伴隨勘探理論的發(fā)展和技術(shù)進步，油氣勘探實現(xiàn)了由構(gòu)造油氣藏向地層巖性油氣藏、由地層巖性油氣藏向非常規(guī)油氣藏的兩次轉(zhuǎn)變，頁巖氣革命是第二次轉(zhuǎn)變的典型代表。
近年來，隨著水平井分段壓裂技術(shù)的進步及成功應(yīng)用，美國頁巖氣產(chǎn)量逐年增長，2010年頁巖氣年產(chǎn)量達到1378億立方米，2011年產(chǎn)量達到1800億立方米。美國頁巖氣革命的巨大成功，在世界范圍內(nèi)掀起了頁巖氣勘探開發(fā)的熱潮。現(xiàn)在，我國頁巖氣勘探開發(fā)面臨良好的發(fā)展機遇。國家高度重視頁巖氣的勘探開發(fā)工作，目前已出臺相關(guān)政策，為頁巖氣的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
我國頁巖氣資源豐富、勘探潛力大
頁巖氣是指主要以游離和吸附方式賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其他巖性夾層中的天然氣。與常規(guī)油氣藏相比，頁巖氣一般具有大面積連續(xù)分布、自生自儲、低孔特低滲、單井產(chǎn)量低、資源量大但資源豐度低等特點。按成因類型，頁巖氣可分為生物成因氣、熱成因氣，以及二者的混合氣。
影響頁巖含氣性的因素較多。其中，頁巖的含氣性與有機碳含量具有較好的正相關(guān)性，與硅質(zhì)礦物的含量也具有較好的正相關(guān)關(guān)系。更重要的是，硅質(zhì)等脆性礦物含量高會增加頁巖的可壓裂性。頁巖的天然裂縫多為方解石等礦物充填，在壓裂后有利于形成縫網(wǎng)，從而提高頁巖氣產(chǎn)能。
在多旋回構(gòu)造與沉積演化過程中，我國發(fā)育了海相、陸相和過渡相多種類型富有機質(zhì)泥頁巖。其中，海相頁巖主要發(fā)育于揚子地區(qū)和塔里木盆地的下古生界，海陸過渡相頁巖氣主要發(fā)育于南方和華北地區(qū)石炭系—二疊系，陸相頁巖主要發(fā)育在東部斷陷盆地的古近系、松遼盆地的白堊系、四川盆地和西北地區(qū)侏羅系、鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)、準(zhǔn)噶爾和三塘湖盆地二疊系。
盡管不同單位或個人采用體積法和類比法對我國頁巖氣資源量進行的估算結(jié)果差異較大，但普遍認為我國頁巖氣資源較為豐富，勘探潛力較大。根據(jù)國土資源部 2012年3月發(fā)布的數(shù)據(jù)，全國(不含青藏)頁巖氣地質(zhì)資源量134.42萬億立方米，可采資源量25.08萬億立方米，其中四川盆地及其周緣頁巖氣可采資源量達到6.44萬億立方米，占全國頁巖氣可采資源量的25.7%。
四川盆地及其近緣將是近期我國頁巖氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場
中國石化現(xiàn)有宣城—桐廬、彭水和南川三個頁巖氣礦權(quán)區(qū)塊，面積1.63萬平方公里。此外，通過初步研究，在常規(guī)油氣勘察區(qū)塊中，還有42個油氣礦權(quán)區(qū)塊可開展頁巖氣勘探，勘探總面積達17.5萬平方公里。勘探領(lǐng)域包括：揚子地區(qū)下寒武統(tǒng)和上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)、南盤江—桂中坳陷泥盆系和石炭系海相頁巖層系，揚子地區(qū)上二疊統(tǒng)和華北地區(qū)石炭系—二疊系海陸過渡相頁巖層系，四川盆地中生界陸相和西北地區(qū)侏羅系等陸相頁巖層系。
頁巖氣選區(qū)評價及勘探實踐表明，南方地區(qū)下古生界是最有利的頁巖氣勘探領(lǐng)域。其中，下寒武統(tǒng)頁巖氣有利區(qū)主要分布于川南、黔北、黔南及湘鄂西地區(qū)，下志留統(tǒng)頁巖氣有利區(qū)主要分布于川南、川東南及鄂西渝東地區(qū)。目前，中國石化已經(jīng)在川北及渝東地區(qū)侏羅系、川西上三疊統(tǒng)、渝東下志留統(tǒng)、川南寒武系獲得頁巖氣多點突破和積極進展，涪陵頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)已經(jīng)正式啟動，相關(guān)工作進展順利。中國石油在蜀南志留系和寒武系頁巖氣獲得多點突破，長寧—威遠國家級頁巖氣示范區(qū)已獲國家發(fā)改委批準(zhǔn)，標(biāo)志著四川盆地及其近緣將是近期我國頁巖氣勘探開發(fā)的主戰(zhàn)場，有望成為最早實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)性開發(fā)的地區(qū)。
目前，在地球物理技術(shù)方面，已經(jīng)初步形成基于有機碳含量(TOC)的隨機模擬反演技術(shù)、微裂縫預(yù)測技術(shù)、脆性預(yù)測技術(shù)和應(yīng)力預(yù)測技術(shù)。在鉆完井及壓裂工藝方面，初步形成了以水平井分段壓裂為主體、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的頁巖油氣開采配套技術(shù)，具備了水平段長1500米、壓裂20段的大型水平井壓裂技術(shù)支持與服務(wù)能力。在配套裝備方面，成功研制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3000型壓裂車。
我國頁巖氣開發(fā)處于起步階段，頁巖氣發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)
應(yīng)當(dāng)看到，我國與北美在頁巖氣地表地貌及地質(zhì)條件方面具有較大的差異，頁巖氣發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)。就海相富有機質(zhì)頁巖而言，我國海相層系主要發(fā)育于下古生界，熱演化程度高，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造疊加與改造，保存條件是頁巖氣能否有效聚集的關(guān)鍵。并且，我國海相頁巖氣主要分布于中西部地區(qū)，多為復(fù)雜山地，管網(wǎng)不發(fā)達，部分地區(qū)缺水。另外，我國的陸相地層十分發(fā)育，與海相頁巖不同，陸相頁巖橫向相變快，縱向上與碳酸鹽巖或粉砂巖夾層頻繁互層，盡管熱演化程度適中，但有機碳含量相對較低，地層可壓裂性較差。這些因素導(dǎo)致目前我國頁巖氣勘探開發(fā)成本居高不下，成為限制頁巖氣開發(fā)的瓶頸。
總之，我國頁巖氣開發(fā)還處于起步階段，相信隨著國家政策的扶持、勘探開發(fā)力度的加大、地質(zhì)認識的深入和工程工藝技術(shù)的進步，我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)一定能取得突破，成為能源接替的主力軍。
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