本刊記者 何寶庭
日前本刊記者從中國地質調查局獲悉,我國頁巖氣資源潛力巨大,發育層系多。目前已在四川盆地及周緣下古生界海相龍馬溪組和牛蹄塘組獲得頁巖氣勘查開發重大突破,并形成產能,有望實現《頁巖氣發展規劃(2011~2015)》提出的65億立方米產量的目標。
在四川盆地及周緣中生界陸相、鄂爾多斯盆地三疊系陸相、西北侏羅系陸相和華北石炭—二疊系海陸交互相等領域獲得頁巖氣調查重要發現。初步形成了海相頁巖氣“二元”富集和成藏模式,以及適合我國地質條件的頁巖氣勘查開發技術體系,裝備基本實現國產化,頁巖氣勘查開發基本實現綠色環保。
《地球》記者在頁巖氣資源調查評價座談會上了解到,我國頁巖氣初步評價資源潛力巨大。2009~2012年,國土資源部組織開展全國頁巖氣資源潛力調查評價及有利區優選工作,對我國41個盆地(或地區)、87個評價單元、57個含氣頁巖層段的頁巖氣資源潛力進行了評價。結果表明,全國頁巖氣地質資源量134萬億立方米(不含青藏區),約是常規天然氣地質資源量的2倍;頁巖氣可采資源量25萬億立方米。
專家表示,目前已經基本查明南方下古生界海相地層是我國頁巖氣主力層系。
一是下志留統龍馬溪組為最優層系。2009年,國土資源部在重慶彭水實施的我國第一口頁巖氣調查井—渝頁1井,在龍馬溪組獲得了較好的頁巖含氣性顯示(1~3立方米/噸)。在重慶巫溪實施巫淺1井揭示龍馬溪組頁巖49米,見頁巖氣顯示。
2013年,在湖南桑植縣實施的桑頁1井,揭示龍馬溪組頁巖30米,頁巖含氣性較好。貴州省實施的習頁1井、道頁1井、桐頁1井,重慶市實施的黔頁1井、酉淺1井、渝參4井、渝參7井、渝參8井等在龍馬溪組獲得頁巖氣發現。調查顯示,中上揚子地區龍馬溪組優質頁巖分布廣、厚度大、含氣性好,資源潛力大,占全國頁巖氣資源量的20%。
下寒武統牛蹄塘組為重要層系。國土資源部油氣資源戰略研究中心在貴州、重慶實施的松淺1井、岑頁1井、渝科1井、酉頁1井、城淺1井等獲得頁巖氣顯示。中國地質調查局在湖南省慈利縣實施慈頁1井,在下寒武統牛蹄塘組發現氣測異常13層,現場解析氣點燃成功。
湖南省在常德市實施常頁1井,在牛蹄塘組(1100~1250米)頁巖層段解析氣量0.5~2.1立方米/噸。
貴州省實施的烏頁1井、麻頁1井均見頁巖氣良好顯示。湖北省在宜昌地區實施的秭地1井,鉆遇厚度近120米的優質黑色頁巖,現場解析含氣量高。
華北上古生界海陸交互相頁巖氣獲得重要發現。一是南華北盆地石炭—二疊系獲得重要頁巖氣顯示。中國地質調查局在河南開封實施尉參1井,在石炭—二疊系石盒子組、山西組、太原組和本溪組鉆遇累計厚達465米的富有機質泥頁巖,見69層氣測顯示,解析氣含量達4.5立方米/噸,甲烷含量99.09%。
二是鄂爾多斯盆地石炭—二疊系見工業氣流。內蒙古自治區在鄂爾多斯盆地北部實施鄂頁1井,經壓裂改造后,在太原組獲得1.95萬立方米/日的穩定產量。延長石油在鄂爾多斯盆地伊陜斜坡山西組實施的水平井—云頁平1井,經分段壓裂試氣獲2萬立方米/日的工業氣流。中聯煤層氣公司在鄂爾多斯盆地神府地區實施的SM0—5井,對太原組壓裂測試,獲得6695立方米/日的氣流。

三是銀額盆地二疊系發現良好顯示。中國地質調查局在銀額盆地實施額探2井,在二疊系發現厚層富有機質泥頁巖,累計厚度122米,單層最大厚度30米,發現5段氣測異常,現場解析氣含量較高。
北方中生界陸相頁巖氣見到良好顯示。
一是柴達木盆地侏羅系獲得頁巖氣發現。中國地質調查局在柴達木盆地實施柴頁1 井,在中侏羅統大煤溝組頁巖段見氣測異常顯示54米/19層,氣測組分以甲烷為主,現場測試含氣量達2~5立方米/噸。
二是六盤山盆地下白堊統見頁巖油氣顯示。中國地質調查局在寧夏固原凹陷實施的頁巖氣調查井—固頁1井,在下白堊統馬東山組發現多層頁巖油氣顯示,巖心局部見油跡。
四川盆地下古生界海相頁巖氣勘查開發獲得重大突破:
一是重慶涪陵焦石壩建成首個規模化開發的頁巖氣田。中國石化在重慶涪陵區塊龍馬溪組完成水平井75口,單井日產量均在10萬立方米以上,獲得三級儲量2500多億立方米,已探明地質儲量1067.5億立方米。2014年該氣田累計產氣超過12億立方米,日均產氣360萬立方米。
二是四川長寧—威遠和云南昭通龍馬溪組相繼獲得高產頁巖氣流。中國石油在四川威遠區塊實施威204井,經壓裂測試,初始產量16.5萬立方米/日,長寧區塊寧201井測試產量15萬立方米/日;云南昭通區塊YS108H1—1水平井獲得最高20萬立方米/日的工業氣流。在長寧—威遠和昭通區塊實現頁巖氣勘查突破,獲得三級儲量2000多億立方米。
三是貴州習水龍馬溪組獲重大突破。中國石化在綦江南區塊實施丁頁2HF井,壓裂測試獲日產10.52萬立方米的工業氣流,有望成為繼涪陵頁巖氣田之后中國石化第二個頁巖氣商業開發基地。四是川西南威遠地區下寒武統筇竹寺組首獲高產頁巖氣流。中國石化在川西南井研—犍為區塊威遠構造帶實施金頁1HF井,分段壓裂測試獲得8萬立方米/日的高產氣流。
四川盆地中生界陸相頁巖氣勘查開發取得突破。
一是川西三疊系須家河組獲得頁巖氣工業氣流。中國石化在川西實施新頁HF—2水平井,壓裂試氣最高產量達4.6萬立方米/日。
二是川東北下侏羅統獲得頁巖氣工業氣流。中國石化在川東北元壩區塊實施的元頁HF—1水平井,壓裂獲頁巖油產量14立方米/日、頁巖氣7000立方米/日;在建南區塊實施的建頁HF—1水平井,測試頁巖氣產量1.23萬立方米/日。
鄂爾多斯盆地三疊系陸相頁巖氣勘查開發取得新進展。2010年以來,延長石油在甘泉區塊三疊系實施頁巖氣鉆井38口,其中水平井3口。直井單井產量約2000立方米/日,水平井單井產量4000~8000立方米/日。
中標區塊頁巖氣勘查穩步推進。
一是川渝湘鄂下志留統龍馬溪組取得重要進展。中標企業在湖北來鳳咸豐、重慶黔江和南川、湖南保靖和龍山等區塊針對下志留統龍馬溪組實施的來地1井、濯頁1井、南頁1HF井、保頁1井、龍參2井等獲得頁巖氣發現,含氣量達到1~4立方米/噸。其中,保頁1井壓裂改造后,測試最高產量2000立方米/日,龍參2井最高產量6000立方米/日。
二是渝黔下寒武統牛蹄塘組獲得頁巖氣發現。中標企業在重慶城口實施的城地1井、城探1井和城地3井均鉆遇良好頁巖氣顯示,解析含氣量達4立方米/噸。在貴州岑鞏實施的天星1井,壓裂改造測試日產量3000立方米。
產能建設快速發展。中國石化率先在涪陵區塊實現頁巖氣商業開發。截至2014年底,重慶涪陵區塊開鉆頁巖氣水平井131口,完井112口,分段壓裂82口,投產75口,形成了年產25億立方米的頁巖氣產能。
中國石油加快推進威遠、長寧和昭通頁巖氣規模建產。2014年30個產建平臺已完成鉆前28個,10個備用平臺全部啟動。開鉆井96口,完鉆井41口,建成產能7億立方米,全年生產頁巖氣1.6億立方米。年輸量15億立方米的長寧外輸管線建成投運。延長石油穩步推進陸相頁巖氣示范區產能建設。
截至2014 年底,初步落實三疊系含氣面積250平方千米,概算頁巖氣地質儲量387.5億立方米,建成產能2000萬立方米/年。
記者了解到,針對我國南方地區構造復雜、海相頁巖演化程度高等特點,初步形成了“深水陸棚相帶是基礎,良好保存條件是關鍵”的海相頁巖氣“二元”富集模式;建立了“階梯運移、背斜匯聚、斷—滑控縫、箱狀成藏”的成藏模式,為我國海相頁巖氣勘查開發提供了理論基礎。
通過技術引進、消化吸收和攻關,我國基本掌握了頁巖氣地球物理、鉆井、完井、壓裂和試氣等頁巖氣勘查開發技術。3500米以淺水平井鉆井及分段壓裂熟練作業,具備水平井分段壓裂段多達22段、長達2130米的能力。自主研發的可移動式鉆機、3000型壓裂車等設備,以及頁巖氣“甜點”預測軟件,在勘查開發中取得較好的應用效果。水平井鉆完井周期從150天減少到70天,最短46天,水平井單井成本從1億元下降到5000~7000萬元。
一是建立嚴格的工藝流程,有效保護環境。鉆井采用“四開四層套管”井身結構,飲用水層采用清水鉆進和獨立固井封隔,防止污染。壓裂返排廢水100%處理后重復利用。放噴測試過程中“邊測試、邊生產”,有效防止對空氣的污染。探索利用二氧化碳壓裂替代大型水力壓裂,泥漿、巖屑等殘余物進行無害化處理,以減少和杜絕開發過程對水、大氣、土壤等的污染。
二是采用“井工廠”作業模式,節約利用土地。在頁巖氣開發過程中采用“井工廠”作業模式和叢式鉆井技術,有效控制井場占地面積,減少對地表植被的破壞。在頁巖氣勘查開發過程中,注重天然林保護和礦區環境綠化,對井場及時開展土地復墾工作,實現了“邊生產、邊建設、邊復墾”,建立了頁巖氣資源有效開發的綠色發展模式。
