1.3　山東省及渤海灣地區頁巖氣概況

本書的研究區是山東及渤海灣一帶，包括山東省、河北省、河南省、天津市、北京市、遼寧省以及渤海海域地區，最北端為遼寧省的沈陽市，最南部為河南省的開封市，最西邊為河北省的石家莊市，最東部邊界為山東省的濰坊和遼寧省的營口市，屬于新生代的沉積平原，新近紀大面積覆蓋其上。

渤海灣盆地內部發育的多條斷裂帶，將整個區域分割成隆坳相間的坳陷區，包括濟陽、遼河、黃驊、渤中以及冀中坳陷等，而坳陷區又被次一級的斷裂分割成次一級的凹陷[87-92]。

2013年2月，山東省第一口頁巖氣井在菏澤地區開始鉆探，由煤田地質局的工作人員負責該口井的參數記錄工作，開啟了山東省頁巖氣勘查開發的新篇章。

渤海灣盆地作為中國東部區域主要的含油氣盆地之一，是值得關注的天然氣勘探新領域。濟陽坳陷、黃驊坳陷以及下遼河坳陷都是油氣比較聚集的區域，區域內的泥巖居多，且顏色多為深灰色和暗色為主，大部分屬于古近系的沙河街組地層；且在沙一段、沙三下段以及沙四上段等層位大量發育頁巖[4，5]。其中，濟陽坳陷內的東營凹陷地區，泥頁巖多發育在沙四上段，頁巖厚度最厚處約120m，最薄不低于40m；沙三下亞段的烴源巖在濟陽坳陷內均勻分布，頁巖厚度最薄約為150m，最厚不超過200m；沙一段的烴源巖基本處于沙一段的下部，頁巖厚度最薄50m，最厚處約120m。沙四上亞段和沙三下亞段的TOC含量分別為1.5%～10.0%以及1.0%～9.0%，最高含量分別可達18.6%以及10.5%；沙一段TOC最大值為11.6%，平均分布在2.0%～5.0%。三套頁巖的有機質類型大部分以腐泥和偏腐泥混合型為主，有機質類型較好；沙三下亞段以及沙四上亞段的頁巖大部分處于成熟演化階段，僅有少部分進入高成熟演化階段，其Ro含量在0.5%～1.9%，沙一段主要還處在低成熟甚至未成熟階段，Ro含量處于0.3%～0.7%[5]。通過對濟陽坳陷內眾多地區多個鉆井進行的上述三套頁巖發育段進行頁巖氣測定，結果均顯示為較高的異常，為頁巖氣存在的有力證據，使得在渤海灣盆地范圍內進行對比分析成為可行。

根據大量資料的研究發現，泥頁巖在古近系沙河街組中含量較高且分布廣泛，有機質含量較高，且為腐泥型～混合型，其成熟度的跨度范圍較大；大量走向及角度各異的裂隙在各凹陷的泥頁巖中大量發育，經測定，在頁巖產出層位出現大量氣測異常，上述種種表明渤海灣盆地內部蘊含大量的頁巖氣資源[107-123]。

李志明等[6]認為渤海灣盆地東營凹陷內沙三下以及沙四上亞段的頁巖礦物組成大致相同，均含有較多的脆性礦物以及較少的黏土礦物，導致裂隙極易產生，便于壓裂的同時也便于對頁巖氣進行開采。同時分析研究得出東營凹陷內的民豐洼陷以及利津洼陷的主洼區是頁巖氣富集的重要區域。

前人對山東省及渤海灣地區頁巖氣研究和開采研究，比較多地集中在古近系沙河街組，尤其是濟陽、遼河和黃驊等坳陷。而上古生界地層埋藏較深，這部分的研究較少。因此，本書在前人頁巖氣研究的基礎上，對山東省及渤海灣地區上古生界的泥頁巖有機地球化學特征、烴源巖的展布以及頁巖氣的儲集和含氣性特征進行研究，同時利用野外和鉆井資料、采樣進行實驗測試分析，對山東省及渤海灣地區頁巖氣的生烴、儲集和保存條件進行分析，最終得出山東省及渤海灣地區上古生界頁巖氣的有利目標區。

本書對山東省及渤海灣地區的主要研究內容如下：

（1）山東省及渤海灣地區頁巖氣成藏地質背景

①構造特征：區域構造的位置及其演化特征；

②地層特征：地層發育的特征及頁巖氣的主要目的層段；

③沉積特征：泥頁巖的沉積模式演化、沉積體系及巖相古地理特征。

（2）山東省及渤海灣地區上古生界頁巖生烴條件及有機地球化學特征

①富含有機質泥頁巖的類型、厚度、埋深、巖性及分布特征；

②富含有機質泥頁巖的有機地球化學的特征（如泥頁巖有機質豐度、有機質和熱干酪根類型、熱成熟度）；

③主要目的層頁巖熱演化現狀及熱演化史（從構造埋藏史、火山巖漿活動及構造熱變質等方面分析影響烴源巖熱演化的主要因素）。

（3）頁巖氣保存條件

①泥頁巖氣的蓋層特征及分布；

②構造作用對頁巖氣保存的影響。