貴州省盤州地區頁巖氣研究進展

楊瑩潔　黃宇琪　丁雪　張桂娜　楊玉蘭　林琴

摘 要

現如今隨著我國社會與經濟的迅猛發展，能源結構的轉型也迫在眉睫，天然氣資源的重要性日益凸顯。而頁巖氣作為一種資源潛力非常大的非常規天然氣能源，對我國的能源結構的轉型和未來非常規天然氣的發展有巨大作用。盤州市位于貴州省西北部，煤炭資源豐富，是西南地區重要的煤炭產區，該地區發育的大套海陸過渡相煤系地層，具有很大的頁巖氣資源勘探潛力，但海陸過渡相頁巖的地質特點及盤州地區的地貌特點等，使得該地區的頁巖氣資源勘探仍處在探索階段。

關鍵詞

貴州省;盤州市;頁巖氣勘探開發

中圖分類號： F426.22;TE151 ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 97

0 引言

中國的煤炭資源豐富但油氣資源相對缺乏，這決定了我國以煤炭資源為主的傳統能源結構，這樣的能源結構給環境造成了較大的壓力。而天然氣作為一種較為清潔環保的重要能源類型，受到了全世界的關注，現全球天然氣資源開發利用發展迅速，隨著我國對天然氣資源的勘探開發逐漸深入，天然氣資源占總體能源消費的比例也逐漸增加（在2016年就占據了能源總消費的6.2%），但仍遠低于世界平均值23.8%和美國的31.5%[1]。

參加2018年12月13日舉行的“2019國際能源發展高峰論壇”的專家認為，當前，世界正迎來低碳、無碳的新一輪能源轉型。從較為單一能源結構逐漸向多元化轉型，這一轉型一方面需要非化石能源的利用，另一方面化石能源如何清潔化利用。天然氣作為一種低碳、清潔的能源，目前已經成為許多國家重要能源類型之一。就中國而言，中國傳統天然氣資源儲量有限，其生產不能滿足目前天然氣消費的國內需求（中國傳統天然氣資源總量為56萬億立方米，居世界第六位）。

目前我國經濟的快速發展導致天然氣供需缺口逐漸增大[2]，加之我國天然氣資源的匱乏，直接導致我國天然氣對外依存度也在逐年攀升，至2017年，我國天然氣產量為1479億立方米左右，但總消費需求量則高達2407億立方米，對外依存度達到39%。且天然氣需求量仍在逐年上升，這將稱為我國社會發展和國家安全的重大隱患[3]。

為推動天然氣資源勘探開發，近年來，非常規天然氣能源的勘探開發逐漸受到重視。頁巖氣是一種重要的非常規天然氣資源，我國頁巖氣資源儲量巨大，具有重要的勘探開發潛力。

1 頁巖氣勘探開發現狀

1.1 國內外頁巖氣的勘探開發現狀

頁巖氣是以吸附態和游離態為主要狀態且主體賦存于頁巖層系中，未發生大規模長距離運移的一種非常規天然氣[4]。與常規天然氣相比，頁巖氣具有分布面積廣，富集厚度大的特點。美國在2000年左右，頁巖氣勘探開發尚未取得較大的突破時，美國的天然氣資源主要靠進口，至07年左右北美地區頁巖氣現商業開采后，美國進口天然氣量開始下降，至2014年美國基本擺脫天然氣依靠進口的局面，在2018年時美國頁巖氣產量達到6122.億立方米，這一改變深刻影響了世界政治經濟格局，也使得世界各國開始重視頁巖氣的開發和利用。

根據美國能源信息署（EIA）評估，我國頁巖氣可采儲量約為36萬億立方米，位列世界第一。根據國土資源部頁巖氣資源調查研究顯示，我國頁巖氣主要分布在我國北方和西南地區，鄂爾多斯盆地和四川盆地實現了商業開發，2015年，我國頁巖氣產量約為45億立方米。

1.2 貴州頁巖氣資源研究概況

根據2011年全國頁巖氣資源潛力與有利區優選成果，貴州省頁巖氣資源總量在全國排名第四位，發展潛力巨大。目前國內主力產氣層下志留統龍馬溪組頁巖在黔北、黔西北有較大范圍發育，且習頁1井等頁巖氣探井揭示了龍馬溪組在貴州具有較高的含氣量。同時，黔西、黔西南地區廣泛發育的海陸過渡相頁巖層系也顯示了很高的含氣量，具有很大的資源潛力及研究價值。

貴州黔北習水丁山于2013年完鉆了以龍馬溪組為目的層系的丁頁2HF探井1口，隨后便進入試采階段且試采之后平均其產氣量達4.3萬m3/d。位于正安縣安場鎮的安頁巖氣勘查區，含頁巖氣層系的面積高達695.11平方公里。從2015年下半年開鉆，到2016年上半年完鉆的安頁一井，是該區的第一口頁巖氣勘探井，井深約2900米，該井一共有四個含氣層，分別是五峰——龍馬溪組、棲霞組、寶塔組、石牛欄組四個含氣層。2018年，安頁1井成功完成測試并使用一定的技術手段，使得大約5000居民使用上了天然氣。

1.3 盤州頁巖氣資源研究概況

盤州市地處黔西地區，龍潭組等海陸過渡相煤系地層作為煤炭產層已經具有很長的開發歷史，使煤炭勘探開發經驗及地質資料的積累更為豐富，近年來，貴州省政府也加大了對頁巖氣資源的勘探力度，使盤州市成為貴州西部地區重點勘探地區之一。

2012年4月，貴州省建立了以頁巖氣和煤層氣研究為主的研究中心，主要研究未來社會以頁巖氣和煤層氣的開發利用等工作。項目中心經過兩年多的研究開發，在盤縣中山區松河實施了頁巖氣、煤層氣勘探開發試驗井，取得了技術突破和成果。2013年，在六盤水境內鉆探了貴州省內舊司組第一口成功點火并獲得工業氣流的頁巖氣井“水頁1井”。2013-2015年，在盤州市開發目的層為龍潭組的“三氣”，共探共采的參數井9口、調查井5口，壓裂排采井9口，開發壓裂排采后，雖然單井日產氣量高達兩千米，但目前還并未其進行開發利用。

2 盤州頁巖氣勘探存在問題

2.1 理論基礎薄弱

盤州地區主要的潛質頁巖層系為海陸過渡相，而目前全球范圍內成功勘探開發的絕大多數潛質頁巖層系均為海相地層，這使得盤州市地頁巖氣資源的地質特征、富集機理與目前研究成熟的產氣層系區別較大，能夠借鑒的研究成果較少。

2.2 技術難度大

頁巖屬于“低孔低滲”，這種特點就使得大多數頁巖氣井必須實施壓裂改造后才可能獲得工業氣流，海陸過渡相頁巖層系黏土礦物含量高，巖層脆性低，壓裂難度遠高于海相地層。且盤州市地區屬于山地地貌，地質條件復雜，埋深較大，開采的難度也隨之增加。

2.3 基礎設施落后

盤州市雖然在煤炭資源勘探開發方面有很長的歷史，但在油氣勘探開發方面的經驗卻相對欠缺。當地公路運輸網絡、水電管道等基礎設施覆蓋率也并不高，給當地的山區鉆探施工帶來了一定的困難。在后期，要實現資源利用，天然氣運輸還需要大規模的基礎設施支持。

3 盤州頁巖氣勘探開發建議

3.1 產學研緊密結合

盤州市煤炭企業眾多，且相當一部分處于轉型發展的關鍵階段，頁巖氣資源研究應與當地煤炭企業緊密結合，依托煤炭開發資料，充分利用現有設備設施，并與企業共享勘探成果。這樣的產學研緊密研究，既能夠高效整合現有資源，加快推進地區頁巖氣資源勘探進展，又能夠為當地企業提供轉型發展新方向和新領域，帶動盤州地區能源結構轉型，促進經濟發展。

3.2 政策性指導及支持

自2009年以后，頁巖氣便被國家能源戰略置于了一個非常重要的位置，在頁巖氣產業政策（2013年底第5號通知）中也明確地指出，頁巖氣的勘探和開發應納入國家戰略性新興產業。第三屆中國油氣資源發展戰略高端研討會在2018年底的時候于北京召開并且提出，要加大對石油和天然氣的勘探開發力度，爭取實現油氣行業的可持續發展，要按照“東西并重，陸海并進，常非并舉”的總體思路，就是圍繞勘探開發的有利區進行開采，力爭在2020年實現天然氣總產量2000億立方米左右，其中致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規天然氣資源也成為天然氣增儲上產的重要領域。為響應國家資源開發建議及政策，貴州省也相繼出臺一系列相關指導性文件，鼓勵頁巖氣資源勘探開發。目前，貴州省、六盤水市、盤州市相關政府部門大力支持頁巖氣資源研究項目，聯合區域內外各高校，大力推動區域內頁巖氣資源勘探和開發進程。

4 結語

頁巖氣資源的開發利用對于未來緩解貴州省能源緊張的狀況、改變現在貴州省以煤炭為主的能源結構、提高“清潔能源”比例、緩解環境壓力，促進經濟增長等。同時，頁巖氣資源的勘探開發有利于區域經濟轉型，為本地經濟注入新動力，加快脫貧攻堅步伐。盤州市是目前貴州省內最有可能實現頁巖氣勘探突破的區域之一，該地區具有重大的頁巖氣資源潛力。充分利用盤州地區現有地質資料及煤炭開發經驗，加強海陸過渡相頁巖氣資源富集機理研究，推動產學研合作，在國家和地方政府推動下，盤州地區頁巖氣資源實現勘探進程必將進一步加快。

參考文獻

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