頁巖氣

頁巖氣含于頁巖天然氣中。 頁巖氣被認為是“非常規”天然氣，而不是“常規”天然氣，后者來自粗粒巖石中的沉積物，并聚集在所謂的天然氣圈閉中。

“頁巖氣”這個詞來自傳統上對“板巖”這個詞的傳統用法，指的是任何一種容易裂變的巖石。 這還包括展開的泥巖，頁巖氣就是從中開采出來的。

然而，在地質術語中，板巖現在僅用于褶皺泥巖（板巖）或某些變質巖（結晶板巖）。 這些褶皺或變質巖不再含有或從未含有氣體。 盡管如此，與頁巖油相對的“頁巖氣”一詞也已在原材料地質學家中確立。

頁巖氣的形成對應于常規天然氣形成的第一步。 天然氣首先在富含有機質的粘土巖（即所謂的基巖）中形成（成熟）。 為了成為常規天然氣，它必須從源巖中逸出，然后運移（運移）到相對滲透性（可滲透）巖石的孔隙空間中的儲集層（天然氣圈閉）。 然而，如果基巖層的頂部和底部被不透水的巖石封閉，氣體就無法逸出并留在基巖中。 這種氣體至今仍存在于基巖中，被稱為頁巖氣。

與來自常規礦床的天然氣相比，頁巖氣具有較低（“較輕”）的 δ13C 值，這意味著它富含較輕的碳同位素 C。這是由于常規天然氣在遷移過程中部分是生物成因的，在沉積物（細菌）或熱氧化過程中，較輕的 C 優先參與。

因此，可以得出關于頁巖氣生產對全球甲烷排放的貢獻的結論。 由于自 2000 年代中期以來大氣甲烷的 δ13C 下降，而甲烷排放量增加，因此假設最近的生物甲烷（熱帶濕地、水稻種植、牲畜）是造成這種增加的主要原因。 相反，δ13C值的下降可能在很大程度上是由于頁巖氣生產產生的甲烷排放（參見水力壓裂產生的溫室氣體排放），這表明頁巖氣生產對總投入的貢獻很大地球大氣層中非常有效的溫室氣體甲烷。

含有經濟上可采天然氣量的泥巖地層具有一些共同特征。 這些大多是地質年代較早（古生代甚至元古代）的海洋沉積巖，富含有機物質（0.5 至 25%）。 適用于頁巖氣生產的地層必須足夠脆，這樣自然產生的或人為產生的裂縫在巖石靜壓力下不會在深處再次閉合。 有時相對較強的自然伽馬輻射（受影響的泥巖稱為熱頁巖）與高碳含量有關。 這樣的粘土層被認為特別多產。 然而，每單位體積主巖在泥巖中儲存的氣體量通常低于常規礦床。

天然氣部分存在于天然裂隙中或散布在不連通的巖石孔隙中，部分吸附在粘土顆粒上。 當使用水力壓裂時，未吸附的氣體會立即釋放出來，而吸附的氣體由于鉆孔和壓裂過程中巖石經歷的壓力下降而只能延遲解吸。

頁巖氣主要通過水力壓裂（簡稱水力壓裂、水力壓裂）獲得。

粘土石具有低滲透性，商業規模的采礦需要提供這種滲透性的裂縫。 長期以來，頁巖氣都是從具有許多天然裂縫的地層中開采出來的。

定向鉆井創建水平鉆孔，增加頁巖中儲存的天然氣的出口表面。 在高壓下注入的流體（“壓裂液”：水、沙子和化學品）在鉆柱周圍形成透氣結構。