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地质异常找矿理论在页岩气勘探中的应用

时间:2022-12-09 18:15:08 来源:网友投稿

摘要:页岩气作为一种特殊的天然气,具有分布广、开采寿命长等特点。为了缓解我国天然气供应压力,需要加快对页岩气的勘探进程。传统勘探方式已经难以适应当前勘探事业发展趋势,而地质异常找矿理论凭借自身高效、全面等优势,能够对页岩气进行实地调查和分析。本文将从我国页岩气勘探发展现状入手,并分析地质异常找矿理论概念及其原理,最后提出其在页岩气勘探工作中的应用策略。

关键词:地质异常找矿理论;页岩气;勘探;应用

前言:近年来,我国城市化进程加快,且工业领域发展迅速,对天然气需求越来越多。页岩气中具有丰富的天然气,在一定程度上满足了我国天然气需求。勘探作为页岩气开采的重要环节,勘探效果高低直接影响开采工作水平。当前地质异常找矿理论作为一种先进的勘探理论,在页岩气勘探工作中的应用,不仅能够帮助勘探工作人员全面掌握地质情况,还能够根据页岩气的聚集特点制定针对性开采计划,从而推进我国页岩气勘探工作进一步发展。因此加强对地质异常找矿理论在页岩气勘探中应用的研究具有积极意义。

1、当前我国页岩气勘探发展现状

页岩气蕴藏在富含有机质的泥页岩中,是一种超低空、超低渗的非常规天然气,相比较其他能源来看,它具有的特殊微观结构,特别是在特定条件下,将会以游离的状态存在于粒间孔隙当中,或者吸附在干酪根等表面,并溶解于其中,具有极高的经济[1]。现阶段,相比较国外发达国家来看,我围页岩气产业发展水平较低,且技术体系尚处于发展阶段,对于资源的开发效果都不尽人意。

由于油气资源具有特殊性,其在我国属于垄断产业,基本掌握在我国三大石油公司手中,而接触页岩气开发的企业缺少自主创新技术,专业性、技术性较为薄弱,难以满足现代勘探需求。随着清洁能源需求日渐增长,页岩气开发受到社会广泛关注,加之页岩气资源的开发能够带动钢铁、水泥等相关领域的快速发展。因此未来页岩气勘探及开采产业具有广阔的发展前景。

2、地质异常找矿理论概念及其原理

所谓地质异常,是指一些地质受到白身结构、成分及序次等方面的影响,与其周边环境存在一定差别的现象。矿床的形成是由于地球中各类元素在地球运动及发展过程中,通过多个环节积累和沉淀而来。而受到各个因素之问存在一定差别,促使地质在各种差异综合影响下出现地质异常现象。地质异常找矿理论的关键在于研究好致矿的地质异常,这些致矿的地质异常区域往往是我们熟知的成矿可能地段。与此同时,在各类方法界定的专属致矿地质异常区域基础上,进一步结合更多直接或者问接的找矿信息,能够最终确定页岩气所在位置。

一般来说,矿床形成是背景与局部控矿因素共同作用下的产物,对此控矿因素应进行等级划分,形成一个完整的控矿系统。矿产勘探过程,就是对控矿系统当中控矿因素进行有序排列、发现其中规律的过程。如果忽视控矿层次性特点,将会违背控矿因素之间的联系,影响对矿产资源的勘探及开采效果。而这种层次控矿还具备一定条件性,简而言之,前因素是后因素的前提和基础,或某一因素的存在,极易弱化另一因素的作用。因此在构建找矿模型过程中,需要对组合变量、综合变量进行概率估算,以此来提高勘探工作科学性。

3、基于地质异常找矿理论,提高页岩气勘探有效性的策略

上文已经阐述页岩气聚集特点,主要受到背景与局部因素的共同影响。对此在勘探工作中引入该理论具有积极意义,具体可以从以下几个方面人手:

3.1加强对地质异常序列的研究

页岩气聚集的形成需要建立在一定基础之上,而这些因素构成了页岩气聚集的重要因素,对此.我们在勘探工作开始之初,应对地质异常实际情况进行调查和研究,为后续工作顺利开展奠定坚实的基础。

第一,背景地质。减然,背景异常受到范围、尺度的影响,对页岩气形成产生的影响较小,但是仍然不容忽视。一般情况下,页岩气的背景地质异常表现在地层必须是沉积地层,与其时代关系较小,且必须具有泥頁岩发育。而在占环境、古地理中,其表现也不尽相同[2]。在实践中,由于背景地质异常研究具有概括性,因此地质工作者可以调查其分布区段,并将此作为基础,确定页岩气勘探远景区域的划分和确定。

第二,聚集地质异常。页岩气聚集地质异常衡量标准是页岩的厚度、有机碳含量等。相关研究表明,页岩气的形成要求页岩厚度要达到15m以上,当前我国页岩气聚集的页岩厚度均在20m以上,具有较好的勘探和开采基础,且埋藏深度、有机质成熟度等因素对页岩气产生的影响较小,能够显著提高对聚集地质异常特点的研究效果。

第三,综合异常。所谓综合异常,是指中大尺度、与其聚集含气量等相关的地质、地球物理等方面的异常。通过了解综合页岩气聚集地质异常,能够更好地确定页岩气勘探目标。具体来说,温度影响吸附气体含量,温度越高,吸附能力越低;而压力越大,页岩气含量也越大。如圣胡安盆地Lewis页岩气聚集具有异常低地层压力梯度,为4.89kPa/m,其吸附的天然气含量达到了89%。而福特沃斯盆地压力梯度仅为12.20kPa/m,其吸附的天然气含量在40%~50%之间,含量较少。由此可见,掌握综合异常,能够更好地指导勘探工作,明确页岩气地质状况。

3 2确定勘探远景区段

勘探是一项系统性工作,除了落实上述基础工作,还需要确定勘探范围。页岩气勘探远景区的预测,是指在页岩气各类地质异常基础情况之上,划定勘探范围,其中对于背景地质标准的应用较为普遍。自上个世纪五十年代至今,我同重视对地质调查及勘探事业的关注,且多个地质学家积极参与其中,并确定了沉积盆地与泥页岩发育两项指标,为预测工作提供支持。目前,我国页岩气勘探远景区段主要有南方、华北——东北、西北等区域,同时在区段确定过程中,强调了页岩气勘探的关键层系。

3.3重视有利聚集区与目标区段的确定

顾名思义,有利聚集区的确定应当建立在聚集地质异常基础之上。通常情况下,主要南页岩厚度、有机碳含量两项指标来确定。如对于南方预测区来看,主要南川南、黔北、湘鄂三个地区。

而对于目标区段的圈定,主要是借助综合异常空间特点及其分布实际情况,完成区段的圈定目标。由于综合异常地质确定指标较多,受到自然因素的影响,导致其指标数据不存在连续性。对此在页岩气勘探过程中,务必要充分利用与之相关的地球化学、物理异常等指标确定目标区段,以此来提高预测科学、准确性。

3.4划定商业聚集区

页岩气商业聚集区划定作为重要环节,其是建立在商业地质异常空间特点基础之上,页岩气聚集商业地质异常指标是页岩气储量、页岩脆性及其产能。由于其具有动态性特点,在一定程度上增加了勘探难度。随着地质勘探技术水平不断提升,相对应的门槛值将会呈现下降趋势[3]。由于商业聚集区的划定与其工业生产紧密相连。对此为了实现我国能源资源连续开发,应在上述有利聚集区等范围中尽快确定商业聚集区段等,以此来保障我国工业生产可持续发展。

结论:

根据上文所述,地质异常找矿理论作为一项综合性理论,其具有的高效、层次性等优势,在页岩气勘探工作中的应用,不但能够有效确定各类异常范围,还能够为勘探工作提供科学依据。因此面对发展越来越快的勘探工作,我们要清楚的认识到当前勘探工作的严峻及紧迫性,加大对勘探技术的研究力度,允分挖掘我国页岩气能源,从而为我国经济发展提供源源不断的能源支持。

参考文献:

[1]卢洁瑾,王成,席蕾.地质异常找矿理论在东天山康古尔塔格——黄山断裂带的应用[J].新疆有色金属,2011,(S2):53-56

[2]赵鹏大.李桂范,张金川.基于地质异常理论的页岩气有利区块罔定与定量评价——以渝东南地区下志留统龙马溪组为例[J].天然气工业,2012,(06):1-8+103

[3]夏一军,胡向阳,魏水健.页岩气勘探开发中地球物理技术的应用[J].地球物理学进展,2015,(04):1798-1803.

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