中國頁巖氣勘探開發現狀與展望

常 宏

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井工藝研究所，黑龍江大慶163000）

1 國外頁巖氣資源勘探開發現狀

頁巖氣的勘探開發最先起源于美國，因此美國在全球頁巖氣勘探開發領域最為領先。自1821年美國開始鉆探第一口位于紐約阿帕拉契亞盆地的頁巖氣井開始，就拉開了頁巖氣勘探開發的序幕，21世紀以來，隨著開發開采技術的不斷提高，美國在頁巖氣勘探開發領域取得了突飛猛進的發展，正因如此也掀起了世界各地勘探開發頁巖氣的熱潮。

據EIA相關數據表明，全球范圍內技術可控的頁巖氣可開采資源量大約為212×1012m3，在非常規氣可開采資源量之中占據61.8%的比例，在全球常規與非常規氣可開采資源總量之中占據26.2%的比例。頁巖氣能源的分布比較廣泛，在亞太地區、北美地區、拉丁美洲以及非洲地區都有比較豐富的儲量。

1.1 美國頁巖氣勘探開發現狀

在頁巖氣勘探開發上，美國是絕對的領航者，自1821年以來，沿著美國本土“U”形斷裂帶，自東部向西部延伸拓展開發，歷經了近2個世紀的研究和探索，截止到2013年在頁巖氣產量方面，美國已超過2650×108m3。2013年全年，美國天然氣總產量達到6870×108m3，其中有40%的產量來自于頁巖氣，在全球天然氣總產量之中占8%的比例。隨著勘探開發技術的不斷提升，產量也得到了顯著的增長，對美國常規氣產量降低得到有效的彌補。

1.2 其它國家頁巖氣勘探開發現狀

全球范圍內，加拿大已然是第二大頁巖氣開發開采國，當前已達到200×108m3。但受到種種技術原因的約束，加之對頁巖氣資源儲量勘探不明，其他地區頁巖氣勘探開發進度緩慢，處于勘探開發初級階段的地區較多。在歐洲，德、波、法以及匈牙利已經逐步開始了對于頁巖氣的開發；印度也對國內資源量做出了相關的勘探評估，并已進入鉆探開發；澳大利亞、阿根廷以及南非也分別對資源量做出了相關的勘探評估。

2 中國頁巖氣概況

2.1 中國區域地質背景

中國大陸的地質構造比較復雜，具有多塊體拼接、多期次、多旋回的特性。研究表明，前南華紀陸核形成與古中國地臺形成階段是我國的地質構造演化階段；古地臺解體與古中國大陸形成階段；印支期后中、新生代中國大陸繼承發展構成了我國的地質構造演化3大階段。由于演化階段的不同以及盆地類型的不同，導致我國有機質頁巖以及頁巖氣的儲藏量較大，勘探開發極具潛力。

2.2 中國頁巖氣形成條件

我國大陸頁巖氣由于以下4個方面條件得以形成[1]：

（1）頁巖發育具有豐富性。富有機質頁巖在各個時代各個地區儲藏量都很豐富。

（2）頁巖分布具有不均衡性。海相富有機質頁巖、過渡相富有機質與煤系富有機質頁巖以及湖相富有機質頁巖分別分布在南方的3大區域、中西部4大盆地，受到沉積凹陷的影響，具有很強的分隔性。

（3）頁巖形成具多重性。在整體含量豐富的有機質中，高有機質含量頁巖發育程度和集中程度各有不同；頁巖有機質包含類型也多種多樣；由于不同時代地質背景不同，頁巖熱成熟度變化區間也很大。

（4）頁巖藏量具差異性。在巖性組合、高TOC含量集中段發育程度、熱成熟度、礦物組成與含量、納米孔隙發育程度等主要儲層特征的不同導致不同頁巖具有明顯差異。

2.3 中國頁巖氣分布情況

頁巖氣資源在我國比較豐富，但由于諸多因素的影響，尤其是勘探水平不足，雖然我國具有豐富的頁巖氣資源，但是依然不具備對全國資源進行系統評價的能力，因此，在國內外對我國頁巖氣藏量說法不一。2012年，來自國資部的數據表明，我國陸域頁巖氣地質資源量約134×1012m3，可采資源量約25×1012m3(不含青藏地區)，主要分布于南方古生界、華北地區下古生界、塔里木盆地寒武—奧陶系3大海相頁巖和松遼盆地白堊系、準噶爾盆地中—下侏羅統、鄂爾多斯盆地上三疊統、吐哈盆地中—下侏羅統、渤海灣下第三系五大陸相頁巖分布區。

3 中國頁巖氣勘探開發現狀

3.1 國內頁巖氣開發技術現狀

目前，仍需國外服務公司對我國頁巖氣分段壓裂封隔施工提供技術服務。在廣1平3井現場試驗中，由江漢油田井下測試公司自主研發的頁巖氣泵送復合材料分段封隔(壓裂)技術獲得成功，使得頁巖氣的勘探開發成本有效降低。2012年東方物探“富有機質頁巖層系非地震勘探技術研究”項目獲得生產許可，標志著我國頁巖氣三維時頻電磁勘探項目步入正軌。也使得我國頁巖氣開發取得突破性的進展[2]。

3.2 國內頁巖氣水平鉆完井現狀

目前在國內外一直認為水平井鉆井是頁巖氣勘探的最據可行性的方法，依托低壓欠平衡空氣鉆井以及旋轉導向鉆井技術的全面發展，為我國頁巖氣勘探開發提供技術支持。我國頁巖氣勘探開發處于起步階段，勘探主要以直井來取芯來獲取有效的含氣參數，采用水平井鉆井的方式來提高產能。由于我國現階段對控制壓力鉆井掌握相對成熟，并且在旋轉導向鉆井技術上也取得了試驗成功。因此在我國頁巖氣勘探試驗階段，最為行之有效的方式為控制壓力鉆井或旋轉導向技術。

4 中國頁巖氣發展前景

雖然我國在頁巖氣勘探試驗井上以取得突破，但仍處于勘探開發的起步階段，發展基礎與全球其他成熟地區還有一些差距。因此，我國頁巖氣勘探方面仍需要不停地探索和實踐。在未來的階段，我國需要強化技術攻關，突破對基礎地質的研究、推進建立先導試驗、優選開發關鍵區域，通過頁巖氣勘探開發技術的不斷提高，來提高頁巖氣的產量，從而實現我國在頁巖氣領域穩定發展。