机日益加剧。如今，包括页岩气在内的众多非常规的新型能源的开发水平相比过去有了较大程度的提高，其在能源领域逐渐占据重要的位置。例如美国本土领域内页岩气的大范围开发，对优化美国能源结构、解除能源对外的依赖性、缓解能源资源危机起到了重要的作用。在我国，页岩气的勘探开发前景良好，如四川盆地的龙马溪组以及筇竹寺组页岩气资源量就能够达到6.8×1012 m3至8.5×1012 m3左右，勘探开发前景良好[1-3]。

渤海湾盆地作为中国东部区域主要的含油气盆地之一，是值得关注的天然气勘探新领域。济阳坳陷、黄骅坳陷以及下辽河坳陷都是油气比较聚集的区域，区域内的泥岩居多，且颜色多为深灰色和暗色为主，大部分属于古近系的沙河街组地层；且在沙一段、沙三下段以及沙四上段等层位大量发育页岩[4，5]。其中沙四上亚段的烃源岩主要分布在济阳坳陷内的东营凹陷，页岩厚度最厚处约120m，最薄不低于40m；沙三下亚段的烃源岩在济阳坳陷内均匀分布，页岩厚度最薄约为150m，最厚不超过200m；沙一段的烃源岩基本处于沙一段的下部，页岩厚度最薄约50m，最厚处约120m。沙四上亚段和沙三下亚段的有机碳（TOC）含量分别为1.5%～10.0%以及1.0%～9.0%，最高含量分别可达18.6%以及10.5%；沙一段TOC频率最大值为11.6%，平均分布在2.0%～5.0%。三套页岩的有机质类型大部分以腐泥和偏腐泥混合型为主，有机质类型较好；沙三下亚段以及沙四上亚段的页岩大部分处于成熟演化阶段，仅有少部分进入高成熟演化阶段，其镜质体反射率（Ro）含量在0.5%～1.9%，沙一段主要还处在低成熟甚至未成熟阶段，Ro含量处于0.3%～0.7%[5]。通过对济阳坳陷内众多地区多个钻井进行的上述三套页岩发育段进行页岩气测定，结果均显示为较高的异常，为页岩气存在的有力证据，使得在渤海湾盆地范围内进行对比分析成为可行。

张林晔等[5]指出渤海湾盆地具备产生页岩气的物质条件，例如泥页岩在古近系沙河街组中含量较高且分布广泛，有机质含量较高，且为腐泥型-混合型，其成熟度的跨度范围较大；大量走向及角度各异的裂隙在各凹陷的泥页岩中大量发育，经测定，在页岩产出层位出现大量气测异常，上述种种表明渤海湾盆地内部蕴含大量的页岩气资源。

李志明等[6]认为渤海湾盆地东营凹陷内沙三下以及沙四上亚段的页岩矿物组成大致相同，均含有较多的脆性矿物以及较少的黏土矿物，导致裂隙极易产生，便于压裂的同时也便于对页岩气进行开采。同时分析研究得出东营凹陷内的民丰洼陷以及利津洼陷的主洼区是页岩气富集的重要区域。

所以，山东省及渤海湾地区上古生界的地层发育具有良好的页岩气生烃条件，山东省及渤海湾地区上古生界页岩气成藏条件的研究对本区页岩气的勘探开发具有重要的现实意义。

页岩气这种气体能源因其清洁、利用率高的特性而备受关注，其开发对我国具有重要的战略意义。

页岩气的使用在一定程度上能够满足我国日益增长的能源需求，合理优化能源布局，缓解节能减排压力，改善居民的生存生活环境。在充分整理前人成果的前提下，本书对山东省及渤海湾地区上古生界页岩气的生储条件以及页岩的含气性等方面进行了综合分析，明确了山东省及渤海湾地区上古生界页岩气的成藏条件。本次研究对山东省及渤海湾地区上古生界页岩气的勘探开发部署、资源量评价及有利目标靶区的选择提供了重要的理论指导意义。