中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)進(jìn)展、潛力及前景

鄒才能 趙 群 叢連鑄 王紅巖 施振生 武 瑾 潘松圻

1.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院 2.國(guó)家能源頁(yè)巖氣研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心 3.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司

0 引言

世界能源發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入從化石能源向新能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵期，天然氣作為最清潔的化石能源，是化石能源向新能源轉(zhuǎn)換的“橋梁”或最佳“伙伴”[1]。北美“頁(yè)巖氣革命”成功，使美國(guó)由天然氣進(jìn)口大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹诖髧?guó)，深刻改變了世界天然氣供給格局[1-3]。全球頁(yè)巖氣資源豐富，水平井多段壓裂等技術(shù)是頁(yè)巖氣資源開發(fā)的成熟有效技術(shù)[1-3]，在美國(guó)頁(yè)巖氣示范效應(yīng)的帶動(dòng)下，中國(guó)和阿根廷也實(shí)現(xiàn)了對(duì)頁(yè)巖氣資源的有效開發(fā)，產(chǎn)量持續(xù)快速增長(zhǎng)[4-5]。近年來，水平井密切割、地下光纖監(jiān)測(cè)和大數(shù)據(jù)人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，推動(dòng)頁(yè)巖氣開發(fā)再次實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。但近期受新冠肺炎疫情和產(chǎn)油國(guó)出口博弈等因素的影響，全球油氣價(jià)格持續(xù)走低，國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣開發(fā)面臨著新的形勢(shì)[6]。

作為北美之外最大的頁(yè)巖氣生產(chǎn)國(guó)，通過10余年勘探開發(fā)攻關(guān)，中國(guó)以四川盆地及其鄰區(qū)為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了海相頁(yè)巖氣資源的有效開發(fā)[1,3]。以四川盆地埋深3 500 m以淺的海相頁(yè)巖區(qū)為重點(diǎn)，2020年全國(guó)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量200×108m3，其中中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)石油）在蜀南的長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和昭通等區(qū)塊實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量116×108m3，中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)石化）在涪陵、威榮頁(yè)巖氣田實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量84×108m3。隨著頁(yè)巖氣開發(fā)的持續(xù)快速推進(jìn)，明確埋深超過3 500 m深層頁(yè)巖氣的開發(fā)潛力如何，既是判斷未來中國(guó)頁(yè)巖氣資源開發(fā)潛力和發(fā)展前景等的前提，也是決定能否在川渝地區(qū)建成“天然氣大慶”的關(guān)鍵。

1 世界頁(yè)巖氣發(fā)展概況

2020年世界頁(yè)巖氣總產(chǎn)量為7 688×108m3（增長(zhǎng)3.2%），其中美國(guó)7 330×108m3、中國(guó)200×108m3、阿根廷 103×108m3、加拿大 55×108m3，美國(guó)是世界頁(yè)巖氣開發(fā)的主體。

1.1 油氣開發(fā)形勢(shì)

美國(guó)頁(yè)巖油氣成為全球油氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主要領(lǐng)域，“頁(yè)巖革命”推動(dòng)美國(guó)實(shí)現(xiàn)“能源獨(dú)立”[4,7]。據(jù)美國(guó)能源信息署（EIA）的數(shù)據(jù)，2020年美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量為7 330×108m3，占其天然氣總產(chǎn)量的約80%；2019年美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)957×108m3，占全球天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)率的73%。2020年美國(guó)致密油/頁(yè)巖油產(chǎn)量為3.5×108t，占其原油總產(chǎn)量的比例超過50%；2019年美國(guó)致密油/頁(yè)巖油產(chǎn)量增長(zhǎng)0.6×108t（增長(zhǎng)19%），占全球原油產(chǎn)量增長(zhǎng)率的66%。2019年美國(guó)能源產(chǎn)量為22.6×108噸油當(dāng)量（ton oil equivalent，縮寫為toe），消費(fèi)量為22.2×108噸油當(dāng)量，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了“能源獨(dú)立”。

2020年受新冠肺炎疫情的影響，國(guó)際原油價(jià)格一直低位徘徊，美國(guó)頁(yè)巖油氣行業(yè)出現(xiàn)了“破產(chǎn)潮”（Haynes and Boone，2020，據(jù)國(guó)外網(wǎng)站新聞報(bào)道），頁(yè)巖油氣產(chǎn)量大幅度下跌后有望在2020年第四季度開始恢復(fù)（Energy Voice，2020，據(jù)國(guó)外網(wǎng)站新聞報(bào)道）。2020年4月20日美國(guó)西德輕質(zhì)原油價(jià)格（WTI）為-37.6美元/桶（EIA，2020）。當(dāng)油價(jià)低于35美元/桶，30%的頁(yè)巖油氣公司資不抵債，20%的頁(yè)巖油氣公司面臨財(cái)務(wù)危機(jī)。大批企業(yè)申請(qǐng)破產(chǎn)，誘發(fā)了全行業(yè)進(jìn)入“破產(chǎn)潮”。2020年將有170家從事頁(yè)巖油氣的公司破產(chǎn)，是2019年的2.3倍，行業(yè)資產(chǎn)減值超過3 000億美元（Haynes，2020，據(jù)國(guó)外網(wǎng)站新聞報(bào)道）。2020年5月份頁(yè)巖氣產(chǎn)量減少400×108m3/a以上，致密油/頁(yè)巖油產(chǎn)量減少近4 000×104t/a；2020年6月份產(chǎn)量開始逐步恢復(fù)。此次深度破產(chǎn)重組后，在2020年第四季度頁(yè)巖油氣產(chǎn)量完全恢復(fù)。

1.2 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1）美國(guó)政府主導(dǎo)超前布局“能源獨(dú)立”戰(zhàn)略，是“頁(yè)巖油氣革命”成功的關(guān)鍵。1976年美國(guó)政府通過《能源部重組法案》，在能源部（DOE）主導(dǎo)下設(shè)立了天然氣研究院（GTI）和非常規(guī)天然氣研究項(xiàng)目，28年持續(xù)投入油氣科技項(xiàng)目超過50億美元[8]；1979年頒布《原油意外獲利法》第29條，對(duì)1980年到1993年期間鉆探并于2003年之前生產(chǎn)和銷售的非常規(guī)氣實(shí)施稅收減免[9]。

2）依靠科技和管理創(chuàng)新提質(zhì)提效，是推動(dòng)頁(yè)巖油氣行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的永恒主題。近10年北美頁(yè)巖油氣開發(fā)技術(shù)和管理革新不斷升級(jí)換代（圖1）。以Marcellus氣田為例，2012年以來頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)多次革新，地質(zhì)工程一體化和工廠化等管理模式不斷創(chuàng)新，頁(yè)巖氣開發(fā)效率大幅度提升。2012—2017年，以密切割為主體的4代技術(shù)跨越，助力頁(yè)巖氣單井最終可采儲(chǔ)量（EUR）由1.2×108m3提高至4.0×108m3。2018年以來，以大數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的第5代技術(shù)，推動(dòng)頁(yè)巖氣開發(fā)成本再降低（幅度超過30%）[10]。

圖1 美國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展歷程簡(jiǎn)圖

3）依托現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)科技試驗(yàn)，多方緊密結(jié)合面向生產(chǎn)的科研攻關(guān)模式值得借鑒。美國(guó)GTI主導(dǎo)在多個(gè)盆地開展了不同類型的頁(yè)巖油氣開發(fā)科技先導(dǎo)試驗(yàn)，創(chuàng)新關(guān)鍵理論技術(shù)，有效推動(dòng)了頁(yè)巖油氣田的高效開發(fā)。2010年以來，GTI主導(dǎo)并聯(lián)合技術(shù)服務(wù)公司和生產(chǎn)企業(yè)，在Marcellus、Permian和Eagle Ford等頁(yè)巖油氣田開展先導(dǎo)試驗(yàn)，有針對(duì)性地解決生產(chǎn)問題，頁(yè)巖油氣采收率由10%～15%提高至35%以上[11]。

4）依靠完善的市場(chǎng)機(jī)制，低油氣價(jià)格下實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣低成本的產(chǎn)業(yè)深度整合后，頁(yè)巖油氣行業(yè)有望快速?gòu)?fù)蘇。盡管美國(guó)頁(yè)巖油生產(chǎn)成本在30美元/桶左右，但在高額的債務(wù)負(fù)擔(dān)下，需要WTI油價(jià)超過57美元/桶，行業(yè)才有可能實(shí)現(xiàn)盈利[6]。2020年Brent國(guó)際原油平均價(jià)格為41.85美元/桶，在此輪低油氣價(jià)格的影響下，通過完善的市場(chǎng)機(jī)制，大量從事頁(yè)巖油氣的公司破產(chǎn)重組，有利于行業(yè)短期擺脫高額債務(wù)危機(jī)。當(dāng)前國(guó)際原油價(jià)格在40美元/桶以上，美國(guó)頁(yè)巖油氣行業(yè)在2020年第四季度逐步恢復(fù)生產(chǎn)（Energy Voice，2020，據(jù)國(guó)外網(wǎng)站新聞報(bào)道）。

2 中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)進(jìn)展

中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量從無到有，僅用6年時(shí)間就實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)100×108m3，其后又用2年時(shí)間在深埋3 500 m以淺實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)200×108m3的歷史性跨越，在深埋3 500～4 000 m深層實(shí)現(xiàn)突破發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造了中國(guó)天然氣發(fā)展史上的奇跡。

2.1 中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)歷程

2.1.1 合作借鑒階段（2007—2009年）

此階段國(guó)內(nèi)學(xué)者引入美國(guó)頁(yè)巖氣概念，在地質(zhì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，明確了四川盆地上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組和下寒武統(tǒng)筇竹寺組兩套頁(yè)巖是中國(guó)頁(yè)巖氣的工作重點(diǎn)，找到了長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和昭通頁(yè)巖氣有利區(qū)，并啟動(dòng)了產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)建設(shè)。該階段屬于中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的啟蒙階段（圖2）。2007年中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院與美國(guó)新田石油公司聯(lián)合開展了“威遠(yuǎn)地區(qū)頁(yè)巖氣聯(lián)合研究”，2008年在長(zhǎng)寧構(gòu)造北翼鉆探我國(guó)第1口頁(yè)巖氣地質(zhì)資料井——長(zhǎng)芯1井，確定四川盆地五峰組—龍馬溪組為頁(yè)巖氣工作的主力層系[3-4]。2009年12月中國(guó)石油批復(fù)了《中國(guó)石油頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)工作方案》，確立了長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和昭通3個(gè)頁(yè)巖氣有利區(qū)，啟動(dòng)了產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)建設(shè)，初步提出年產(chǎn)15×108m3的頁(yè)巖氣發(fā)展目標(biāo)[3-4]。

2.1.2 自主探索階段（2010—2013年）

此階段通過努力攻關(guān)與實(shí)踐，中國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)理論及開發(fā)認(rèn)識(shí)取得重要進(jìn)展，明確了四川盆地海相五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣的開發(fā)價(jià)值（表1），發(fā)現(xiàn)了蜀南和涪陵兩大頁(yè)巖氣區(qū)，是中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展突破階段（圖2）。2010年，中國(guó)第一口頁(yè)巖氣井——威201直井，在龍馬溪組頁(yè)巖段壓裂獲得頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量0.3×104～1.7×104m3/d，解決了有無頁(yè)巖氣的問題[3,12-13]；在北美以外首次在頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)孔徑介于5～100 nm的納米孔隙；中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院率先在川南長(zhǎng)寧雙河地區(qū)，建立了第一批五峰組—龍馬溪組數(shù)字化露頭剖面[3,12-13]。2011年中國(guó)石油在長(zhǎng)寧區(qū)塊實(shí)施了寧201-H1水平井10段壓裂，獲得頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量15×104m3/d，成為中國(guó)第一口具體商業(yè)開發(fā)價(jià)值的頁(yè)巖氣井[3,12-13]。2012年中國(guó)石化經(jīng)過多年不斷探索，在重慶涪陵地區(qū)以五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖為目的層，鉆探了焦頁(yè)1HF水平井，獲得頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量20.3×104m3/d，發(fā)現(xiàn)了涪陵頁(yè)巖氣田[14-15]。2013年中國(guó)石化啟動(dòng)了涪陵區(qū)塊頁(yè)巖氣井組開發(fā)試驗(yàn)[14]。此外，陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司和神華集團(tuán)有限責(zé)任公司等投入超過50億元人民幣，在四川盆地以外開展了大量的海相、陸相和海陸過渡相頁(yè)巖氣的勘探評(píng)價(jià)工作，但總體效果欠佳[3]。

圖2 中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程簡(jiǎn)圖

表1 國(guó)內(nèi)外典型頁(yè)巖氣田相關(guān)參數(shù)對(duì)比表

國(guó)家十分重視頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從多方位支持頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2010年，國(guó)家能源頁(yè)巖氣研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心揭牌成立，2011年在國(guó)家科技重大專項(xiàng)中設(shè)立頁(yè)巖氣項(xiàng)目。2011年，國(guó)土資源部發(fā)布公告，確定頁(yè)巖氣為獨(dú)立礦種，2011—2012年通過兩輪招標(biāo)共計(jì)出讓19個(gè)頁(yè)巖氣區(qū)塊。2012年，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱發(fā)改委）、財(cái)政部、國(guó)土資源部和國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布了《頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011—2015年）》，提出了2015年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣65×108m3的發(fā)展目標(biāo)。2012年，發(fā)改委批準(zhǔn)設(shè)立了涪陵、長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)、昭通和延安4個(gè)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)；財(cái)政部和國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于出臺(tái)頁(yè)巖氣開發(fā)利用補(bǔ)貼政策的通知》，對(duì)2012—2015年開發(fā)利用的頁(yè)巖氣補(bǔ)貼0.4元/m3。在國(guó)家政策的大力支持下，中國(guó)石油和中國(guó)石化兩家企業(yè)以四川盆地為重點(diǎn)，2013年實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣年產(chǎn)量2×108m3的生產(chǎn)突破。

2.1.3 工業(yè)化開發(fā)階段（2014年至今）

此階段中國(guó)頁(yè)巖氣有效開發(fā)技術(shù)逐漸趨于成熟，埋深3 500 m以淺頁(yè)巖氣資源實(shí)現(xiàn)了有效開發(fā)，埋深3 500 m以深頁(yè)巖氣開發(fā)取得了突破進(jìn)展，四川盆地海相頁(yè)巖氣已經(jīng)成為我國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要組成部分，是中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的跨越發(fā)展階段（圖2）。

中國(guó)石油實(shí)現(xiàn)了川南地區(qū)五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖氣的有效開發(fā)。2014年，中國(guó)石油啟動(dòng)了川南地區(qū)26×108m3/a頁(yè)巖氣產(chǎn)能建設(shè)，2015年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量13×108m3。“十三五”期間，中國(guó)石油加快頁(yè)巖氣開發(fā)步伐，以長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和昭通埋深3 500 m以淺頁(yè)巖氣資源為主實(shí)施產(chǎn)能建設(shè)工作，截至2019年底，累計(jì)探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量10 610×108m3，2019年生產(chǎn)頁(yè)巖氣80.3×108m3，2020年生產(chǎn)頁(yè)巖氣116.1×108m3。

中國(guó)石化實(shí)現(xiàn)了涪陵、威榮區(qū)塊五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖氣的有效開發(fā)。2014年，中國(guó)石化啟動(dòng)涪陵氣田產(chǎn)能建設(shè)工作，通過兩輪建設(shè)2016年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量50×108m3。2017年，在涪陵區(qū)塊實(shí)施頁(yè)巖氣立體開發(fā)，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)，并啟動(dòng)威榮氣田產(chǎn)能建設(shè)。截至2019年底，累計(jì)探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量7 255×108m3，2019年生產(chǎn)頁(yè)巖氣73.4×108m3，2020 年產(chǎn)量達(dá) 84.1×108m3。

國(guó)家繼續(xù)強(qiáng)力支持頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2016年，國(guó)家能源局發(fā)布了《頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃（2016—2020年）》。2015年，財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于頁(yè)巖氣開發(fā)利用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》，對(duì)2016—2018年開發(fā)利用的頁(yè)巖氣補(bǔ)貼0.3元/m3、2019—2020年開發(fā)利用的頁(yè)巖氣補(bǔ)貼0.2元/m3。2018年，財(cái)政部、稅務(wù)總局印發(fā)《關(guān)于對(duì)頁(yè)巖氣減征資源稅的通知》，對(duì)2018年4月1日—2021年3月31日生產(chǎn)的頁(yè)巖氣減征30%資源稅。2020年，財(cái)政部發(fā)布《清潔能源發(fā)展專項(xiàng)資金管理暫行辦法》，明確2020—2024年通過多增多補(bǔ)的方式延續(xù)頁(yè)巖氣補(bǔ)貼政策。

在川南、涪陵頁(yè)巖氣田開發(fā)取得突破后，全國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量加快增長(zhǎng)，2018年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)到108×108m3，2019年產(chǎn)量為 154×108m3，2020年產(chǎn)量超過200×108m3。2014—2019年中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)550×108m3，其中頁(yè)巖氣占產(chǎn)量增長(zhǎng)貢獻(xiàn)率的28%，已經(jīng)成為中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要組成部分（圖 2）。

2.2 理論技術(shù)進(jìn)展

通過10余年的勘探開發(fā)攻關(guān)，四川盆地海相頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)取得了重要的進(jìn)展，埋深3 500 m以淺海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)成熟配套，埋深介于3 500～4 000 m海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)基本形成。

2.2.1 基礎(chǔ)理論取得重要進(jìn)展

2.2.1.1 五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖儲(chǔ)層具有高有機(jī)質(zhì)含量和高納米級(jí)孔隙度的“兩高”特征

2010年，對(duì)川南頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的分析結(jié)果表明，龍馬溪組底部總有機(jī)碳含量值（TOC）超過3%的頁(yè)巖厚度介于10～20 m，威201井在國(guó)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)孔徑介于5～100 nm的納米孔隙[12-14]。采用分子動(dòng)力學(xué)模擬，考慮頁(yè)巖微觀孔隙表面水膜厚度，甲烷可動(dòng)孔喉半徑均值為5.0 nm[4,16]。通過分析大量中下?lián)P子五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖樣品發(fā)現(xiàn)，納米孔隙是頁(yè)巖氣的主要儲(chǔ)集空間（圖3），占總有效孔隙度的60%～80%[12-13]。研究發(fā)現(xiàn)，川南五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖TOC＞3%儲(chǔ)層的孔隙度介于3%～8%。

圖3 川南地區(qū)龍馬溪組頁(yè)巖微觀孔隙鏡下照片

2.2.1.2 五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖發(fā)育5類層理，層理類型控制著頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的品質(zhì)

五峰組—龍馬溪組海相頁(yè)巖主要發(fā)育5大類層理：水平層理、韻律層理、塊狀層理、遞變層理和交錯(cuò)層理，其中水平層理根據(jù)紋層結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)分為條帶狀粉砂型、遞變型、砂泥遞變型和砂泥互層型4種類型[17]。條帶狀粉砂型水平層理泥紋層含量最高，泥紋層由于物質(zhì)組成、孔隙類型及結(jié)構(gòu)、面孔率、孔徑分布、微裂縫類型及密度等均優(yōu)于粉砂紋層，故其儲(chǔ)層品質(zhì)為最佳[18]。其順層縫最發(fā)育，水平滲透率達(dá)184.285 mD、垂直滲透率僅為0. 655 mD，兩者相差達(dá)291倍。順層縫能有效溝通無機(jī)礦物孔隙、納米級(jí)有機(jī)質(zhì)孔等，可以成為油氣水平運(yùn)移的高速通道[19]。含氣頁(yè)巖由于垂直滲透率低，阻礙了頁(yè)巖氣垂向迅速逸散而有利于保存；而高水平滲透率則大大改善了頁(yè)巖儲(chǔ)層的水平滲流能力，并且能夠在水平井水力壓裂改造后形成復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量[4]。

2.2.1.3 揭示海相深水陸棚筆石黑色頁(yè)巖形成機(jī)理，建立頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)區(qū)”和“甜點(diǎn)段”地質(zhì)理論

多地質(zhì)事件耦合形成了四川盆地及其鄰區(qū)五峰組—龍馬溪組“深水陸棚”優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖“甜點(diǎn)段”[12-13,20]，形成時(shí)間介于距今447.42～440.77 Ma，發(fā)育大量筆石化石[21]，具生物硅含量高和TOC高的特征。四川盆地及其鄰區(qū)頁(yè)巖儲(chǔ)層分布連續(xù)、構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)保存條件好、儲(chǔ)層“超壓”等是控制頁(yè)巖氣井高產(chǎn)的主要地質(zhì)因素[22]。郭旭升針對(duì)涪陵頁(yè)巖氣田特征，提出了深水沉積和有效保存“二元富集”規(guī)律[23]。鄒才能等提出了常規(guī)—非常規(guī)天然氣“有序聚集”的認(rèn)識(shí)，并建立了頁(yè)巖氣富集區(qū)“甜點(diǎn)區(qū)”與“甜點(diǎn)段”理論[24]。通過不斷開發(fā)實(shí)踐，明確高脆性富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖（TOC＞4%、脆性礦物含量超過70%）是優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層，U/Th比通常大于1.25，其中龍馬溪組底部3～5 m是最優(yōu)的水平井靶體段[20]。

2.2.1.4 川南深層優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖厚度大、保存條件好、發(fā)育微裂縫與異常超高壓，頁(yè)巖氣富集高產(chǎn)

川南深層TOC＞4%的優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲(chǔ)層“甜點(diǎn)段”厚度為8～17 m，由于受到深層高儲(chǔ)層壓力形成孔內(nèi)支撐、高強(qiáng)度石英礦物形成剛性骨架支撐和封閉成巖環(huán)境有機(jī)酸長(zhǎng)期鈣質(zhì)礦物溶蝕3項(xiàng)因素的影響，使得埋深超過3 500 m的深層頁(yè)巖孔隙度介于3.9%～5.8%，孔隙度與淺層差異不大[12-13,25]。川南深層頁(yè)巖上覆巨厚地層構(gòu)成高密閉體，有機(jī)質(zhì)生烴后形成高壓力封存，瀘州地區(qū)儲(chǔ)層壓力系數(shù)介于1.8～2.2，地層能量充足，氣井生產(chǎn)前3個(gè)月套壓在30 MPa以上。川南深層寬緩向斜發(fā)育橫向拉張和層間滑移兩類裂縫，裂縫密度向核部增大，可以有效提升頁(yè)巖儲(chǔ)層的連通性，瀘203井位于向斜核部，該井測(cè)試日產(chǎn)頁(yè)巖氣量達(dá)138×104m3。

2.2.1.5 基于“人造氣藏”理念，多段壓裂形成縫網(wǎng)體系、構(gòu)建流動(dòng)系統(tǒng)，初步構(gòu)建頁(yè)巖氣開發(fā)理論

頁(yè)巖儲(chǔ)層致密，以“甜點(diǎn)段”為目標(biāo)，通過水平井多段壓裂形成密集縫網(wǎng)，構(gòu)建“人造高滲區(qū)，重構(gòu)滲流場(chǎng)”，建立“人造氣藏”，是頁(yè)巖氣井獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵[26]。建立多機(jī)制、多尺度、多場(chǎng)耦合滲流模型模擬和氣井產(chǎn)能遞減分析，明確典型井前1年、3年、5年、7年分別采出單井最終可采儲(chǔ)量（EUR）的25%、47%、60%、70%，第8年吸附氣產(chǎn)量貢獻(xiàn)率超過50%[27-28]。

2.2.2 關(guān)鍵工程技術(shù)進(jìn)展

2.2.2.1 水平井多段壓裂等關(guān)鍵工程技術(shù)指標(biāo)大幅度提升，深層頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)日趨成熟

建立了本土化的頁(yè)巖氣有效開發(fā)技術(shù)體系，埋深3 500 m以淺頁(yè)巖氣開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)大幅度提升，實(shí)現(xiàn)了第一代向第二代的技術(shù)發(fā)展跨越。“一趟鉆”鉆井技術(shù)日趨成熟，實(shí)現(xiàn)了造斜段—水平段進(jìn)尺最高達(dá)2 407 m的目標(biāo)。采用“多簇射孔、高強(qiáng)度加砂、暫堵轉(zhuǎn)向”壓裂工藝技術(shù)，全面提升長(zhǎng)水平段水平井的壓裂改造效果。以威204井區(qū)為例，水平井水平段長(zhǎng)度、壓裂段數(shù)、壓裂加砂量、壓裂液量、壓裂加砂強(qiáng)度和測(cè)試產(chǎn)量由2016年的 1 506 m、19.9段、2 246 t、41 377 m3、1.7 t/m和 16.4×104m3/d，分別提升至2020年的1 965 m、23.0段、5 180 t、52 646 m3、2.7 t/m 和 29.2×104m3/d（ 圖 4）， 單 井EUR由 0.49×108m3提 升 至1.02×108m3。針對(duì)深層頁(yè)巖氣儲(chǔ)層高溫、高應(yīng)力的特點(diǎn)，采用地表泥漿冷卻和大功率壓裂裝備等，可以基本滿足埋深介于3 500～4 000 m頁(yè)巖氣資源的有效開發(fā)。

2.2.2.2 通過地質(zhì)—工程一體化，實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣開發(fā)最優(yōu)化，是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣高效開發(fā)的關(guān)鍵

2014 年，在地質(zhì)工程一體化理念的指導(dǎo)下，創(chuàng)新了頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的適用性模式。在川南頁(yè)巖氣開發(fā)中，中國(guó)石油通過一體化設(shè)計(jì)、一體化管理和一體化滾動(dòng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了“高產(chǎn)量、高EUR、高采收率”的目標(biāo)[20,29-31]。基于高分辨率構(gòu)造、地質(zhì)屬性的多尺度天然裂縫，國(guó)內(nèi)首次在頁(yè)巖氣田中建立了全區(qū)和平臺(tái)尺度三維地質(zhì)力學(xué)模型，鉆井、完井壓裂、生產(chǎn)、開發(fā)四大工程系統(tǒng)的地質(zhì)工程一體化全覆蓋[32-33]，實(shí)現(xiàn)了水平井箱體最優(yōu)化、改造參數(shù)最優(yōu)化、生產(chǎn)制度最優(yōu)化、開發(fā)技術(shù)政策最優(yōu)化[33]。深層頁(yè)巖氣高產(chǎn)模式：水平井高產(chǎn)需要優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層厚度超過5 m，鉆遇水平段長(zhǎng)度大于1 500 m，壓裂簇?cái)?shù)（單段7～8簇）+加砂強(qiáng)度（超過2.5 t/m）+暫堵轉(zhuǎn)向，頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量將超過50×104m3/d[20]。

圖4 威204井區(qū)頁(yè)巖氣水平井關(guān)鍵參數(shù)變化統(tǒng)計(jì)圖

2.2.2.3 借助于地下光纖監(jiān)測(cè)、人工智能大數(shù)據(jù)和數(shù)字化井場(chǎng)等新技術(shù)，頁(yè)巖氣開發(fā)成本有望繼續(xù)降低

針對(duì)頁(yè)巖氣“人造氣藏”的特點(diǎn)，中國(guó)石油和中國(guó)石化在四川盆地頁(yè)巖氣開發(fā)過程中已經(jīng)引入光纖監(jiān)測(cè)技術(shù)，以評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣人造氣藏開發(fā)效果并優(yōu)化工程技術(shù)；針對(duì)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)工作量大，各油田已經(jīng)逐步開展人工智能大數(shù)據(jù)分析，深度挖掘有效信息，提升頁(yè)巖氣開發(fā)效果；通過儲(chǔ)層—井筒—地面數(shù)字化、信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了“數(shù)據(jù)共享、專業(yè)分析、綜合利用、輔助決策”[31-33]。頁(yè)巖氣數(shù)字化開發(fā)管理實(shí)現(xiàn)了井場(chǎng)的無人值守，大幅度降低頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)工作強(qiáng)度，有效降低了頁(yè)巖氣井開發(fā)管理成本[31-33]。

3 中國(guó)頁(yè)巖氣資源開發(fā)潛力

以四川盆地及其鄰區(qū)海相頁(yè)巖氣為主體，并且積極開展對(duì)海陸過渡相及陸相頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)攻關(guān)研究，估算該區(qū)合計(jì)可再探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過 6×1012m3。

3.1 中淺層海相頁(yè)巖氣是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“壓艙石”

四川盆地及其鄰區(qū)埋深介于2 500～3 500 m的中淺層海相超壓頁(yè)巖氣區(qū)已建成200×108m3/a的產(chǎn)氣規(guī)模，未來以穩(wěn)產(chǎn)為主，是頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。初步評(píng)價(jià)表明，埋深介于2 500～3 500 m的五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣開發(fā)有利區(qū)面積為1.3×104km2，頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量約8.0×1012m3。截至2020年底，中國(guó)石油和中國(guó)石化以涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)和昭通等區(qū)塊為重點(diǎn)，已探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過2.0×1012m3，面積約2 000 km2，其中中國(guó)石油探明儲(chǔ)量為10 610×108m3、中國(guó)石化探明儲(chǔ)量為9 408×108m3。綜合考慮地表地理和地下地質(zhì)條件，估算埋深3 500 m以淺還可再探明頁(yè)巖氣有利區(qū)面積700 km2，可以再新增探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過5 000×108m3。

按照單井控制面積0.5 km2、單井EUR為1.1×108m3來測(cè)算，可鉆開發(fā)井5 400口，計(jì)算頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量約5 900×108m3。考慮建產(chǎn)期和遞減期的生產(chǎn)情況，埋深介于2 500～3 500 m頁(yè)巖氣資源量可建年產(chǎn)規(guī)模200×108m3穩(wěn)產(chǎn)20年以上。2020年，中國(guó)石油在川南地區(qū)已建成年產(chǎn)氣規(guī)模100×108～120×108m3，中國(guó)石化以涪陵、威榮區(qū)塊為重點(diǎn)建成年產(chǎn)氣規(guī)模80×108～90×108m3（圖5）。因此，按照穩(wěn)產(chǎn)20年的目標(biāo)，埋深介于2 500～3 500 m的海相頁(yè)巖氣已基本完成產(chǎn)能建設(shè)，未來以穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)為主。

3.2 深層海相頁(yè)巖氣是未來產(chǎn)量增長(zhǎng)的主體

四川盆地及其鄰區(qū)埋深介于3 500～4 500 m的深層海相超壓頁(yè)巖氣區(qū)，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣300×108m3以上規(guī)模的資源基礎(chǔ)，是未來頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主要領(lǐng)域。初步評(píng)價(jià)結(jié)果認(rèn)為，埋深介于3 500～4 500 m的五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣開發(fā)有利區(qū)面積為1.6×104km2，頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量為9.6×1012m3。截至2019年底，中國(guó)石化在威榮頁(yè)巖氣田探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量為1 247×108m3，累計(jì)投產(chǎn)井超過20口，頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量介于12×104～24×104m3/d，2019年產(chǎn)量為1×108m3。中國(guó)石油在瀘州、渝西、長(zhǎng)寧和威遠(yuǎn)等區(qū)塊已鉆深層頁(yè)巖氣勘探評(píng)價(jià)井超過40口，其中8口井頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量超過20×104m3/d。四川盆地及其鄰區(qū)海相頁(yè)巖氣開發(fā)潛力分析結(jié)果如表2所示。

1）埋深介于3 500～4 000 m的海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)基本成熟，是“十四五”期間主要的建產(chǎn)領(lǐng)域。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，埋深介于3 500～4 000 m的五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣開發(fā)有利區(qū)面積為0.5×104km2，頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量約為3.0×1012m3。瀘203、足202-H1和陽(yáng)101H1-2等一批評(píng)價(jià)井已經(jīng)獲得了高產(chǎn)，頁(yè)巖氣單井EUR超過1.5×108m3。其中，瀘203井頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量達(dá)到138×104m3/d，預(yù)測(cè)單井EUR超過2.0×108m3。綜合考慮地表地理和地下地質(zhì)條件，估算可探明面積為1 000 km2，可探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量為8 000×108m3。按照單井控制面積為0.5 km2、單井EUR為1.5×108m3來測(cè)算，可以鉆開發(fā)井2 000口，計(jì)算頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量約為3 000×108m3，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣100×108m3規(guī)模且穩(wěn)產(chǎn)20年以上的潛力（表2）。

2）埋深介于4 000～4 500 m的海相頁(yè)巖氣有效開發(fā)技術(shù)突破以后，具備再上產(chǎn)200×108m3/a的開發(fā)潛力。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，埋深介于4 000～4 500 m的五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖氣開發(fā)有利區(qū)面積為1.1×104km2，頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量約為9.0×1012m3。區(qū)內(nèi)一批評(píng)價(jià)井獲得了較高的頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量，如陽(yáng)101H2-8井，目的層垂深為4 129 m，頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量為51×104m3/d；黃202井，目的層垂深為4 082 m，測(cè)試產(chǎn)量為22×104m3/d。綜合考慮地表地理和地下地質(zhì)條件，估算可探明面積為2 000 km2，可探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量為16 000×108m3。按照單井控制面積為0.5 km2、單井EUR為1.5×108m3來測(cè)算，可以鉆開發(fā)井4 000口，計(jì)算頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量約為6 000×108m3，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣200×108m3規(guī)模且穩(wěn)產(chǎn)20年以上的潛力（表2）。

表2 四川盆地及其鄰區(qū)海相頁(yè)巖氣開發(fā)潛力分析結(jié)果表

3）埋深超過4 500 m的超深層海相頁(yè)巖氣資源豐富，可作未來保持穩(wěn)產(chǎn)的接替領(lǐng)域。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，埋深超過4 500 m的五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖分布面積超過4 000 km2，頁(yè)巖氣地質(zhì)資源量約為2.4×1012m3，主要分布在瀘州南部、長(zhǎng)寧西北部和重慶東部等地區(qū)。瀘州南部的瀘204井，目的層垂深超過4 500 m，壓裂水平段長(zhǎng)度為650 m，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層鉆遇率為54%，頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量為14×104m3/d。綜合考慮地表地理和地下地質(zhì)條件，估算可探明面積為800 km2，可探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量為6 400×108m3。按照單井控制面積為0.5 km2、單井EUR為1.5×108m3來測(cè)算，可以鉆開發(fā)井1 600口，計(jì)算頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量為2 400×108m3，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣80×108m3規(guī)模且穩(wěn)產(chǎn)20年以上的潛力（表 2）。

3.3 低壓低豐度海相頁(yè)巖氣可作為長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)的接替

中上揚(yáng)子復(fù)雜地區(qū)廣泛發(fā)育低壓低豐度海相頁(yè)巖儲(chǔ)層，分布面積超過2×104km2。如四川盆地外圍區(qū)的五峰組—龍馬溪組和筇竹寺組頁(yè)巖，已經(jīng)有超過50口的勘探井獲氣，通常壓力系數(shù)介于0.8～1.2，尚不能經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。初步估算，具有一定開發(fā)前景的頁(yè)巖氣區(qū)面積超過2 000 km2，可探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過8 000×108m3。按照單井控制面積為0.5 km2、單井EUR介于 0.5×108～ 0.8×108m3，總計(jì)可以鉆開發(fā)井4 000口，計(jì)算頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量為2 000×108～3 000×108m3，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣60×108～100×108m3規(guī)模且穩(wěn)產(chǎn)10年以上的潛力（表 2）。

3.4 新區(qū)新領(lǐng)域頁(yè)巖氣在多個(gè)地區(qū)見到突破的苗頭

鄂爾多斯、四川等盆地海陸過渡相、陸相頁(yè)巖氣勘探評(píng)價(jià)取得重要進(jìn)展，有效開發(fā)取得突破以后，具備建成年產(chǎn)頁(yè)巖氣100×108～150×108m3規(guī)模的資源遠(yuǎn)景。

鄂爾多斯盆地下二疊統(tǒng)山西組海陸過渡相頁(yè)巖氣勘探取得良好效果。中國(guó)石油多口井在該盆地東緣大寧—吉縣區(qū)塊山2段獲得頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量 0.2×104～ 1.0×104m3/d，其中大吉 51直井測(cè)試產(chǎn)量為0.7×104m3/d；延長(zhǎng)石油3口井在延川區(qū)塊山1段獲得工業(yè)氣流，其中云頁(yè)平3水平井測(cè)試產(chǎn)量為5.3×104m3/d、云頁(yè)平6水平井測(cè)試產(chǎn)量為2.0×104～3.0×104m3/d[34-35]。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，山2段頁(yè)巖氣勘探有利區(qū)面積為5 000 km2（圖6），頁(yè)巖氣資源量超過1.0×1012m3。

四川盆地侏羅系、二疊系富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖段也顯示出較好的頁(yè)巖氣勘探潛力。該盆地下侏羅統(tǒng)自流井組大安寨段二亞段黑色頁(yè)巖集中發(fā)育，TOC＞1.0%、厚度超過30 m的頁(yè)巖分布面積達(dá)4×104km2（圖7），Ro介于0.9%～1.6%，既生油又生氣[36-37]。秋林19、龍淺2兩口直井分別在大安寨段頁(yè)巖段獲得頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量0.23×104m3/d和0.26×104m3/d[36-37]。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，侏羅系頁(yè)巖氣勘探有利區(qū)面積為6 000 km2，頁(yè)巖氣資源量介于 0.3×1012～ 0.6×1012m3。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M頁(yè)巖在全盆地廣泛分布，在川東南瀘州—重慶為海陸過渡相，在川東北墊江—云陽(yáng)地區(qū)為海相侏羅系。頁(yè)巖儲(chǔ)層TOC高（介于0.5%～12.0%），演化程度適中（Ro介于2.2%～3.5%），脆性礦物含量較高（超過45%），與龍馬溪組頁(yè)巖相似[38-39]。初步評(píng)價(jià)結(jié)果表明，侏羅系頁(yè)巖氣勘探有利區(qū)面積為1.6×104km2，頁(yè)巖氣資源量為4.4×1012m3。

圖6 鄂爾多斯盆地山2段頁(yè)巖厚度分布圖

4 中國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)前景

從當(dāng)前天然氣勘探開發(fā)總體形勢(shì)來看，頁(yè)巖氣具備產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的基本條件，是未來中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要力量。中國(guó)陸上各大含油氣盆地繼續(xù)發(fā)現(xiàn)大型常規(guī)天然氣田的概率較低，未來常規(guī)天然氣產(chǎn)量以穩(wěn)產(chǎn)為主[40-42]；以鄂爾多斯盆地為主體的致密氣產(chǎn)量已接近峰值，產(chǎn)量繼續(xù)增長(zhǎng)的規(guī)模有限[43-45]；雖歷經(jīng)多年攻關(guān)，但煤層氣高效開發(fā)技術(shù)的進(jìn)展卻仍較緩慢，開發(fā)前景總體仍不明朗[43-45]。初步預(yù)判，在目前的技術(shù)條件下，2025年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將有望達(dá)到300×108m3，2030年將達(dá)到350×108～400×108m3（圖8），是未來中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要組成。

4.1 頁(yè)巖氣是中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要組成

圖7 四川盆地大安寨段頁(yè)巖厚度分布圖

圖8 中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量預(yù)測(cè)圖

初步預(yù)判的結(jié)果表明：2025年中國(guó)天然氣年產(chǎn)量將達(dá)到2 270×108m3，與2019年的天然氣年產(chǎn)量相比增長(zhǎng)29%，其中頁(yè)巖氣年產(chǎn)量將達(dá)到300×108m3，與2019年的頁(yè)巖氣年產(chǎn)量相比增長(zhǎng)146×108m3，占天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的29%；2030年中國(guó)天然氣產(chǎn)量將有望達(dá)到2 500×108m3，與2019年的天然氣產(chǎn)量相比增長(zhǎng)42%，其中頁(yè)巖氣年產(chǎn)量將達(dá)到350×108～400×108m3。頁(yè)巖氣將成為支撐我國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要組成部分。

4.2 海相頁(yè)巖氣是建成四川盆地“天然氣大慶”的重要資源

我國(guó)已在松遼盆地建成東部“陸上石油大慶”、鄂爾多斯盆地建成西部“常規(guī)—非常規(guī)油氣大慶”，未來將在四川盆地建成“常規(guī)—非常規(guī)天然氣大慶”，簡(jiǎn)稱“川渝天然氣大慶”。2019年四川盆地天然氣總產(chǎn)量為504×108m3，其中頁(yè)巖氣占51%。預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)石油和中國(guó)石化在四川盆地有望實(shí)現(xiàn)天然氣產(chǎn)量超過700×108m3（約合原油當(dāng)量6 300×104t），將成為我國(guó)最大的油氣產(chǎn)區(qū)之一，在川渝地區(qū)（四川盆地）將建成 “天然氣大慶”。 2025年全國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量300×108m3，將主要來自四川盆地，占其天然氣總產(chǎn)量的43%，在該盆地天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)中的貢獻(xiàn)超過一半。

4.3 海相深層是未來頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主體

海相深層頁(yè)巖氣產(chǎn)量具備再建設(shè)產(chǎn)能300×108m3以上的條件。“十四五”期間，埋深介于3 500～4 000 m的海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)將基本過關(guān)，考慮20年穩(wěn)產(chǎn)的要求可以上產(chǎn)100×108m3/a，以支撐2025年全國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)到300×108m3。鑒于埋深介于4 000～4 500 m海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)突破難度較大，2030年全國(guó)海相頁(yè)巖氣產(chǎn)量低情景狀態(tài)為350×108m3、高情景狀態(tài)為400×108m3。海相超深層和低壓低豐度頁(yè)巖氣開發(fā)突破以后，既可以彌補(bǔ)中淺層和部分深層的頁(yè)巖氣產(chǎn)量遞減，又可以作為海相頁(yè)巖氣長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)的“接替者”（圖8）。

4.4 非海相頁(yè)巖氣有望支撐頁(yè)巖氣產(chǎn)量長(zhǎng)期持續(xù)增長(zhǎng)

鄂爾多斯、四川等含油氣盆地發(fā)育大量海陸過渡相和陸相等非海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層，多口勘探評(píng)價(jià)井已獲得了較高的頁(yè)巖氣測(cè)試產(chǎn)量，具有良好的頁(yè)巖氣開發(fā)前景。但受資源勘探工作量較少、試采井生產(chǎn)時(shí)間較短、工程技術(shù)仍需攻關(guān)等制約因素的影響，非海相頁(yè)巖氣開發(fā)前景目前較難判斷。參考中國(guó)海相頁(yè)巖氣發(fā)展歷程，若2030年開發(fā)技術(shù)能夠獲得突破，則有望支撐中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量長(zhǎng)期持續(xù)增長(zhǎng)。

5 結(jié)論

1）在國(guó)家的強(qiáng)力支持下，通過10余年的勘探開發(fā)攻關(guān)，四川盆地海相頁(yè)巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)取得了重大的創(chuàng)新，埋深3 500 m以淺海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)已成熟配套，埋深介于3 500～4 000 m海相頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)基本形成。中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量從無到有，用6年時(shí)間實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)100×108m3，其后又用2年時(shí)間實(shí)現(xiàn)了200×108m3的歷史跨越，創(chuàng)造了中國(guó)天然氣發(fā)展史上的奇跡。

2）以四川盆地及其鄰區(qū)海相頁(yè)巖氣為主體，并且積極開展對(duì)海陸過渡相及陸相頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的攻關(guān)研究，估算該區(qū)的合計(jì)可探明頁(yè)巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量超過8×1012m3，可以支持中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量持續(xù)快速增長(zhǎng)。其中，埋深3 500 m以淺的中淺層海相頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量為5 900×108m3，已建成年產(chǎn)氣能力200×108m3；估算埋深介于3 500～4 500 m的海相頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量為9 000×108m3，可建成年產(chǎn)氣能力 300×108m3。

3）初步預(yù)判認(rèn)為，2025年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將達(dá)到300×108m3，2030年將達(dá)到350×108～400×108m3，是未來中國(guó)天然氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的重要力量；其中海相深層是未來頁(yè)巖氣產(chǎn)量增長(zhǎng)的主力，到2030年有望建成頁(yè)巖氣年產(chǎn)氣規(guī)模150×108～200×108m3。以四川盆地為主體的頁(yè)巖氣開發(fā)將有望推動(dòng)川渝地區(qū)成為我國(guó)最大的油氣產(chǎn)區(qū)，在四川盆地建成“天然氣大慶”。

本文基于當(dāng)前的理論技術(shù)認(rèn)識(shí)預(yù)測(cè)較為落實(shí)的頁(yè)巖氣發(fā)展前景。隨著關(guān)鍵工程技術(shù)的不斷創(chuàng)新突破以及頁(yè)巖氣開發(fā)成本的不斷降低，中國(guó)頁(yè)巖氣的發(fā)展前景仍有進(jìn)一步向好的空間。