河南省頁巖氣勘查取得重大成果

周強

日前，從河南省地質局召開的《河南中牟頁巖氣勘查鄭東頁1HF 井鉆完井及壓裂試氣工程》成果驗收會議上獲悉，工程探索形成了適用于復雜儲層地質選區評價、水平井鉆完井和分段壓裂試氣工程工藝技術體系，為南華北地區海陸過渡相頁巖氣勘查開發奠定了重要基礎。

在河南省的能源消費中，煤炭占比60% 以上。頁巖氣作為一種新型清潔能源，若能實現開發利用，將有利于構筑河南省清潔—低碳—高效的能源體系，提升霧霾治理效果，打贏大氣污染防治攻堅戰，推動能源、化工、制造、工程及科技等多領域創新發展。根據《河南省“十四五”現代能源體系和碳達峰碳中和規劃》要求，河南省將加大頁巖氣等非常規天然氣資源勘探開發力度，推進鄭州市、開封市等頁巖氣先導性勘查開發示范項目建設。

河南省頁巖氣以海陸過渡相類型為主，主要賦存于南華北盆地二疊系海陸過渡相地層中。根據原中國國土資源部預測，該套地層在河南省分布面積約7 萬平方千米，頁巖氣資源量約3.71 萬億立方米。

由原河南省地質礦產勘查開發局和原河南省國土資源開發投資管理中心聯合組建的河南豫礦地質勘查投資有限公司，于2012 年中標中牟和溫縣頁巖氣勘查區塊，2013 年，拉開了河南省頁巖氣勘查開發的序幕。

原河南省地質調查院作為技術支撐單位完成了溫縣、中牟兩個區塊頁巖氣勘查總體工作方案，其中，中牟區塊實施了3 口探井，第1 口直孔探井獲頁巖氣試氣產量1256 立方米/ 天，取得南華北地區海陸過渡相頁巖氣勘查（新區、新層系和新類型）重大發現；第2口直孔探井獲頁巖氣試氣產量3614 立方米/ 天，取得南華北地區海陸過渡相頁巖氣勘查重大進展；第3口水平探井獲頁巖氣試氣產量9400 立方米/ 天，取得了南華北地區海陸過渡相頁巖氣勘查重要突破。

歷經10 年探索，中牟頁巖氣區塊圈定了5 個頁巖氣有利區和1 個目標區，初步探明了位于地下2700～3500米的主要儲層層位，獲得了大量寶貴參數，揭示河南省頁巖氣具備勘探開發潛力。部署在該區域的鄭東頁1HF井是河南省第一口頁巖氣水平井，也是南華北地區海陸過渡相第一口頁巖氣水平井，具有“新區、新層系、新類型”“三新”屬性，海陸過渡相頁巖氣儲層巖性復雜，對鉆完井及壓裂試氣工程工藝技術要求極高，挑戰性大、探索性強。經過科研攻關，該井現階段累計產氣55 萬立方米，雖然在成藏機制、工程工藝技術及裝備等方面尚存在諸多難題，但該井階段性成果已使河南省在化石能源轉型和落實“雙碳”目標方面具有了一定的現實意義。

當前，河南省頁巖氣勘查主要取得了以下成果：一是河南省地質系統首次獲得了河南省及南華北地區海陸過渡相頁巖氣勘查重要突破，開辟了頁巖氣勘探新領域。二是創建了南華北盆地海陸過渡相頁巖氣地質成藏理論、勘查評價技術方法和工程工藝三大勘查開發體系；創建了海陸過渡相頁巖氣選區、有利層段優選等關鍵勘查評價技術方法；創建了中深層（埋深3000～3500 米）海陸過渡相頁巖鉆探工程工藝技術體系；創建了頁巖氣儲層壓裂改造工程工藝技術體系；研發了適用于海陸過渡相頁巖氣壓裂的低傷害滑溜水壓裂液體系，形成了適合河南省海陸過渡相頁巖氣的產能評價及預測技術方法與流程。三是打造了一支較為成熟的頁巖氣科研與勘查隊伍，成為河南省乃至華北地區頁巖氣勘查開發的一支主力軍。

（作者單位：河南省地質局）