【正文】 晚古生代鄂爾多斯盆地構造演化出現分異現象，隆起與凹陷并存。石炭紀，鄂爾多斯盆地總體表現為西部斷陷沉降帶、中部隆起帶和東部淺坳帶的構造格局。盆地西部為一斷陷沉降帶，從晚石炭世晚期到早二疊世早期，這個斷陷沉降帶被含煤的海灣 前三角洲 三角洲平原沉積序列依次充填。鄂爾多斯盆地中央古隆起因為周緣海侵而逐漸被掩埋，延長探區(qū)此時進入沉積中心區(qū)，接受了厚度較大的晚古生界含煤系沉積。 3 頁巖氣富集機理及實驗測試 頁巖氣富集機理 頁巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣類型，與常規(guī)天然氣相比，其生成、運移、賦存、聚集、保存等過程及成藏機理既有許多相似之處，又有一些不同點。頁巖氣成藏的生炫條件及過程與常規(guī)天然氣藏相同，泥頁巖的有機質豐度、有機質類型和熱演化特征決定了其生輕能力和時間；在炫類氣體的運移方面，頁若氣成藏體現出無運移或短距離運移的特化泥頁巖中的裂縫和微孔隙成了主要的運移通道，而常規(guī)天然氣成藏除了控類氣體在泥頁巖中的初次運移外，還需在儲集層中通過斷裂、孔隙等輸導系統進行二次運移；在賦存方式上，二者差別較大，首先，儲集層和儲集空間不同（常 規(guī)天然氣儲集于碎屆巖或碳酸鹽巖的孔隙、裂縫、溶孔、溶洞中，頁巖氣儲集于泥頁巖粘王礦物和有機質表面、 微化隙中），其次，常規(guī)天然氣 游離賦存為主，頁巖氣吸附和游離賦存方式為主；在蓋層條件方面，鑒于頁巖氣的賦存方式，其對上覆蓋層條件的要求比常規(guī)天然氣要低，地層壓力的降低可造成頁巖氣解吸和散失。 頁巖氣的成藏過程，和成藏機理與煤層氣極其相似，吸附氣成藏機理、活塞式氣水排驅成藏機理和置換式運聚成藏機理在頁巖氣的成藏過程中均有體現，進行頁巖氣的勘探開發(fā)研巧，可在基礎地質條件研究的基礎上，借助煤層氣的研巧手段，解釋頁巖氣成 藏的特點及規(guī)律。 頁巖氣的成藏和富集是一個極其復雜的地質過程，頁巖氣在主體上表現為吸附和游離狀態(tài)，成藏過程中沒有或僅有極短距離的運移，因此從某種意義 說，頁巖氣藏具有典型的雙重機理?？煞郑硞€主要作用過程：天然氣生成與吸附、膨脹造隙富集到活塞式推進、置換式運移，毎一過程都產生了富有自身特色的氣藏類型。 頁巖氣 地質特殊性 富含有機質的頁巖本身可作為頁巖氣的氣源巖，又可作為儲集層，頁巖氣的賦存方式、成藏機理和成藏過程與常規(guī)天然氣有很大不同，因此，頁巖氣藏具有獨特的地質恃征。 頁巖中的有 機質、粘土礦物、源青質料及裂隙系統和粉砂巖夾層又可作為儲氣層，孔滲性極差的泥質頁巖同時可充當封蓋層 ，頁巖氣的賦存方式和賦存空間的特殊性，決定了頁巖氣藏具有隱蔽性特征和裂縫型圈閉。構造圈閉對頁巖氣藏的形成并不起主導作用，但是一個長期長期穩(wěn)定的構造背景，對頁巖氣聚集可能具有一定的積極作用。泥頁巖的孔隙較小旦不發(fā)育，游離狀態(tài)的頁巖氣主要賦存于裂縫系統中，泥頁巖中的裂縫發(fā)育帶往往是頁巖氣的有利聚集帶，因此，裂縫型圈閉是頁巖氣藏的主要圈閉類型。裂縫產生的原因主要是上文中提到的氣體的連續(xù)生產所產生的頁巖內外壓力差，另外構造作用也是產生裂縫的原因之一。 頁巖氣與煤層氣、常規(guī)天然氣異同點，頁巖氣與其他聚集類型天然氣藏相 比（表 21），頁巖中的天然氣具有成藏機理多樣性特點，天然氣就近聚集，成藏機理復雜，吸附、溶解、活塞式推進、置換式運移均有不同程度發(fā)生，但頁巖內聚集的天然氣僅發(fā)生了初次運移（頁巖內）及非常有限的二次運移（砂質巖類夾層內）。因此，頁巖既是炫源巖又是儲層，具有典型的過渡性成藏機理及＂自生、自儲、自封閉＂成藏模式，弱化了天然氣二次運移的影響，簡化了頁巖氣勘探的研究方法和過程。頁巖氣分布具有地質影響因素多樣性特點 。 表 31 頁巖氣與煤層氣、常規(guī)天然氣異同點 特點 頁巖氣 煤層氣 常規(guī)貯層氣 界定 主要以吸附和游離狀態(tài)聚集于泥 /巖里面的天然氣 主要以吸附狀態(tài)聚集于煤系地層中的天然氣 浮力作用影響下，聚集于貯層頂部的天然氣 天然氣來源 生物氣或熱成熟氣 生物氣或熱成熟氣 多樣化 儲集介質 頁／泥巖及其間的砂質巖夾層 煤層及其中的碎屑巖夾層 孔隙性砂巖 成藏及機理 吸附平衡、游離平巧 吸附平巧 浮力與毛細管力 成窩條件 生氣頁／泥巖、裂縫等工業(yè)規(guī)生氣煤 生氣煤巖、形成工業(yè)聚集條件 疏導體系、圈閉等 運聚特點 初次運移為主成藏 初次運移成藏 二次運移成藏 成藏條件和特點 自生自儲 自生自儲 運移路徑上的圍閉 頁巖氣成藏控制因素分析 等溫吸附模擬實驗 ，等溫吸附模擬法是通過頁巖樣品的等溫吸附實驗來模擬樣品的吸附特點及吸附量，建立吸附氣含量與壓力、溫度的關系模型。使用Langmuir 等溫吸附方程： 式中 V— 吸附量， m3/t； P — 氣體壓力， MPa； VL— Langmuir 吸附常數， m3/t； PL— Langmuir 壓力常數， Mpa VL 描述的是無限大壓力下的氣體積，即飽和吸附量， pL 描述的是氣含量等于二分之一 Langmuir 體積時的壓力。本次試驗共對 15 個野外樣品， 10 個巖芯樣品進行了等溫吸附模擬實驗。測試樣品的等溫吸附線見圖 31， 32。 圖 31頁巖的甲烷等溫吸附 圖 32外剖面樣品的甲烷等溫吸附 影響因素及其變化規(guī)律 頁巖含氣性的影響因素較多，從等溫吸附模擬結果看，頁巖吸附氣量主要受以下幾個方面因素的控制 。 有機碳含量 研究區(qū) TOC 含量整體較高，平均為 %，為好的含氣頁巖。從巖芯有機碳含量和吸附氣含量線性回歸曲線發(fā)現，兩者之間呈正相關關系，擬合系數（ r２）達 （圖 33） ，說明有機碳含量是控制頁巖吸附氣含量最主要的因素。但是由于擬合系數（ r2）還不到１， 表明還有其他因素影響著頁巖吸附氣的含量，如頁巖的礦物組成、頁巖物性等。 圖 33泥頁巖有機碳含量與吸附氣含量關系 有機質對頁巖氣的控制作用主要表現在頁巖氣的生成過程和賦存過程中。具體主要表現在以下三個方面： ，頁巖中有機質是生烴的物質基礎，它決定了頁巖的生烴量，進而控制總含氣量。在一定范圍內，總有機碳含量越高，其生烴潛力就越大，這就意味著可以生成更多的天然氣，為頁巖氣富集提供重要基礎。 有機質由于本身結構特征，對油氣也具有較強的吸附能力，部分頁巖氣就是以吸附態(tài)存在于有機質表面，有機質豐度越高，可被吸附的比表面積就越大，吸附氣含量也就越大。從樣品及露頭樣品的實測結果來看， TOC 含量直接控制著吸附含氣量， TOC 含量越高。吸附氣含量就越高，兩者具良好正相關性，且相關系數高。這一規(guī)律與美國多數 頁巖氣產區(qū)相同，不難得知， TOC 含量是影響吸附含氣量最重要的因素。 除以上較為直接的控制作用外，有機質豐度還控制著頁巖的物理化學性質，并影響頁巖裂縫的發(fā)育程度 (聶海寬， 20xx)。另外，隨著頁巖中有機碳含量的增大，各種微孔隙類型增多、微孔隙度增大，可供天然氣吸附的比表面也增大，頁巖吸附氣含量也隨之增加，同時增加的孔隙空間為頁巖中游離氣含量的提高創(chuàng)造了條件。 有機質成熟度 有機質成熟度與吸附氣量也有一定的關系。分析該區(qū)樣品的 Ro 和等溫吸附模擬結果，對吸附氣含量和 Ro 做線性回歸曲線，當 Ro 在 %%之間時，甲烷吸附氣量與 Ro 呈正相關關系，隨著 Ro 的增加，吸附氣含量也隨之增加 ，Ro 值基本都大于 %，甲烷吸附氣量與 Ro 沒有很明顯的線性關系。這可能是因為當 R