頁巖氣成藏機理及其富集規(guī)律

《能源地質(zhì)學》論文題目：頁巖氣成藏機理及其富集規(guī)律指導教師：姓名：學號：專業(yè)班級：頁巖氣成藏機理及其富集規(guī)律研究摘要:文章主要從頁巖氣成藏機理、成藏條件、儲集條件和富集規(guī)律論述頁巖氣成藏特征。頁巖氣藏具有典型煤層氣、典型根緣氣和典型常規(guī)圈閉氣成藏的多重機理意義，在表現(xiàn)特征上具有典型的過渡意義；頁巖氣成藏受多種因素綜合影響，包括沉積環(huán)境、總有機碳含量、干酪根類型和熱演化程度等。頁巖的埋深和厚度、孔隙度和滲透率、裂縫是頁巖氣儲集的衡量條件。關鍵詞:頁巖氣成藏機理成藏條件儲集條件Abstract：Inthesightoftheaccumulationmechanism, reservoir—formingconditions,reservoirconditionandenrichmentpattern,caprockandpreservationcondition,shalegasreservoiristhetypicaltransitionintheperformancecharacteristicsandshowsmultiple—mechanismsincludingtypicalcoalbedmethane,typicalsource—contactinggas,andtypicaltrapgas.Theshalegasaccumulationisaffectedbymanyfactorsincludingthesedimentaryenvironment,totalorganiccarboncontent,kerogentype,anddegreeofthermalevolution.Measuringconditionsoftheshalegasreservoirsconsistofthedepthandthickness,porosityandpermeability,andfractureofshales.Thekeyfactorsofenrichmentdegreeofshalegasincludethethicknessofshale,organicmattercontentandshalereservoirspace.Keywords:shalegas;accumulationmechanism；reservoir—formingconditions；reservoircondition第-節(jié)：前言頁巖氣是非常規(guī)天然氣資源勘探的重要領域，掌握其地質(zhì)成藏機理是進行頁巖氣開采的基礎；通過對國內(nèi)外頁巖氣的開發(fā)和研究初步了解到，頁巖氣的儲量主要是以北美（主要是美國）、前蘇聯(lián)、中亞和中國等地區(qū)為主，而其商業(yè)開采目前也是僅僅在少數(shù)發(fā)達國家，自美國德克薩斯州的Barnett頁巖發(fā)現(xiàn)以來，頁巖氣革命給地區(qū)乃至國家的經(jīng)濟帶來了巨大的推動力，產(chǎn)生了巨大的利潤，全球很多公司都在爭先恐后地尋找頁巖氣資源，都希望能找到下一個Barnett頁巖。通過學習中外有關頁巖氣的聚集機理條件及地質(zhì)條件的研究，形成了對頁巖氣的生成、運移、聚集和成藏等方面的初步認識，頁巖氣成藏體現(xiàn)出了非常復雜的多機理遞變特點，具有自生自儲的成藏特征；影響頁巖氣成藏的主要因素有：總有機碳含量、有機質(zhì)的成熟度、巖石礦物成分、地層壓力和溫度、頁巖及泥巖的厚度和分布面積等。隨著政府對頁巖氣的開發(fā)重視程度逐漸增高，頁巖氣的研究程度也勢必將日益突出，對其成藏特征，形成機理和富集規(guī)律的研究分析，將更有助于我們更好的評價和開發(fā)頁巖氣資源。中國頁巖氣的總體分布："頁巖氣是指以吸附或游離狀態(tài)存在于低孔、低滲且富有有機質(zhì)暗色泥頁巖或

圖1中國潛在的頁第氣發(fā)育睦分布圖高碳泥頁巖中的天然氣，主體已吸附狀態(tài)存在于干酪根、黏土顆粒及孔隙表面，以游離狀態(tài)存在于裂隙、孔隙及其他儲集空間，極少量以溶解狀態(tài)存在于干酪根、瀝青質(zhì)及石油中。美國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源評價組（1995）認為頁巖氣系統(tǒng)屬于典型的非常規(guī)天然氣藏即連續(xù)性天然氣聚集。頁巖氣是由烴源巖連續(xù)生成的生物化學成因氣、熱成因氣或兩者的混合，在烴源巖系統(tǒng)（頁巖系統(tǒng)：頁巖及頁巖中夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖）中以吸附、游離或溶解方式賦存的天然氣。與常規(guī)天然氣藏相比，頁巖氣藏具有以下幾個特點：早期成藏，天然氣邊形成邊賦存聚集，不需要構造背景，為隱蔽圈閉氣藏；自生自儲，泥頁巖既是氣源巖層，又是儲氣層，頁巖氣以多種方式賦存，使得泥頁巖具有普遍的含氣性；天然氣運移距離較短，具有“原地”成藏特征；對蓋層條件要求沒有常規(guī)天然氣高；賦存方式及賦存空間多樣：吸附方式（有機質(zhì)、粘土顆粒表面微孔隙）、游離方式（天然裂縫和孔隙）或溶解方式均可（在干酪根和瀝青質(zhì)中）;氣水關系復雜；儲層孔隙度較低（通常小于5%）、孔隙半徑?。ㄒ晕⒖紫稙橹鳎?，裂縫發(fā)育程度不但控制游離狀頁巖氣的含量，而且影響者頁巖氣的運移、聚集和單井產(chǎn)量；在開發(fā)過程中，頁巖氣井表現(xiàn)出日產(chǎn)量較低，但生產(chǎn)年限較長的特點。因此，可以將頁巖氣概括為：主體上以吸附和游離狀態(tài)賦存于泥頁巖地層中的天然氣聚集。第三節(jié)：頁巖氣的富集條件與常規(guī)天然氣相比較而言，頁巖氣的成藏條件有其自身特點，頁巖氣成藏需要充足的氣源、裂縫適度發(fā)育的規(guī)模頁巖等，但卻不需要特定的圈閉條件。1、 物質(zhì)來源：頁巖氣的物源主要是富瀝青質(zhì)或富有機質(zhì)的暗色泥頁巖，亦即高炭泥頁巖。高炭泥頁巖為頁巖氣的工業(yè)聚集提供了充足的氣源物質(zhì)基礎。高炭泥頁巖生成的所有氣體如生物氣、低熟一未熟氣、熱解氣、裂解氣、瀝青氣等都可以成為頁巖氣的氣源。2、 儲集條件:頁巖氣的儲層即頁巖本身。地質(zhì)條件下，絕大部分頁巖的孔隙度小于15%，含氣的有效孔隙度一般僅為1%?5%，單一的頁巖孔隙不足以為商業(yè)聚集的頁巖氣提供足夠的儲集空間，但通過頁巖發(fā)育規(guī)模和頁巖裂縫的彌補作用，頁巖能為頁巖氣提供充足的儲集空間。北美產(chǎn)氣頁巖的厚度規(guī)模一般在30m以上，而四川盆地威遠地區(qū)下寒武統(tǒng)產(chǎn)氣頁巖厚度最小規(guī)模大約只有20m（表1）。目前已發(fā)現(xiàn)的具有工業(yè)價值的頁巖氣藏均發(fā)育裂縫，而構造轉換帶、地應力集中帶及褶皺一斷裂帶往往都是裂縫發(fā)育的地區(qū)，這些地區(qū)的頁巖一般都發(fā)育裂縫，因此，盆地邊緣斜坡、構造背斜緩翼的軸部、盆地中心（受上覆載荷力誘導）等區(qū)域的頁巖均是頁巖氣藏發(fā)育的有利地區(qū)。3、運聚條件頁巖氣的運移距離極短,基本上屬于就近聚集或者原地聚集，具有典型的“自生自儲”特點。頁巖氣的運移屬于初次運移，有機母質(zhì)生成的氣體經(jīng)初次運移進入孔隙及裂縫，無需二次運移就可以成藏。頁巖氣藏以一個近乎封閉的獨立體系存在，除了部分頁巖氣以擴散、滲濾的形式散失以外，大部分氣體滯留于頁巖內(nèi)部。4、保存條件：由于頁巖氣大量儲集于頁巖內(nèi)部的裂縫之中，其四周被致密的泥頁巖所包圍，因而頁巖氣不需要特定的圈閉條件就可以成藏。如果頁巖裂縫過于發(fā)育，獨立封閉體系容易遭受破壞，頁巖氣可以通過裂縫散失，因此在某些裂縫相當發(fā)育的地區(qū)，頁巖氣反而難以成藏。但是，如果存在良好的封蓋層條件，頁巖氣的逸散作用可以得到有效抑制。第四節(jié)：頁巖氣成藏機理根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查所指出，頁巖氣成藏與常規(guī)氣藏有很大的不同，它屬于“連續(xù)型”天然氣成藏組合。所謂“連續(xù)型”天然氣成藏組合是指具備兩個關鍵的地質(zhì)特征：一是大規(guī)模儲層普遍含氣，二是浮力不是成藏的主要動力。根據(jù)不同的成藏條件，頁巖氣賦存方式表現(xiàn)為吸附方式、游離方式、溶解方式；相應的其成藏機理表現(xiàn)為典型的吸附機理、活塞運聚機理或置換運聚機理；在成藏特征上介于煤層氣、根緣氣（深盆氣）和常規(guī)天然氣三大類氣藏之間。頁巖氣成藏機理按成藏過程可以分成：生成機理、賦存機理、運聚機理、產(chǎn)出機理。一、頁巖氣的生成機理通過對頁巖氣組分特征、成熟度特征分析，頁巖氣是連續(xù)生成的生物化學成因氣、熱成因氣或兩者的混合。生物成因氣是有機物在低溫下經(jīng)厭氧微生物分解作用形成的天然氣；熱成因氣是有機質(zhì)在較高溫度及持續(xù)加熱期間經(jīng)熱降解和裂解作用形成的天然氣。1、生物成因：所謂生物成因氣主要是指厭氧微生物的活動形成的，發(fā)生在埋藏階段的早期成巖作用和富含細菌的大氣降水侵入作用中，生成于細菌的甲烷生成作用中。1.1生物成因氣的生成過程：有機質(zhì)在不同的微生物作用下產(chǎn)生甲烷，在產(chǎn)生甲烷的過程中導致部分頁巖氣的生成，即生物成因氣。生物成因主要有兩種方式：醋酸鹽的發(fā)酵作用、二氧化碳的還原作用。其化學方程式分別為：醋酸鹽發(fā)酵作用：CHCOOH-CH+CO3 4 2二氧化碳還原作用：CO+4HfCH+2HO2 2 4 2在菌生甲烷的形成過程中二氧化碳還原作用和醋酸鹽發(fā)酵作用是同時作用的。但是在不同的情況下，他們所生成的數(shù)量是不同。據(jù)同位素成分分析，大多數(shù)古代生物成因氣聚集可能是由二氧化碳還原作用生成的，而近代沉積環(huán)境中兩種作用都廣泛存在。近地表的、年輕的、新鮮的沉積物可以通過上述兩種作用形成生物氣。商業(yè)性天然氣聚集中生物成因氣的主要形成途徑是二氧化碳的還原。1.2生物成因氣的形成條件：頁巖生物成因作用受幾個關鍵因素控制。富含有機質(zhì)的泥頁巖是頁巖氣形成的物質(zhì)基礎，缺氧環(huán)境、低硫酸鹽環(huán)境、低溫環(huán)境是生物成因頁巖氣形成的必要外部條件，足夠的埋藏時間是生成大量生物成因氣的保證。另外，產(chǎn)菌甲烷個體的孔隙空間平均直徑為l“m，因此菌類繁殖需要一定的空間，頁巖中有機質(zhì)富集的細粒沉積物的孔隙空間很有限，但是，富含有機質(zhì)的細粒頁巖中的裂隙可以為生物提供生存繁殖空間。2、熱成因:熱成因作用主要指隨著埋深的增加，溫度、壓力增大，泥頁巖中大量的有機質(zhì)由產(chǎn)甲烷菌的代謝發(fā)生的化學降解和熱裂解作用。1、化學降解作用：干酪根降解過程中，首先產(chǎn)出可溶的有機質(zhì)瀝青，然后是原油，最后是天然氣。有機質(zhì)的熱模擬試驗表明，在沉積物的整個成熟過程中，干酪根、瀝青和原油均可以生成天然氣，對于有機質(zhì)豐度和類型相近或相似的泥頁巖，成熟度越高，形成的烴類氣體越多。頁巖的有機質(zhì)成熟度Ro在0.4?1.88%之間，所以頁巖中的沉積物可以連續(xù)生成天然氣。在成熟作用的早期，天然氣是主要通過干酪根經(jīng)降解作用形成。2、熱裂解作用：在晚期階段，天然氣是主要通過干酪根、瀝青和石油裂解作用形成的。與生物成因氣相比，熱成因氣生成于較高的溫度和壓力下，因此，在干酪根熱成熟度增加的方向上，熱成因氣在盆地地層中的體積含量呈增大趨勢。另外，熱成因氣也很可能經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代和構造作用從頁巖儲層中不斷泄漏出去?？傊?，頁巖氣是熱成因和生物成因共同作用的結果。頁巖氣形成的根本是經(jīng)微生物作用和熱作用可以生成甲烷等烴類的埋藏有機質(zhì)。有機質(zhì)的豐度、類型和成熟度對于頁巖氣的形成至關重要，溫度、壓力和還原環(huán)境是頁巖氣形成的必要條件。二、頁巖氣的賦存機理：與常規(guī)天然氣不同，對于頁巖氣來說，頁巖既是烴源巖又是儲集層，因此,無運移或極短距離運移，就近賦存是頁巖氣成藏的特點；另外，泥頁巖儲層的儲集特征與碎屑巖、碳酸鹽巖儲層不同，天然氣在其中的賦存方式也有所不同。由于頁巖氣在主體上表現(xiàn)為吸附或游離狀態(tài)，體現(xiàn)為成藏過程中的沒有或僅有極短的距離的運移。頁巖氣可以在天然裂縫和粒間孔隙中以游離方式存在，在干酪根和粘土顆粒表面上以吸附狀態(tài)存在，甚至在干酪根和瀝青質(zhì)中以溶解狀態(tài)存在。生成的天然氣一般情況下先滿足吸附，然后溶解和游離析出，在一定的成藏條件下，這三種狀態(tài)的頁巖氣處于一定的動態(tài)平衡體系。吸附機理：頁巖中頁巖氣的含量超過了其自身孔隙的容積，用溶解機理和游離機理難以解釋這一現(xiàn)象。因此，吸附機理就占據(jù)著主導優(yōu)勢地位。吸附機理是通過吸附作用實現(xiàn)的。吸附方式可分為物理吸附和化學吸附。吸附量與頁巖的礦物成分、有機質(zhì)、表面積（孔隙、裂隙等）、溫度和壓力有關。吸附方式可分為物理吸附方式和化學吸附方式兩種：物理吸附作用一般認為是由范德華分子力引起的。物理吸附是頁巖的主要吸附方式，具有吸附時間短、可逆性、普遍性、無選擇性；當達到某一條件是就可以發(fā)生化學作用（包括化學鍵的形成和斷裂）?；瘜W吸附所需的活化能也比較大，所以在常溫下吸附速度比較慢。頁巖氣的化學吸附具有吸附時間長、不可逆性、不連續(xù)性、有選擇性。兩者共同作用使頁巖完成對天然氣的吸附，但兩者所處占主導優(yōu)勢的地位隨成藏條件以及頁巖和氣體分子等改變而發(fā)生變化。吸附作用開始很快，越后越慢，由于是表面作用，被吸附到的氣體分子容易從頁巖顆粒表面解吸下來，進入溶解相和游離相，在吸附和解吸速度達到相等時，吸附達到動態(tài)平衡。游離機理：游離狀態(tài)的頁巖氣存在于頁巖的孔隙或裂隙中，氣體可以自由流動，其數(shù)量的多少決定于頁巖內(nèi)自由的空間。這一部分自由氣體，稱為游離態(tài)氣體。當氣體分子滿足了吸附后，多余的氣體分子一部分就以游離狀態(tài)進入巖石孔隙和裂隙中。游離氣體的含量的大小取決于孔隙體積、溫度、氣體壓力和氣體壓縮系數(shù)。溶解機理：當天然氣分子滿足吸附后很可能進入液態(tài)物質(zhì)中發(fā)生溶解作用，于是頁巖氣就會有部分以溶解狀態(tài)存在于干酪根、瀝青和水中。溶解機理主要以間隙充填和水合作用的形式表現(xiàn)出來。間隙充填是指頁巖氣氣體分子在和液態(tài)烴類接觸后，就會擴散進入干酪根和瀝青等烴類分子間的空隙中，其主要受溫度和壓力的影響；水合作用是指頁巖氣分子和水分子相互作用結合或分解的過程。亨利定律表明，在一定溫度下氣體在液體中氣體的溶解度與壓力成正比。溶解度取決于液體的溫度、礦化度、環(huán)境壓力和氣體成分等。pKCb cb式中：pb—溶質(zhì)在液態(tài)物質(zhì)上的蒸氣平衡分壓，Pa；Cb—氣體在液態(tài)物質(zhì)中的溶解度，b bmol/m3；Kc一亨利常數(shù)。4?綜合賦存機理:頁巖氣以上述三種機理賦存并不是相互獨立的，一成不變的，當頁巖生烴量發(fā)生變化或外界條件改變時，三種賦存機理的表現(xiàn)形式可以相互轉化。三、頁巖氣的運聚機理常規(guī)天然氣在儲集層中主要以游離狀態(tài)為主，吸附狀態(tài)的少，而頁巖氣主要以吸附狀態(tài)（大于50%）和游離狀態(tài)賦存于低孔隙、低滲透的頁巖儲集層中。頁巖氣的生氣層是頁巖層，儲集層是頁巖層或頁巖中的粉砂質(zhì)泥頁巖夾層等，頁巖氣的運移始終限制在頁巖中，導致了頁巖氣的運移距離短的特點。從頁巖氣的生氣階段來說，頁巖中生成的天然氣一部分將賦存在頁巖層表現(xiàn)出典型的吸附機理；并當生氣量達到一定規(guī)模時，表現(xiàn)出典型的活塞式運聚機理；同時有一部分天然氣運移出頁巖，表現(xiàn)出典型的置換式運聚機理，具體如下：賦存階段：該階段生物成因和熱成因同時作用。主要特點是溫度和壓力比較低，天然氣生成量比較大，沉積層壓實不徹底，孔隙度和含水量均較大，所以本階段出現(xiàn)三種狀態(tài)的頁巖氣。但主體上為吸附態(tài)并存在一定量游離態(tài)。隨生氣量和埋深的增加，其含水量和孔隙有較大幅度的降低，頁巖被壓縮，游離態(tài)和溶解態(tài)的頁巖氣運移出頁巖層。主體上表現(xiàn)了典型的吸附機理。調(diào)整階段：當溶解、吸附達到飽和以及自由空間（孔隙）被天然氣占據(jù)滿時，而頁巖層還繼續(xù)產(chǎn)氣時，積存于頁巖中的天然氣量逐漸增加。當達到一定量時必然會使頁巖內(nèi)壓力不斷的增大，當內(nèi)壓力超過地層負荷重量的外壓力時，頁巖體就會產(chǎn)生微裂隙。游離態(tài)的頁巖氣就可以通過微裂隙運移，將天然氣排出，內(nèi)壓力逐漸減小，以前造出的微裂隙可能會閉合。但頁巖層產(chǎn)氣仍在繼續(xù)，產(chǎn)氣量又開始增加，重復以上過程。裂隙的產(chǎn)生并不是一成不變的，而是在不斷產(chǎn)生新的裂隙，最終形成天然裂隙網(wǎng)絡。當天然氣被排出時也就是微裂隙閉合時，頁巖內(nèi)壓力和外壓力達到一種動態(tài)平衡。這一動態(tài)平衡始終貫穿天然氣的造隙和排出過程。該階段，是天然氣的造隙及排出，由于天然氣的生成來自于化學能的轉化，可以形成高于地層壓力的排氣壓力，從而導致巖石薄弱面小規(guī)模破裂。由于泥頁巖中缺乏大規(guī)模的斷裂作用將以排出的天然氣及時運移出去，天然氣就近在裂縫中保存。天然氣主體上表現(xiàn)為由生氣膨脹力所推動成藏作用，近源分布且無浮力作用，構成了活塞運聚特征：表現(xiàn)為天然氣從底部對地層水的整體推移作用，邊、底水無以存在，浮力作用無法產(chǎn)生，出現(xiàn)天然氣位于地層水之下的氣水倒置分布關系，當氣柱的高度規(guī)模足夠大時，形成典型意義上活塞式機理。四、頁巖氣的產(chǎn)出機理當頁巖層壓力降到一定程度時，頁巖中被吸附的氣體開始從裂隙表面分離下來，成為頁巖氣的解析。由于節(jié)理中的壓力降低，解析出的氣體和游離態(tài)、溶解態(tài)天然氣混合通過基質(zhì)孔隙和裂隙擴散進入裂隙網(wǎng)絡中，再經(jīng)裂縫網(wǎng)絡等輸導系統(tǒng)流向井筒。頁巖氣的產(chǎn)出可以分為三個階段。第一階段：隨著井筒附近中壓力微幅度的降低，首先產(chǎn)水，井筒附近只有單相流動。第二階段：當儲層壓力繼續(xù)降低時，開始有一部分甲烷從頁巖孔隙和裂隙中解析出來，并和游離態(tài)的天然氣混合，開始形成氣泡，阻礙著水的流動，水的相對滲透率下降，但氣體不能流動，無論在基質(zhì)還是在節(jié)理中，氣泡都是孤立的，并不相互連接為非飽和單相流。第三階段：當儲層壓力進一步降低時，有更多的氣體解析出來，水中含氣達到飽和，氣泡相互連接成線狀，氣的相對滲透率大于增大，隨著壓力下降，飽和度降低，氣產(chǎn)量不斷上升，呈現(xiàn)兩相流狀態(tài)。上述三個階段是連續(xù)的過程，隨時間的推進，從井孔向周圍的地層逐漸蔓延。這是一個循序漸進的過程，脫水降壓時間較短，波及的范圍較大，吸附氣的解析范圍越來越大。第五節(jié)：頁巖氣富集規(guī)律頁巖氣藏為典型自生自儲式的連續(xù)型氣藏，控制頁巖氣藏富集程度的關鍵因素主要包括頁巖厚度、有機質(zhì)含量和頁巖儲層空間（孔隙、裂縫）三大因素：（1） 富有機質(zhì)頁巖厚度愈大，氣藏富集程度愈高；（2） 有機碳含量愈高，氣藏富集程度愈高；（3） 頁巖孔隙與微裂縫愈發(fā)育，氣藏富集程度愈高。第六節(jié)：頁巖氣的成藏過程：頁巖系統(tǒng)的地層組成:多為暗色泥頁巖夾淺色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥頁巖的薄互層。在頁巖系統(tǒng)中，天然氣的賦存狀態(tài)多種多樣。除極少量的溶解狀態(tài)天然氣以外，大部分均以吸附狀態(tài)賦存于巖石顆粒和有機質(zhì)表面，或以游離狀態(tài)賦存于孔隙和裂縫之中。頁巖氣成藏體現(xiàn)出了非常復雜的多機理遞變特點，除天然氣在孔隙水、干酪根有機質(zhì)以及液態(tài)烴類中的溶解作用機理以外，天然氣從生烴初期時的吸附聚集到大量生烴時期的活塞式運聚,再到生烴高峰的置換式運聚，體現(xiàn)出了頁巖氣自身所構成的完整性天然氣成藏機理序列。一、頁巖氣的成藏過程頁巖氣成藏作用過程的發(fā)生使頁巖中的天然氣賦存相態(tài)本身也構成了從典型吸附到常規(guī)游離之間的序列過渡，因而頁巖氣成藏機理研究具有自身的獨特意義，它至少將煤層氣（典型吸附氣成藏過程）、根緣氣（活塞式氣水排驅(qū)過程）和常規(guī)氣（典型的置換式運聚過程）的運移、聚集和成藏過程聯(lián)結在一起。由于頁巖氣在主體上表現(xiàn)為吸附狀態(tài)與游離狀態(tài)天然氣之間的遞變過渡，體現(xiàn)為成藏過程中的無運移或極短距離的有限運移，因此頁巖氣藏具有典型煤層氣、典型根緣氣和典型常規(guī)圈閉氣成藏的多重機理意義，在表現(xiàn)特征上具有典型的過渡意義。頁巖氣的成藏過程可以劃分為三個成藏階段。第一階段（頁巖氣成藏階段）該階段是天然氣在頁巖中的生成、吸附與溶解逃離（圖1—6①），具有與煤層氣成藏大致相同的機理過程。在天然氣的最初生成階段，主要由生物作用所產(chǎn)生的天然氣首先滿足巖石中有機質(zhì)和粘土礦物顆粒表面吸附的需要，當吸附氣量與溶解的逃逸氣量達到飽和時，富裕出來的天然氣則以游離相或溶解相進行運移逃散，條件適宜時可為水溶氣藏的形成提供豐富氣源。此時所形成的頁巖氣藏分布限于頁巖內(nèi)部且以吸附狀態(tài)為主要賦存方式，總體含氣量有限。第二階段（根緣氣成藏階段）在熱裂解氣大量生成過程中，由于天然氣的生成作用主要來自于熱化學能的轉化，它將較高密度的有機母質(zhì)轉換成較低