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【摘 要】泥页岩气是以游离或吸附状态存在于泥页岩中的天然气聚集，是一种清洁、高效的新型能源。我国有着丰富的页岩气资源，而辽宁省的泥页岩也广泛分布，因此页岩气的开发利用，为实现经济可持续发展的战略目标将起到重要的作用。
【关键词】页岩气；泥页岩；盆地；有机碳；凹陷；沉积
1.前言
页岩气藏是指主体位于暗色、高碳泥页岩及其夹层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩中，以游离或吸附状态为主要存在方式的天然气聚集（张金川，2004）。页岩气的主要成分是甲烷，是一种清洁、高效的新型能源。页岩气藏是自生自储式成藏，泥页岩既是烃源岩也是储集层。相对于其他能源的开发和利用，页岩气的开发起步较晚，目前，世界上对于页岩气藏的开发以美国最为领先，加拿大其次。据2009年统计，美国的页岩气年产量达到867亿立方米，加拿大也达到70亿立方米。
我国作为世界第二大经济体，高速发展的经济对能源的需求日趋扩大，而且随着一些传统能源资源的不断减少、枯竭，对新型绿色能源的开发利用迫在眉睫。我国幅员辽阔，富含有机质的泥页岩广泛分布，如四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等，具备页岩气成藏条件，资源潜力较大。据专家预测，页岩气可采资源量为25万亿立方米，超过常规天然气资源。近年来，我国已经认识到页岩气资源开发的重要性，加大力度、投入资金研究开发页岩气，相继成立了科研及开发机构，并于2010年5月成功开发第一口气井——方深1井。
辽宁省作为我国的老重工业基地，是缺少能源的省份。目前省内主要能源为石油、常规天然气和煤炭。据专家预测，上述能源在我省境内的储存量有限，有的地方由于多年的开采已近枯竭，难以满足省内国民经济的可持续发展需求。页岩气资源的开发利用，将成为缓解我省能源短缺的重要途径之一，为实现经济可持续发展的战略目标将起到重要的作用。
2.辽宁省泥页岩的分布及特征
辽宁省的页岩气藏是以华北地台为主体的北方型页岩气，具有古—中—新生界页岩发育齐全、沉积迁移特征明显、薄互层变化频率高、沉积相带分隔明显等特点。从沉积類型上看，泥页岩的沉积属于海相～海陆交互相沉积。辽宁省主要含泥页岩岩系地理位置为海陆交互型和内陆型两种，泥页岩系时代为石炭二叠纪、早中侏罗世、早白垩世、古近纪。浑江～太子河赋泥页岩带和复州湾赋泥页岩带的石炭二叠纪泥页岩系为海陆交互型，其余均为内陆型。
辽宁省泥页岩分布广泛，主要集中在下辽河、朝阳、阜新、辽北、本溪等地。按照炭质泥页岩地层的赋存时代，分别为C2、P1、J1、J2、K1、E2。
根据一级大地构造单元等因素，将辽宁省地层区（一级）划分为2个，即南部地层区和北部地层区。南部地层区主要含泥页岩地层为晚古生代，北部地层区主要含泥页岩地层为中新生代。在此基础上，进一步将全省含泥页岩地层划分为5个区块，即下辽河-抚顺地层区、阜新-铁法地层区、朝阳地层区、太子河-浑江地层区、锦州—葫芦岛地层区。
辽宁省含泥页岩地层区划图
在这五个区块中，辽西北为下侏罗世，对应岩性地层为北票组；辽中、辽北为下白垩世，对应岩性地层为九佛堂组、沙海组和阜新组；辽东、辽南和辽西南部为石炭、二叠纪，对应岩性地层为本溪组、太原组和山西组；辽宁境内的郯庐断裂一线为古近纪，对应岩性地层为沙河街组、杨连屯组和计军屯组。
2.1下辽河-抚顺地层区：该区赋存的是新生界含泥页岩地层，包括下辽河盆地的大民屯坳陷、东部凹陷和西部凹陷、沈北地区、永乐地区和抚顺地区。
下辽河盆地为巨厚的断陷盆地沉积，以湖泊相沉积为主，还有冲击扇和三角洲沉积。盆地内沉积了一套由碎屑岩、泥岩、油页岩、砂岩及生物灰岩、火山岩组成的岩系。由于断陷沉积活动持续时间长，地层发育完整，各岩层沉积的厚度较大，因此该地区不仅是辽宁省的石油、天然气埋藏地，也赋存有巨厚的泥页岩层，是页岩气资源的生藏地。该区干酪根类型大多属于混合型（腐殖-腐泥型），根据目前所掌握的地质资料，盆地内的泥页岩层平均厚度在696米。
沈北及抚顺地区为一套湖泊～沼泽相含泥页岩沉积岩系，为断陷型的湖盆沉积。由于冲积扇和三角洲发育，在三角洲平原和湖滨带形成较宽广的泥炭沼泽环境，并随着湖泊的扩大，泥炭沼泽环境也逐渐扩大，在稳定的湖泊逐渐下沉的湖滨三角洲带形成较稳定的泥页岩厚层聚集带，最后为湖泊淹没而保存下来。据统计该区的泥页岩层平均厚度为158米。
2.2阜新～铁法地层区：该区赋存的是晚中生界含泥页岩地层，主要分布于阜新盆地、铁法盆地。泥页岩系具明显的断陷盆地特点，冲积扇、湖泊体系发育，并常伴有河道沉积和小型的三角洲沉积。岩性以火山岩、砂砾岩、泥页岩、煤层为主，特别是九佛堂组、沙海组、阜新组所沉积的泥页岩厚度较大，生、储气条件良好，据统计阜新地区的泥页岩平均厚度为506米，单层最大厚度为109米；铁法地区的泥页岩平均厚度为66米，最大厚度为222米。
2.3朝阳地层区：该区赋存有早、晚中生界含泥页岩地层，主要为下侏罗统的北票组、白垩系的义县组、九佛堂组。其中北票组为朝阳～北票盆地的生油气层系，分布范围广，厚度大，暗色泥岩厚度一般为100～800米，最厚达874米。北票组分为上、下两个层段：下段属河流沼泽和浅湖相沉积，泥岩呈薄至厚层状，富含植物碎片和炭屑；上段属淡水湖沼和浅—半深水湖相沉积，泥岩具水平层理，含少量黄铁矿，富含生物化石。
2.4太子河～浑江地层区：该区赋存有石炭、二叠、侏罗系含泥页岩地层，分布于辽阳至本溪、桓仁一带。在含泥页岩地层中，又以二叠系的太原组、山西组最为发育，全区分布，侏罗系的长梁子组和大堡组只分布于本溪田师傅及马架子煤田。
太原组为主要含炭质泥岩地层，由一套海陆过渡相～堡岛复合体系组成。呈近东西带状分布，范围广阔，潮坪是聚泥页岩的有利场所。岩性主要由深灰色砂岩、粉砂岩、泥岩组成；山西组下部沉积环境与太原组相似，上部为三角洲分流间湾环境下形成的泥炭沼泽，海水常较深。本组以砂岩和泥岩、粉砂岩为主，具韵律结构。两组含泥页岩的平均厚度为82米；长梁子组和大堡组发育于田师傅、马架子等地，主要为河流、湖泊沉积体系，以灰黑色泥岩和粉砂岩为主，夹砂岩、煤层，泥页岩厚度平均为107米。 2.5锦州～葫芦岛地层区：该区赋存的是石炭、二叠、白垩系含泥页岩地层，主要有二叠系的太原组、山西组和白垩系的九佛堂组。该区主要以湖泊相为主的含泥页岩系沉积建造，泥页岩层平均厚度为136米，但是分布范围不均，厚度变化较大。
3.泥页岩气资源评价
通过对全省泥页岩的赋存情况的分析和研究，基本了解了泥页岩的分布范围、赋存地层及厚度变化等因素，结合对页岩气的评价方法标准〔1〕和近年来全省对页岩气的研究开发现状，认为上述5个区块中，根据页岩气资源的地质条件、开采技术条件、泥页岩厚度、面积、埋藏深度等，将潜在资源量分为三类：一类区、二类区和三类区。其中：
一类区：地质条件和开采技术条件好，外部条件和生态环境优越，埋藏深度较深，累计厚度大于400米，泥页岩质量优良。分布在抚顺～下辽河地层区，据初步测算，该区页岩气资源量为55900万立方米。
二类区：地质条件和开采技术条件较好，外部条件和生态环境较优越，埋藏深度在1000米以内，泥页岩层累计厚度大于200米而小于400米，泥页岩质量较优良。分布在阜新～铁法地区，该区页岩气资源量为4600万立方米。
三类区：资源量小，地质及开采技术条件复杂，外部开发条件差，生态环境脆弱，泥页岩质量差或泥页岩层累计厚度小于200米。該区包括太子河～浑江、朝阳、锦州～葫芦岛地区，预测该区页岩气资源量总和为6400万立方米。
由此可见，辽宁省的页岩气资源的84%赋存在抚顺～下辽河地区。特别是下辽河地区，页岩气资源量为54700万米3，约占全省的82%。下辽河凹陷大体经历了从水进到水退的三个沉积旋回，分别沉积了三套富含有机质的泥页岩建造，古近系沙河街组是下辽河坳陷油气的主要源岩层，具有较好的生油、生气的能力。据下辽河地区钻孔统计结果显示，该区泥页岩平均累计厚度为696m。据徐波等〔2〕对辽河东部凹陷的页岩气评价，该区的有机碳含量（TOC）值最高达19.6%，最低也为0.52%，平均约为1.5%，与美国5大页岩气盆地相比并不逊色。为全省的重点泥页岩气开发区域。
4.结语
4.1依据大地构造单元对辽宁省泥页岩地层按沉积特征进行合理分区，将含泥页岩地区划分为五个区块，利于归纳整理和评价。
4.2对各区块的泥页岩赋存情况进行了评述，包括地层时代、形成环境、岩性岩相、厚度等。
4.3收集了不同时期290个地质钻孔数据及相关研究成果，评价了2000米内的页岩气资源分布情况。
4.4确定了泥页岩赋存条件好的重点区域，指出了今后开发的方向。
4.5估算了全省的页岩气的资源量。
参考文献：
[1]吴金平，张宝善，等.页岩气资源勘查评价及开发技术手册[M]，北京：地质出版社，2012，
[2]徐波，李敬含等。辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性平价。石油学报，2011，32（3）045009
作者简介：
洪常久（1964-），男，地质高级工程师，1987年毕业于阜新矿业学院，现从事地质勘探工作。
【关键词】页岩气；泥页岩；盆地；有机碳；凹陷；沉积
1.前言
页岩气藏是指主体位于暗色、高碳泥页岩及其夹层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩中，以游离或吸附状态为主要存在方式的天然气聚集（张金川，2004）。页岩气的主要成分是甲烷，是一种清洁、高效的新型能源。页岩气藏是自生自储式成藏，泥页岩既是烃源岩也是储集层。相对于其他能源的开发和利用，页岩气的开发起步较晚，目前，世界上对于页岩气藏的开发以美国最为领先，加拿大其次。据2009年统计，美国的页岩气年产量达到867亿立方米，加拿大也达到70亿立方米。
我国作为世界第二大经济体，高速发展的经济对能源的需求日趋扩大，而且随着一些传统能源资源的不断减少、枯竭，对新型绿色能源的开发利用迫在眉睫。我国幅员辽阔，富含有机质的泥页岩广泛分布，如四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等，具备页岩气成藏条件，资源潜力较大。据专家预测，页岩气可采资源量为25万亿立方米，超过常规天然气资源。近年来，我国已经认识到页岩气资源开发的重要性，加大力度、投入资金研究开发页岩气，相继成立了科研及开发机构，并于2010年5月成功开发第一口气井——方深1井。
辽宁省作为我国的老重工业基地，是缺少能源的省份。目前省内主要能源为石油、常规天然气和煤炭。据专家预测，上述能源在我省境内的储存量有限，有的地方由于多年的开采已近枯竭，难以满足省内国民经济的可持续发展需求。页岩气资源的开发利用，将成为缓解我省能源短缺的重要途径之一，为实现经济可持续发展的战略目标将起到重要的作用。
2.辽宁省泥页岩的分布及特征
辽宁省的页岩气藏是以华北地台为主体的北方型页岩气，具有古—中—新生界页岩发育齐全、沉积迁移特征明显、薄互层变化频率高、沉积相带分隔明显等特点。从沉积類型上看，泥页岩的沉积属于海相～海陆交互相沉积。辽宁省主要含泥页岩岩系地理位置为海陆交互型和内陆型两种，泥页岩系时代为石炭二叠纪、早中侏罗世、早白垩世、古近纪。浑江～太子河赋泥页岩带和复州湾赋泥页岩带的石炭二叠纪泥页岩系为海陆交互型，其余均为内陆型。
辽宁省泥页岩分布广泛，主要集中在下辽河、朝阳、阜新、辽北、本溪等地。按照炭质泥页岩地层的赋存时代，分别为C2、P1、J1、J2、K1、E2。
根据一级大地构造单元等因素，将辽宁省地层区（一级）划分为2个，即南部地层区和北部地层区。南部地层区主要含泥页岩地层为晚古生代，北部地层区主要含泥页岩地层为中新生代。在此基础上，进一步将全省含泥页岩地层划分为5个区块，即下辽河-抚顺地层区、阜新-铁法地层区、朝阳地层区、太子河-浑江地层区、锦州—葫芦岛地层区。
辽宁省含泥页岩地层区划图
在这五个区块中，辽西北为下侏罗世，对应岩性地层为北票组；辽中、辽北为下白垩世，对应岩性地层为九佛堂组、沙海组和阜新组；辽东、辽南和辽西南部为石炭、二叠纪，对应岩性地层为本溪组、太原组和山西组；辽宁境内的郯庐断裂一线为古近纪，对应岩性地层为沙河街组、杨连屯组和计军屯组。
2.1下辽河-抚顺地层区：该区赋存的是新生界含泥页岩地层，包括下辽河盆地的大民屯坳陷、东部凹陷和西部凹陷、沈北地区、永乐地区和抚顺地区。
下辽河盆地为巨厚的断陷盆地沉积，以湖泊相沉积为主，还有冲击扇和三角洲沉积。盆地内沉积了一套由碎屑岩、泥岩、油页岩、砂岩及生物灰岩、火山岩组成的岩系。由于断陷沉积活动持续时间长，地层发育完整，各岩层沉积的厚度较大，因此该地区不仅是辽宁省的石油、天然气埋藏地，也赋存有巨厚的泥页岩层，是页岩气资源的生藏地。该区干酪根类型大多属于混合型（腐殖-腐泥型），根据目前所掌握的地质资料，盆地内的泥页岩层平均厚度在696米。
沈北及抚顺地区为一套湖泊～沼泽相含泥页岩沉积岩系，为断陷型的湖盆沉积。由于冲积扇和三角洲发育，在三角洲平原和湖滨带形成较宽广的泥炭沼泽环境，并随着湖泊的扩大，泥炭沼泽环境也逐渐扩大，在稳定的湖泊逐渐下沉的湖滨三角洲带形成较稳定的泥页岩厚层聚集带，最后为湖泊淹没而保存下来。据统计该区的泥页岩层平均厚度为158米。
2.2阜新～铁法地层区：该区赋存的是晚中生界含泥页岩地层，主要分布于阜新盆地、铁法盆地。泥页岩系具明显的断陷盆地特点，冲积扇、湖泊体系发育，并常伴有河道沉积和小型的三角洲沉积。岩性以火山岩、砂砾岩、泥页岩、煤层为主，特别是九佛堂组、沙海组、阜新组所沉积的泥页岩厚度较大，生、储气条件良好，据统计阜新地区的泥页岩平均厚度为506米，单层最大厚度为109米；铁法地区的泥页岩平均厚度为66米，最大厚度为222米。
2.3朝阳地层区：该区赋存有早、晚中生界含泥页岩地层，主要为下侏罗统的北票组、白垩系的义县组、九佛堂组。其中北票组为朝阳～北票盆地的生油气层系，分布范围广，厚度大，暗色泥岩厚度一般为100～800米，最厚达874米。北票组分为上、下两个层段：下段属河流沼泽和浅湖相沉积，泥岩呈薄至厚层状，富含植物碎片和炭屑；上段属淡水湖沼和浅—半深水湖相沉积，泥岩具水平层理，含少量黄铁矿，富含生物化石。
2.4太子河～浑江地层区：该区赋存有石炭、二叠、侏罗系含泥页岩地层，分布于辽阳至本溪、桓仁一带。在含泥页岩地层中，又以二叠系的太原组、山西组最为发育，全区分布，侏罗系的长梁子组和大堡组只分布于本溪田师傅及马架子煤田。
太原组为主要含炭质泥岩地层，由一套海陆过渡相～堡岛复合体系组成。呈近东西带状分布，范围广阔，潮坪是聚泥页岩的有利场所。岩性主要由深灰色砂岩、粉砂岩、泥岩组成；山西组下部沉积环境与太原组相似，上部为三角洲分流间湾环境下形成的泥炭沼泽，海水常较深。本组以砂岩和泥岩、粉砂岩为主，具韵律结构。两组含泥页岩的平均厚度为82米；长梁子组和大堡组发育于田师傅、马架子等地，主要为河流、湖泊沉积体系，以灰黑色泥岩和粉砂岩为主，夹砂岩、煤层，泥页岩厚度平均为107米。 2.5锦州～葫芦岛地层区：该区赋存的是石炭、二叠、白垩系含泥页岩地层，主要有二叠系的太原组、山西组和白垩系的九佛堂组。该区主要以湖泊相为主的含泥页岩系沉积建造，泥页岩层平均厚度为136米，但是分布范围不均，厚度变化较大。
3.泥页岩气资源评价
通过对全省泥页岩的赋存情况的分析和研究，基本了解了泥页岩的分布范围、赋存地层及厚度变化等因素，结合对页岩气的评价方法标准〔1〕和近年来全省对页岩气的研究开发现状，认为上述5个区块中，根据页岩气资源的地质条件、开采技术条件、泥页岩厚度、面积、埋藏深度等，将潜在资源量分为三类：一类区、二类区和三类区。其中：
一类区：地质条件和开采技术条件好，外部条件和生态环境优越，埋藏深度较深，累计厚度大于400米，泥页岩质量优良。分布在抚顺～下辽河地层区，据初步测算，该区页岩气资源量为55900万立方米。
二类区：地质条件和开采技术条件较好，外部条件和生态环境较优越，埋藏深度在1000米以内，泥页岩层累计厚度大于200米而小于400米，泥页岩质量较优良。分布在阜新～铁法地区，该区页岩气资源量为4600万立方米。
三类区：资源量小，地质及开采技术条件复杂，外部开发条件差，生态环境脆弱，泥页岩质量差或泥页岩层累计厚度小于200米。該区包括太子河～浑江、朝阳、锦州～葫芦岛地区，预测该区页岩气资源量总和为6400万立方米。
由此可见，辽宁省的页岩气资源的84%赋存在抚顺～下辽河地区。特别是下辽河地区，页岩气资源量为54700万米3，约占全省的82%。下辽河凹陷大体经历了从水进到水退的三个沉积旋回，分别沉积了三套富含有机质的泥页岩建造，古近系沙河街组是下辽河坳陷油气的主要源岩层，具有较好的生油、生气的能力。据下辽河地区钻孔统计结果显示，该区泥页岩平均累计厚度为696m。据徐波等〔2〕对辽河东部凹陷的页岩气评价，该区的有机碳含量（TOC）值最高达19.6%，最低也为0.52%，平均约为1.5%，与美国5大页岩气盆地相比并不逊色。为全省的重点泥页岩气开发区域。
4.结语
4.1依据大地构造单元对辽宁省泥页岩地层按沉积特征进行合理分区，将含泥页岩地区划分为五个区块，利于归纳整理和评价。
4.2对各区块的泥页岩赋存情况进行了评述，包括地层时代、形成环境、岩性岩相、厚度等。
4.3收集了不同时期290个地质钻孔数据及相关研究成果，评价了2000米内的页岩气资源分布情况。
4.4确定了泥页岩赋存条件好的重点区域，指出了今后开发的方向。
4.5估算了全省的页岩气的资源量。
参考文献：
[1]吴金平，张宝善，等.页岩气资源勘查评价及开发技术手册[M]，北京：地质出版社，2012，
[2]徐波，李敬含等。辽河油田东部凹陷页岩气成藏条件及含气性平价。石油学报，2011，32（3）045009
作者简介：
洪常久（1964-），男，地质高级工程师，1987年毕业于阜新矿业学院，现从事地质勘探工作。