四川盆地頁巖氣資源勘探開發前景探討

汪立東

（大慶油田有限責任公司勘探事業部，黑龍江 大慶 163453）

中國頁巖氣未來的發展前景與四川盆地頁巖氣的勘探和開發有著直接的影響，想要實現我國頁巖氣的快速發展，四川盆地頁巖氣勘探和開發工作顯得十分重要，本文主要闡述了四川盆地頁巖氣地質背景，分析和研究了四川盆地頁巖氣勘探開發新進展以及我國頁巖氣開發面臨的困難與障礙。

1 四川盆地地質背景

四川盆地以北為米倉山、以南為大涼山、西接龍門山、東接七曜山，橫跨四川省重慶市，總計面積大約19×104km2。我國早期就已經在四川盆地進行了石油的勘探和開采，開發至今經歷了60多年時間，累計發現和開發天然氣油田100多個，四川盆地天然氣開采量基本占到了全國的五分之一，是我國重要的天然氣生產區。四川盆地構造為大型古老疊合沉積盆地，屬于揚子地臺西部重要的一級單元，巖漿巖及前震旦系變質巖是主要的基底，在太平洋構造、特提斯構造的影響下，經歷了兩大沉積演化階段，四川盆地在印支運動之前屬于揚子古海盆的一部分，經歷了寒武系、奧陶系、志留系等受到揚子地臺發展影響在半深水—深水地區有著豐富的有機頁巖，頁巖地層局部區域在加里東、海西運動下受到剝失。四川盆地黔北地區在泥盆系、石炭系沉積期上升隆起，四川盆地在早印支運動后逐漸地向著大型內陸坳陷，不斷的沉積過程中出現了湖沼相頁巖、湖相。四川盆地以北的東向受到喜馬拉雅運動盆地褶皺回返，逐漸形成了以斷裂體系和褶皺。

2 四川盆地頁巖氣勘探開發新進展

2.1 下古生界五峰組—龍馬溪組海相頁巖氣初步實現了商業開發

龍馬溪組—五峰組頁巖的主要形式為半深水、深水陸棚相沉積，有著脆性高、厚度大、分布廣、TOC高、孔隙裂縫發育特點，頁巖氣儲量十分豐富。龍馬溪組—五峰組頁巖厚度范圍為300～600m 之間，主要分為三個巖性段，最上層為龍馬溪組三段，主要的組成材質為雜色粘土質頁巖夾薄層碳酸鹽巖，厚度在120～400m 之間，TOC的數值不大于1%，屬于低有機豐度，是龍馬溪組—五峰組頁巖氣的重要組成部分；中部主要以粉砂質巖為主，還含有一定量的間夾薄層，我們稱為龍馬溪組二段，厚度在40～100m 之間，TOC在1%～2%之間，有機質豐度高，屬于潛在頁巖氣段；嘴下部分的主要組成為硅質、鈣質、炭質等，我們稱為龍馬溪組一段，厚度在80～120m之間，TOC數值不小于3%，有機質含量極高，屬于優質頁巖氣層段。龍馬溪組一段的底部30～50m 范圍內，含有大量的鈣質頁巖、富生物硅質，孔隙度在5%左右，含氣量在5～6m2/t左右，TOC數值在4%左右，壓力系數在1.2～2.0 范圍之內，成為了頁巖氣的主力產量區域，與北美優質頁巖氣地層的性質比較類似。

2.2 下古生界筇竹寺組頁巖氣實現重要發現

四川盆地中筇竹寺組也是以半深水—深水陸棚相沉積為主的頁巖地層，厚度在200～600m的范圍內，頁巖厚度在60～150m之間，TOC數值大于2%，硅質頁巖夾炭質頁巖是其下部的主要成分，炭質頁巖是其中部的主要成分，砂質白云巖和間夾白云巖使其上部的主要成分，上部的主要顏色為深灰色頁巖、綠灰色頁巖。筇竹寺組頁巖有著有機含量高、巖石脆性好、分布廣泛等特點，是目前比較有前景的開采層系之一。筇竹寺組頁巖氣發現的時間比較早，在早期的四川盆地鉆井過程中，大部分鉆井遇到筇竹寺組頁巖時，都有著良好的氣顯示。四川盆地筇竹寺組頁巖氣開展勘探開發以來，威201井日產氣量達到了1.05×104m3，威201-H3井日產氣量2.85×104m3，金石1井日產氣量2.6×104m3。經過我們的研究和調查發現，筇竹寺組頁巖氣與龍馬溪組—五峰組頁巖氣形成富集條件上有著較大的差異，筇竹寺組時代久遠，生物成因硅質、鈣質含量較少，熱演化程度很高，很難進行構造改造，已經出現了比較明顯的有機碳化現象，儲集物性不佳，含氣性不高。

3 我國頁巖氣開發面臨的困難與障礙

3.1 資源勘探水平相對落后

我國頁巖氣的儲量十分豐富，但是在開采的過程中還面臨著開采難度大、成本投資高、施工周期長等問題，大規模進行開采還需不斷努力。我國國內的頁巖油資源調查與評價還沒有采取系統性的開展，資源總量和分布和了解的不夠深入，一般都是通過EIA 等國外機構與我們初步的分析調查結果進行判斷。地質評價水平與國外發達國家相比還存在一定的差距，我國頁巖氣預測儲量的能力還有待提升，切記不能沒有勘探結果就盲目地開發和開采，目前我們已經在四川盆地開展了大規模的頁巖氣地質評價和開采工作，取得了一定的成績。

3.2 核心技術尚不成熟

水平壓裂與水平鉆井技術是頁巖氣開發中的重要技術手段，我國在以上兩個方面與先進國家相比較還有著一定的不足，水平壓裂技術中主要包括重復壓裂技術、同步壓裂技術、多級壓裂技術、清水壓裂技術等，水平鉆井技術主要包括控制壓力鉆井技術、欠平衡鉆井技術、旋轉導向鉆井技術等，我國頁巖氣儲層與美國頁巖氣儲層相比還有著很大的差異，我國的頁巖氣沉積時代比較早，頁巖氣儲層的深度都基本超過3000m，勘探難度比較大，氣藏結構比較復雜，美國的頁巖氣儲層比較淺，儲層深度基本沒有超過3000m，有的甚至才幾百米。

3.3 基礎設施建設亟待完善

天然氣管網的建設是十分重要的，頁巖氣的輸送離不開管網系統，目前我國在川渝、華北、長三角地區都形成了比較健全的天然氣輸送管網系統，但是我國頁巖氣儲量比較豐富的地區有大多集中在西部山區，山區內管網的建設比較困難，成本比較高，直接影響頁巖氣的輸送效率，因此想要我國頁巖氣利用率不斷提升，解決我國目前能源日益緊張的問題，就要在西部山區建立完善的天然氣管網系統。

3.4 環境影響尚難消除

水力壓裂法是目前我國頁巖氣開采過程中經常使用的一種方法，對水資源的消耗非常大，水力壓裂施工完成后，使用的水資源可以經過處理后回收利用到下次的水力壓裂中。但是水力壓裂過程中添加了一些化學藥劑和殺菌劑，在對水資源的回收利用過程中，一些水不可避免地滲透到地下水中，對周邊的環境產生較大的影響，目前我國的頁巖氣勘探和開采主要集中在四川盆地、鄂爾多斯盆地，頁巖氣的開發過程中水資源的消耗是巨大的，同時使用的化學藥劑等也會隨著水的滲透影響部分地下水資源，也是我們需要高度重視的。