翟剛毅：中國頁巖氣，未來可期

文/本刊記者 劉榮

他們是大國崛起的脊梁

他們是中國創(chuàng)新的先鋒

他們來自代表各行各業(yè)的百名科學(xué)家和百名基層科技工作者

我們用鏡頭和筆墨 立題記事

在《大國先鋒》

講他們動人的中國故事

看他們?yōu)橹冻龅牟环渤删汀?/p>

2010年，我國科學(xué)家經(jīng)過不斷尋找和探索，終于在四川盆地發(fā)現(xiàn)了頁巖氣。當(dāng)時，業(yè)界有人認(rèn)為，我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，只有在如四川盆地這樣沒有后期地質(zhì)改造的穩(wěn)定巖層里才有頁巖氣。

眾所周知，我國能源自產(chǎn)量與消費量之間缺口巨大，且能源結(jié)構(gòu)極其不合理。煤炭在一次能源消費中占比達(dá)到60%以上，而天然氣僅占5%。這種局面帶來的問題顯而易見——

首先，石油近65%依賴進口，天然氣38%依賴進口，能源安全面臨巨大威脅。

其次，過分依賴高污染的煤炭，清潔能源利用率較低，環(huán)境污染日益嚴(yán)重。

我國政府已意識到問題的嚴(yán)重性，下決心調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，計劃到2020年，天然氣在一次能源的消費占比達(dá)到10%以上。毫無疑問，未來我國天然氣需求量會不斷增大和上漲，但怎么滿足和支撐這些需求？

答案呼之欲出，自然是開采非常規(guī)天然氣，比如頁巖氣。這種脫胎于巖石中的氣體，10多年來一舉改變美國能源結(jié)構(gòu)，使其石油天然氣不僅實現(xiàn)自給自足，還從進口轉(zhuǎn)變成了出口。

美國頁巖氣革命的繁榮景象能否在我國再現(xiàn)？中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心副主任翟剛毅認(rèn)為，如果把我國頁巖氣限定在四川盆地這樣的穩(wěn)定區(qū)域，“四川盆地就那么大點面積，中國頁巖氣的前景也就不是很

翟剛毅，教授級高級工程師，中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心副主任。中國地質(zhì)學(xué)會非常規(guī)油氣地質(zhì)專業(yè)委員會秘書長，中國地質(zhì)調(diào)查局非常規(guī)油氣地質(zhì)重點實驗室主任。國家科技重大專項“大型油氣田與煤層氣開發(fā)”——“頁巖氣資源評價方法與勘查技術(shù)攻關(guān)”項目負(fù)責(zé)人。南方頁巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工程首席。曾獲國家科技進步特等獎，國土資源部科技進步一、二、三等獎。樂觀了。”

在野外觀察巖石

翟剛毅供職的中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，在我國油氣資源戰(zhàn)略、規(guī)劃、管理及勘探中，承擔(dān)了許多基礎(chǔ)性、前瞻性、公益性的重要研究工作。在中國頁巖氣“尋蹤”這條路上，他們不信邪，不避險，挑起了跳出四川盆地，在復(fù)雜山區(qū)尋找頁巖氣的擔(dān)子。

“山區(qū)的巖石經(jīng)過長期擠壓，要么拱起（背斜），要么凹下去（向斜），不像四川盆地那么穩(wěn)定。”翟剛毅說，四川盆地之外大部分是向斜，他們就要在這樣的巖層里尋找頁巖氣。打了幾口井，然而效果卻讓人失望。“四川盆地日產(chǎn)20～30萬方氣，向斜這個地方只有1～2萬方。”

開局不順，大家的積極性并沒有受影響，反而進一步思考什么樣的向斜能形成高產(chǎn)氣田。翟剛毅說：“之前的向斜兩端暴露地表，氣可能因此散失掉。我們覺得是不是應(yīng)該考慮一下逆斷向斜。向上推叫逆，向下叫順。逆斷向斜，就是在向斜翼部發(fā)育逆斷層，把其他巖層推到了向斜上面，造成一個地區(qū)局部封閉的環(huán)境，我們推斷這種背景可能有益于氣體保存。”

循著這個思路，翟剛毅帶領(lǐng)油氣中心頁巖氣調(diào)查團隊在貴州遵義的正安縣打了一口井，沒想到竟收獲了四個層位的油氣發(fā)現(xiàn)，不僅有距今兩億多年二疊紀(jì)的天然氣，還有距今四億年的頁巖氣，以及更老的五億年左右的常規(guī)氣。“這是理論上、認(rèn)識上的突破，才有油氣勘查的突破。”翟剛毅說。

正安縣頁巖氣的發(fā)現(xiàn)，是我國油氣工業(yè)在滇黔桂地區(qū)開展工作60年來首次取得的重大突破。專家一致認(rèn)為，這是一個歷史性、里程碑式、開天辟地式的重要發(fā)現(xiàn)。

這次發(fā)現(xiàn)，不僅圓了貴州人民的油氣夢，同時也證明了中國的頁巖氣不只存在于四川盆地這種穩(wěn)定區(qū)，也存在于復(fù)雜山區(qū)。據(jù)媒體報道，2018年春節(jié)前后，當(dāng)?shù)卣部h已經(jīng)用上了這口井的天然氣。

翟剛毅表示，探索新的地區(qū)、新的層位，這都是他們工作的一部分。“新地區(qū)上，我們已經(jīng)在山區(qū)有所突破，我們開始考慮探索更古老的層位，比如六億年、七億年的巖層有沒有頁巖氣。”

古老巖層的頁巖氣怎么找？翟剛毅說：“在普遍熱演化程度比較高的地方找低的，即高中找低，找埋藏得比較淺的地方。”這個“地方”就是相對隆升隆起的周邊。據(jù)此，翟剛毅提出了“古隆起邊緣沉藏理論”。在該理論指導(dǎo)下，勘探人員在湖北宜昌距今6億多年的寒武系、震旦系兩個層位發(fā)現(xiàn)了頁巖氣。其中，寒武系的井獲得了最高17萬方的產(chǎn)量，平均穩(wěn)定產(chǎn)量7.8萬方。震旦系獲得5千多方產(chǎn)量。

在翟剛毅看來，頁巖氣革命首先是理論層面的突破，其次就是鉆探開采工藝的突破。“這兩個方面的工作，我國開展了大量研究和探索。我們在四川、貴州取得了成功，更老的地層比如宜昌地區(qū)也取得了突破。最近幾年，我們用前面所說的兩項理論指導(dǎo)地質(zhì)調(diào)查，在大概10多個新區(qū)6個地層取得了頁巖氣的重大發(fā)現(xiàn)，我們還在做進一步的研究和探索。”

翟剛毅認(rèn)為，和美國比較，我國頁巖氣地質(zhì)條件復(fù)雜，開采難度大，需要拿出勇氣和決心，不斷探索適合我國國情的開發(fā)道路，多區(qū)多點開花，逐個擊破。在翟剛毅心中，在眾多勘探人員心中，中國頁巖氣，未來可期！