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页岩气是潜力巨大的非常规天然气资源-V1

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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    3 本 文 为 中 国 石 油 天 然 气 股 份 公 司 对 外 合 作 非 常 规 天 然 气 技 术 攻 关 项 目 (编 号 :06203201)成 果 。作 者 简 介 :闫 存 章 ,1958 年 生 ,教 授 级 高 级 工 程 师 ,博 士 ;毕 业 于 中 国 石 油 大 学 (北 京 ) ,主 要 从 事 油 气 田 开 发 与 对 外 合 作 研究 ,现 任 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 对 外 合 作 经 理 部 总 经 理 。 地 址 : (100007) 北 京 市 东 城 区 东 直 门 北 大 街 9 号 。 电 话 :(010) 59986289。 气 是 潜 力 巨 大 的 非 常 规 天 然 气 资 源 3闫 存 章 1   黄 玉 珍 1   葛 春 梅 1   董 大 忠 2   程 克 明 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 对 外 合 作 经 理 部   2. 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院闫 存 章 等 . 页 岩 气 是 潜 力 巨 大 的 非 常 规 天 然 气 资 源 气 工 业 ,2009 ,29 (5) : 要   通 过 对 北 美 页 岩 气 藏 的 深 入 研 究 并 系 统 总 结 其 勘 探 开 发 历 史 与 成 功 经 验 ,指 出 页 岩 气 藏 是 典 型 的 非常 规 天 然 气 藏 。 探 讨 了 页 岩 气 藏 在 地 质 特 征 、 开 发 特 征 上 与 常 规 天 然 气 藏 的 明 显 差 异 。 北 美 油 气 生 产 商 把 页 岩 气藏 作 为 重 要 天 然 气 开 发 目 标 ,其 有 效 勘 探 开 发 的 关 键 在 于 有 政 策 引 导 和 水 平 井 、 水 力 压 裂 等 先 进 钻 、 完 井 技 术 的 成功 应 用 。 借 鉴 其 经 验 ,认 为 我 国 对 页 岩 气 的 研 究 与 勘 探 开 发 尚 处 于 探 索 阶 段 ,存 在 古 生 界 海 相 与 中 、 新 生 界 陆 相 两大 页 岩 气 勘 探 开 发 领 域 ,页 岩 气 资 源 潜 力 巨 大 ,在 地 质 理 论 和 钻 、 完 井 等 生 产 技 术 发 展 的 推 动 下 ,将 成 为 中 国 现 实的 天 然 气 资 源 。 建 议 加 快 我 国 页 岩 气 资 源 战 略 调 查 ,制 定 优 惠 政 策 ,加 强 对 外 合 作 ,推 动 我 国 页 岩 气 勘 探 开 发 技 术和 产 业 化 发 展 。关 键 词   页 岩 气   非 常 规 天 然 气   资 源   地 质 特 征   勘 探 开 发   领 域   北 美   中 国10. 3787/ j. 100020976. 2009. 05. 0010   引 言随 着 钻 、 完 井 等 生 产 技 术 的 发 展 ,非 常 规 油 气 资源 (见 图 1)越 来 越 多 地 得 到 有 效 利 用 ,在 全 球 能 源 供应 中 的 地 位 日 益 提 升 ,预 计 将 会 超 过 常 规 油 气 资 源 。图 1   油 气 资 源 分 类 的 金 字 塔 示 意 图20 世 纪 90 年 代 以 前 的 相 当 长 时 期 ,人 们 对 非 常规 天 然 气 资 源 的 关 注 重 点 在 煤 层 气 与 致 密 砂 岩 气 。近 十 几 年 来 ,北 美 在 天 然 气 价 格 高 涨 、 水 平 井 与 水 力压 裂 等 生 产 技 术 进 步 等 的 推 动 下 ,把 页 岩 气 作 为 勘探 开 发 的 重 要 目 标 ,并 获 得 了 巨 大 的 成 功 ,使 得 人 们将 目 光 转 向 了 资 源 潜 力 更 大 的 页 岩 气 资 源 [1 ] 。 目前 ,在 北 美 地 区 页 岩 气 产 量 的 增 长 速 度 非 常 惊 人 ,已接 近 或 超 过 了 煤 层 气 产 量 。 页 岩 气 藏 的 勘 探 开 发 正由 北 美 向 全 球 迅 速 扩 展 ,有 可 能 成 为 全 球 油 气 勘 探开 发 的 新 亮 点 。为 推 动 我 国 页 岩 气 资 源 勘 探 开 发 快 速 发 展 ,笔者 从 页 岩 气 藏 勘 探 开 发 特 征 入 手 ,探 讨 了 页 岩 气 藏在 地 质 特 征 、 开 发 特 征 上 与 常 规 天 然 气 藏 的 明 显 差异 ,系 统 总 结 了 北 美 页 岩 气 勘 探 开 发 现 状 及 成 功 经验 ,初 步 分 析 了 我 国 页 岩 气 资 源 潜 力 与 重 点 领 域 ,提出 了 加 快 我 国 页 岩 气 资 源 调 查 、 勘 探 开 发 技 术 发 展以 及 页 岩 气 产 业 化 等 方 面 的 建 议 。1   页 岩 气 藏 地 质 特 征1)页 岩 气 产 自 富 有 机 质 的 页 岩 中 ,因 此 ,页 岩 气藏 为 典 型 的 自 生 自 储 型 天 然 气 藏 ( 。 在 含 气 页 岩 中 ,页 岩 兼 具 烃 源 岩 、 储 层 ,甚至 盖 层 的 角 色 。2)页 岩 气 主 要 由 吸 附 气 和 游 离 气 两 部 分 组 成 。其 中 基 质 孔 隙 和 裂 缝 中 的 游 离 气 的 储 集 方 式 与 常 规天 然 气 储 层 相 似 ;有 机 质 与 黏 土 颗 粒 表 面 的 吸 附 气的 储 集 方 式 与 煤 层 气 相 似 。 不 同 地 质 条 件 下 游 离 气·1·第 29 卷 第 5 期                                 天   然   气   工   业                             本 期 视 点与 吸 附 气 的 相 对 比 例 有 很 大 差 别 [2 ] 。 影 响 游 离 气 量大 小 的 主 要 因 素 是 页 岩 基 质 孔 隙 的 大 小 和 天 然 裂 缝的 发 育 程 度 ,二 者 为 正 相 关 关 系 ;影 响 吸 附 气 多 寡 的关 键 因 素 是 有 机 碳 含 量 的 高 低 ,二 者 同 样 具 正 相 关性 (见 图 2) 。图 2   全 美 页 岩 气 产 气 盆 地 页 岩 有 机 碳 含 量 与吸 附 气 含 量 关 系 图 (1 0. 028 3 )与 常 规 油 气 藏 不 同 ,页 岩 气 成 藏 不 需 要 在 构造 的 高 部 位 ,为 连 续 型 富 集 气 藏 (。 页 岩 气 藏 的 分 布 与 有 效 烃 源 岩 分 布范 围 相 当 ,呈 区 域 性 分 布 。 含 气 盆 地 中 处 于 生 气 窗范 围 内 的 富 有 机 质 页 岩 展 布 范 围 基 本 上 就 是 页 岩 气藏 的 展 布 范 围 。 同 时 ,缺 少 明 显 的 盖 层 ,无 圈 闭 ,无明 显 的 气 水 界 面 (不 含 水 或 极 少 含 水 ) ,与 相 当 大 比例 的 常 规 油 气 储 量 具 有 成 因 关 系 。4)页 岩 气 藏 储 层 具 典 型 的 低 孔 低 渗 物 性 特 征 ,页 岩 产 层 厚 度 一 般 为 15~ 100 m ,孔 隙 度 一 般 为 4 %~ 6 % ,渗 透 率 小 于 0. 001 × 10 - 3 μ 见 图 3) 。 处于 断 裂 带 或 裂 缝 发 育 带 的 页 岩 储 层 渗 透 率 可 以 增加 ,孔 隙 度 最 高 可 达 11 % ,渗 透 率 可 达 1 × 10 - 3μ [1 ] 。 据 美 国 主 要 页 岩 气 产 层 储 层 物 性 统 计 ,孔 隙度 为 4. 22 %~ 6. 51 % ,渗 透 率 为 40. 9 × 10 - 6μ 图 3   美 国 沃 斯 堡 盆 地 岩 基 质 孔 隙 度 —渗 透 率 关 系 图 (据 2006 年 )2   页 岩 气 藏 开 发 特 征页 岩 气 产 自 渗 透 率 极 低 的 沉 积 岩 中 ,估 算 的 采收 率 通 常 低 于 常 规 气 藏 ,其 经 济 产 量 依 赖 于 天 然 裂缝 发 育 程 度 、 页 岩 脆 性 以 及 钻 、 完 井 技 术 。 从 开 发 角度 来 看 ,页 岩 气 藏 具 有 如 下 典 型 的 开 发 特 征 :2. 1   低 产 或 无 自 然 产 能据 美 国 东 部 早 期 的 页 岩 气 井 完 井 数 据 统 计 ,40 %的 页 岩 气 井 初 期 裸 眼 测 试 时 无 天 然 气 流 ,55 %的 页 岩 气 井 初 始 无 阻 流 量 没 有 工 业 价 值 ,所 有 的 页岩 气 井 都 要 实 施 储 层 压 裂 改 造 。 直 井 压 裂 改 造 后 的产 能 平 均 为 8 063 d ,水 平 井 压 裂 改 造 后 的 产 能最 高 可 超 过 10 × 104 d。 页 岩 气 井 在 生 产 过 程 中适 宜 于 多 次 改 造 ,美 国 早 期 的 页 岩 气 直 井 在 生 产 过程 中 普 遍 实 施 过 2 次 以 上 的 增 产 改 造 。2. 2   生 产 周 期 长页 岩 气 藏 在 投 入 生 产 后 ,页 岩 中 的 天 然 裂 缝 引起 的 渗 透 性 在 一 定 程 度 上 弥 补 了 基 质 渗 透 率 低 的 缺陷 。 因 此 ,页 岩 气 藏 生 产 中 首 先 排 出 的 是 裂 缝 中 的游 离 气 ,随 即 是 与 裂 缝 沟 通 或 自 然 连 通 的 孔 隙 中 的游 离 气 。 随 着 地 层 压 力 的 降 低 ,赋 存 于 有 机 质 颗 粒与 黏 土 颗 粒 表 面 的 天 然 气 开 始 解 吸 ,并 在 基 质 中 通过 扩 散 作 用 进 入 裂 缝 系 统 ,裂 缝 中 的 天 然 气 则 以 渗流 方 式 进 入 井 底 ,采 至 地 面 。 游 离 气 的 渗 流 速 度 较快 ,可 以 形 成 可 采 初 期 的 相 对 高 产 期 ,但 产 量 下 降快 ;吸 附 气 解 析 、 扩 散 速 度 慢 ,主 要 为 页 岩 气 井 的 稳产 期 ,但 产 量 相 对 较 低 。 页 岩 气 井 在 进 入 稳 产 期 后的 递 减 速 度 较 慢 ,使 得 生 产 周 期 比 较 长 。 根 据 估 算 ,认 为 一 般 页 岩 气 井 生 产 寿 命 可 在 30~ 50 a。 美 国 地质 调 查 局 (U 2008 年 最 新 数 据 显 示 ,沃 斯 堡 盆地 岩 气 田 开 采 寿 命 可 超 过 80 a[3 ] 。2. 3   气 藏 采 收 率 变 化 较 大据 美 国 5 个 主 要 页 岩 气 产 气 盆 地 的 统 计 ,页 岩气 藏 的 采 收 率 变 化 范 围 为 5 %~ 60 % (见 图 4) 。 如埋 藏 较 浅 、 地 层 压 力 较 低 、 有 机 质 丰 度 较 高 、 吸 附 气含 量 较 高 的 岩 气 藏 的 采 收 率 可 达 60 % ;而 埋 藏 较 深 、 地 层 压 力 较 高 、 吸 附 气 所 占 比 例相 对 较 低 的 气 藏 的 采 收 率 早 期 为 7 %图 4   美 国 不 同 盆 地 页 岩 气 采 收 率 图·2·本 期 视 点                             天   然   气   工   业                                   2009 年 5 月~ 8 % ,随 着 水 平 井 和 压 裂 技 术 的 进 步 ,目 前 的 采 收率 达 到 16 % ,预 计 最 终 可 达 25 %左 右 。3   北 美 页 岩 气 勘 探 开 发 进 展3. 1   北 美 页 岩 气 藏 勘 探 开 发 历 史2001 年 ,美 国 学 者 1997) 、 2001)认 为 世 界 页 岩 气 资 源 量 约 为 456 × 1012相 当 于 煤 层 气 (256 × 1012 与 致 密 砂 岩 气(209 × 1012 的 总 和 。 司 ( )估 算 的 美 国 页 岩 气 技 术可 采 资 源 量 由 1996 年 的 1. 47 × 1012 加 到 2006年 的 3. 62 × 1012 并 相 信 随 着 开 发 生 产 技 术 的 进步 ,该 值 还 会 发 生 很 大 变 化 。 据 U 布 的 数 据 ,1996 年 估 算 的 岩 技 术 可 采 储 量 为 850 ×108 2004 年 为 7 419 × 108 2006 年 为 1. 16 ×1012 2008 年 为 2. 66 × 1012 1821 年 ,北 美 最 早 的 页 岩 气 井 钻 于 美 国 东 部 纽约 州 泥 盆 系 页 岩 中 [3 ] ,1926 年 在 阿 帕 拉 契 亚 盆 地 成功 实 现 了 页 岩 气 商 业 开 发 。 20 世 纪 90 年 代 以 来 ,在国 家 政 策 、 天 然 气 价 格 、 开 发 技 术 进 步 等 因 素 的 推 动下 ,页 岩 气 成 为 重 要 的 天 然 气 开 发 目 标 。 目 前 ,全 球对 页 岩 气 的 勘 探 开 发 并 不 普 遍 ,仅 美 国 和 加 拿 大 做了 大 量 工 作 ,美 国 是 目 前 页 岩 气 商 业 生 产 的 唯 一 国家 ,并 步 入 了 页 岩 气 开 发 快 速 发 展 阶 段 。据 统 计 ,20 世 纪 70 年 代 中 期 美 国 页 岩 气 步 入 规模 化 发 展 阶 段 ,70 年 代 末 期 页 岩 气 年 产 约 19. 6 ×108 2000 年 ,美 国 页 岩 气 产 气 盆 地 有 5 个 :密 歇根 盆 地 岩 、 阿 帕 拉 契 亚 盆 地 岩 、 伊 利诺 伊 盆 地 岩 、 沃 斯 堡 盆 地 岩和 圣 胡 安 盆 地 岩 ,页 岩 气 生 产 井 约 28 000口 ,页 岩 气 年 产 量 约 122 × 108 2007 年 页 岩 气 生产 井 增 加 到 近 42 000 口 ,页 岩 气 年 产 量 为 450 × 108约 占 美 国 天 然 气 年 总 产 量 (5 596. 57 × 108 的 8 %。 其 中 ,沃 斯 堡 盆 地 岩 成 为 美 国 最大 的 页 岩 气 产 区 ,2007 年 约 有 8 500 口 (其 中 水 平 井4 982 口 ) 页 岩 气 生 产 井 ,页 岩 气 年 产 量 达 305. 8 ×108 占 美 国 页 岩 气 产 量 的 71 %。 1981 年 在 沃 斯堡 盆 地 发 现 的 岩 气 田 成 为 目 前 美 国 第二 大 气 田 ,2007 年 页 岩 气 产 量 达 217 × 108 至 2007 年 ,美 国 页 岩 气 产 气 盆 地 已 有 密 歇 根 盆地 ( 岩 ) 、 阿 帕 拉 契 亚 盆 地 ( ) 、 伊 利 诺 伊 盆 地 ( 岩 ) 、 沃 斯 堡 盆地 ( 岩 ) 和 圣 胡 安 盆 地 ( 岩 ) 、 俄 克拉 河 玛 盆 地 ( 岩 ) 、 阿 科 马 盆 地 ( 岩 ) 、 威 利 斯 顿 盆 地 ( 岩 ) 等 20余 个 盆 地 。 同 时 ,随 着 页 岩 气 勘 探 开 发 的 巨 大 成 功 ,越 来 越 多 的 美 国 油 气 生 产 商 投 身 页 岩 气 勘 探 开 发中 。 2005 年 美 国 页 岩 气 生 产 商 只 有 23 家 ,2006 年增 至 39 家 ,到 2007 年 已 有 64 家 油 气 生 产 商 在 北 美从 事 页 岩 气 勘 探 开 发 。加 拿 大 页 岩 气 资 源 分 布 广 、 层 位 多 ,预 测 页 岩 气资 源 量 超 过 28. 3 × 1012 其 中 加 拿 大 西 部 不 列 颠哥 伦 比 亚 地 区 的 白 垩 系 、 侏 罗 系 、 三 叠 系 和 泥 盆 系 的页 岩 气 资 源 量 约 7. 1 × 1012 目 前 ,已 有 多 家 油气 生 产 商 在 加 拿 大 西 部 地 区 进 行 页 岩 气 开 发 试 验 ,2007 年 该 区 页 岩 气 产 量 约 8. 5 × 108 其 中 3 口 水平 井 日 产 量 较 高 (9. 9 × 104~ 14. 2 × 104 。3. 2   北 美 页 岩 气 藏 开 发 成 功 经 验北 美 页 岩 气 藏 的 成 功 开 发 ,除 受 天 然 气 价 格 大幅 上 涨 的 刺 激 外 ,主 要 得 益 于 国 家 优 惠 的 非 常 规 资源 开 发 政 策 和 页 岩 气 资 源 开 发 技 术 的 长 足 进 步 。3. 2. 1   政 策 方 面20 世 纪 70 年 代 末 ,美 国 政 府 出 台 了 《 能 源 意 外获 利 法 》 。 其 中 第 29 条 规 定 了 非 常 规 能 源 开 发 税 收补 贴 政 策 ,后 几 经 延 期 ,使 这 一 政 策 优 惠 期 长 达 23a。 得 克 萨 斯 州 自 20 世 纪 90 年 代 初 以 来 ,对 致 密气 、 页 岩 气 的 开 发 不 收 生 产 税 (该 税 一 般 占 全 年 总 税收 的 7. 5 %) 。 此 外 ,美 国 还 建 立 了 独 立 的 、 固 定 的 非常 规 油 气 资 源 研 究 基 金 。3. 2. 2   技 术 方 面1) 水 平 井 + 多 段 压 裂 技 术 的 大 规 模 成 功 应用 [426 ] 。 水 平 井 的 成 本 一 般 是 垂 直 井 的 1~ 1. 5 倍 ,800~ 1 000 m 水 平 段 的 常 规 水 平 井 钻 井 及 完 井 投 资约 为 700 万 美 元 ,而 产 量 是 垂 直 井 的 3 倍 左 右 (图5) 。 目 前 85 %的 页 岩 气 开 发 井 为 水 平 井 + 多 段 压裂 ,如 美 国 新 田 公 司 在 岩 中 的 部 分 开 发井 采 用 5~ 7 段 式 压 裂 ,页 岩 气 增 产 效 果 显 著 (见表 1) 。图 5   北 美 页 岩 气 井 产 量 对 比 图(1 d = 28. 32 d)·3·第 29 卷 第 5 期                                 天   然   气   工   业                             本 期 视 点表 1   阿 科 马 盆 地 岩 气 井 产 量 表井   名 压 裂 段 最 大 初 始 产 量(104 d) 最 大 最 终 产 量(104 d) 1 28. 32 16. 99 1 19. 82 14. 16 1 14. 16 11. 61注 :据 修 改 ,2007 年 。2)清 水 压 裂 技 术 (f 。 该 技 术 是 用 清水 添 加 适 当 的 减 阻 剂 作 为 压 裂 液 来 替 代 通 常 使 用 的凝 胶 压 裂 液 ,可 以 在 不 减 产 的 前 提 下 节 约 30 %的 成本 , 在 低 渗 透 油 气 藏 储 层 改 造 中 取 得 很 好 的 效 果 。清 水 压 裂 是 利 用 含 有 减 阻 剂 、 黏 土 稳 定 剂 和 必 要 的表 面 活 性 剂 的 水 为 压 裂 液 ,以 这 种 压 裂 液 作 为 前 置液 来 提 供 支 撑 剂 输 送 。 清 水 压 裂 技 术 提 高 岩 石 渗 透率 的 依 据 是 : ① 天 然 的 缝 面 不 吻 合 和 产 生 粗 糙 缝 面 ,剪 切 应 力 使 缝 面 偏 移 ,同 时 ,在 裂 缝 扩 展 时 ,水 力 裂缝 将 开 启 早 已 存 在 的 天 然 裂 缝 ,提 高 岩 层 的 渗 透 率 ;② 若 用 其 他 压 裂 液 进 行 压 裂 处 理 ,往 往 不 能 对 进 入气 层 中 的 压 裂 液 进 行 彻 底 清 洗 ,而 水 压 裂 采 用 的 压裂 液 主 要 为 清 水 ,是 一 种 清 洁 压 裂 技 术 ,这 也 是 提 高岩 层 渗 透 率 的 重 要 因 素 之 一 。3) 同 步 压 裂 技 术 ( 。 这 项 技 术是 近 几 年 在 沃 斯 堡 盆 地 岩 气 开 发 中 成 功应 用 的 最 新 压 裂 技 术 。 该 技 术 的 理 论 依 据 是 :同 时对 配 对 井 ( 行 压 裂 ,即 同 时 对 两 口 (或两 口 以 上 )的 井 进 行 压 裂 。 在 同 步 压 裂 中 ,采 用 使 压力 液 及 支 撑 剂 在 高 压 下 从 1 口 井 向 另 1 口 井 运 移 距离 最 短 的 方 法 ,来 增 加 压 裂 缝 网 络 的 密 度 及 表 面 积 ,该 技 术 可 以 快 速 提 高 页 岩 气 井 的 产 量 。 同 步 压 裂 最初 是 两 口 互 相 接 近 且 深 度 大 致 相 同 水 平 井 间 的 同 时压 裂 ,目 前 已 发 展 到 3 口 、 甚 至 4 口 井 间 同 时 压 裂 。4   中 国 页 岩 气 研 究 现 状 及 资 源 状 况中 国 对 页 岩 气 的 研 究 与 勘 探 开 发 还 处 于 探 索 阶段 。 20 世 纪 60~ 90 年 代 ,在 页 岩 油 藏 有 所 发 现 的 基础 上 ,有 些 学 者 对 页 岩 气 藏 做 过 一 定 的 研 究 [729 ] 。 近几 年 ,中 国 地 质 大 学 、 中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 的 学者 对 页 岩 气 成 藏 条 件 进 行 了 探 讨 。 本 着 引 进 国 外 先进 技 术 ,为 我 国 天 然 气 工 业 发 展 服 务 的 方 针 ,2006 年中 国 石 油 对 外 合 作 经 理 部 与 美 国 页 岩 气 开 发 专 家 在北 京 举 办 了 “ 页 岩 气 研 讨 会 ” ,国 内 50 多 位 专 家 及 代表 参 加 了 会 议 。 同 时 ,组 织 开 展 了 “ 中 国 页 岩 气 资 源评 价 与 有 利 勘 探 领 域 优 选 ” 研 究 ,并 在 2007~ 2008年 与 美 国 新 田 石 油 公 司 开 展 了 四 川 盆 地 页 岩 气 潜 力评 价 联 合 研 究 。 虽 然 未 对 我 国 页 岩 气 资 源 进 行 全 面估 算 ,但 对 四 川 盆 地 寒 武 系 筇 竹 寺 组 、 志 留 系 龙 马 溪组 页 岩 气 资 源 做 了 初 步 估 算 :四 川 盆 地 寒 武 系 页 岩气 资 源 量 为 (7. 14~ 14. 6) × 1012 志 留 系 页 岩 气资 源 量 为 (2~ 4) × 1012 与 四 川 盆 地 常 规 天 然 气资 源 量 (7. 2 × 1012 比 较 ,认 为 我 国 页 岩 气 资 源 潜力 巨 大 ,勘 探 开 发 前 景 很 好 ,具 有 加 快 勘 探 开 发 的 巨大 资 源 基 础 。中 国 地 质 历 史 时 期 富 有 机 质 页 岩 十 分 发 育 ,既有 有 机 质 含 量 高 的 古 生 界 海 相 页 岩 ,也 有 有 机 质 丰富 的 中 、 新 生 界 陆 相 页 岩 (图 6) ,已 在 多 处 发 现 油 、 气藏 或 油 气 显 示 。4. 1   古 生 界 海 相 页 岩 气 勘 探 开 发 前 景我 国 在 南 方 扬 子 、 华 北 和 塔 里 木 3 个 地 台 区 存在 多 套 古 生 界 海 相 页 岩 ,都 具 备 页 岩 气 资 源 形 成 的基 本 地 质 条 件 ,其 中 南 方 扬 子 地 台 区 古 生 界 页 岩 最为 现 实 。 我 国 南 方 扬 子 地 台 区 古 生 界 发 育 震 旦 系 —三 叠 系 海 相 沉 积 [ 10 ] ,沉 积 岩 厚 度 为 4 000~ 7 000 m。其 中 古 生 界 发 育 了 二 叠 系 龙 潭 组 、 泥 盆 系 罗 富 组 、 志留 系 龙 马 溪 组 、 奥 陶 系 五 峰 组 、 寒 武 系 筇 竹 寺 组 和 震旦 系 陡 山 沱 组 等 6 套 黑 色 富 有 机 质 页 岩 ,整 体 区 域分 布 稳 定 ,埋 藏 深 度 浅 ,有 机 质 丰 富 。 其 中 下 寒 武 统筇 竹 寺 组 黑 色 页 岩 遍 布 整 个 扬 子 地 台 区 ,现 今 残 留面 积 约 90 × 104 厚 度 平 均 为 120 m ,最 大 厚 度423 m ; 有 机 碳 含 量 多 在 2. 0 %以 上 , 最 高 可 达13. 64 % ,平 均 为 2. 88 % ;热 演 化 程 度 均 在 成 气 阶 段 ,部 分 达 到 高 — 过 成 熟 阶 段 。 下 志 留 统 龙 马 溪 组 分 布于 整 个 扬 子 地 区 ,厚 度 平 均 在 100 m 以 上 ,最 大 厚 度538 m ;有 机 碳 含 量 0. 5 %~ 8. 14 % ,平 均 2. 6 % ; 为 2. 0 %~ 3. 0 % ,局 部 达 4. 0 %。以 往 的 钻 井 普 遍 钻 遇 古 生 界 多 套 页 岩 ,老 井 复查 中 ,在 100 余 口 井 中 见 良 好 气 显 示 ,个 别 获 工 业 气流 。 其 中 四 川 盆 地 下 寒 武 统 筇 竹 寺 组 页 岩 36 口 井统 计 中 ,30 口 井 发 现 丰 富 气 显 示 ;志 留 系 龙 马 溪 组 页岩 13 口 井 统 计 中 ,10 口 见 良 好 气 显 示 。 尤 其 是 威 远地 区 的 威 5 井 在 下 寒 武 统 筇 竹 寺 组 页 岩 2 795~2 798 中 途 测 试 获 日 产 2. 46 × 104 工 业气 流 ;阳 高 寺 构 造 带 的 阳 63 井 在 下 志 留 统 龙 马 溪 组页 岩 3 505~ 3 518. 5 获 日 产 3 500 低 产气 流 ;隆 32 井 在 下 志 留 统 龙 马 溪 组 页 岩 3 164. 2~3 175. 2 获 日 产 1 948 低 产 气 流 。初 步 评 价 认 为 ,扬 子 地 台 区 古 生 界 下 寒 武 统 筇竹 寺 组 、 下 志 留 统 龙 马 溪 组 页 岩 气 成 藏 条 件 优 越 ,在·4·本 期 视 点                             天   然   气   工   业                                   2009 年 5 月图 6   中 国 页 岩 气 有 利 勘 探 领 域 示 意 图盆 地 内 部 、 向 斜 区 以 及 隆 起 的 低 部 位 等 场 所 是 有 利的 页 岩 气 藏 形 成 与 富 集 区 带 。4. 2   中 、 新 生 界 陆 相 页 岩 气 勘 探 开 发 前 景我 国 中 、 新 生 界 陆 相 沉 积 尤 其 发 育 ,并 已 被 勘 探开 发 实 践 证 实 其 中 的 绝 大 部 分 富 有 机 质 泥 页 岩 为 含油 气 盆 地 中 的 优 质 烃 源 岩 ,如 松 辽 盆 地 下 白 垩 统 的青 山 口 组 黑 色 泥 页 岩 、 渤 海 湾 盆 地 古 近 系 沙 河 街 组的 泥 页 岩 、 鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 的 张 家 滩( T3 、 李 家 畔 ( T3 页 岩 等 。 前 人 研 究 表 明 ,中国 北 方 陆 相 泥 页 岩 烃 源 岩 母 质 来 源 以 浮 游 生 物 、 细菌 、 高 等 植 物 为 主 ,具 有 多 种 干 酪 根 类 型 , 均为 2 %~ 3 % ,最 高 可 达 8 % ,埋 深 2 000~ 3 000 m , 0. 8 %~ 1. 2 % ,处 于 液 态 烃 与 气 态 烃 并 重 阶段 。 其 中 在 我 国 中 西 部 地 区 的 晚 石 炭 世 — 二 叠 纪 、晚 三 叠 世 — 早 中 侏 罗 世 还 发 育 两 期 煤 系 沉 积 ,分 布广 泛 ,天 然 气 资 源 丰 富 ,煤 层 气 资 源 量 约 16. 5 × 1012 对 中 — 下 侏 罗 统 煤 系 沉 积 进 行 研 究 ,发 现 中 —下 侏 罗 统 煤 系 中 广 泛 发 育 高 碳 泥 页 岩 ,厚 度 为 40~100 m , 0 %~ 30 % , 0. 8 %~ 1. 2 % ,母质 类 型 为 腐 殖 型 ,是 一 套 页 岩 气 藏 形 成 的 有 利 目 的层 系 。 综 合 多 种 地 质 条 件 ,认 为 松 辽 盆 地 白 垩 系 页岩 ,准 噶 尔 盆 地 南 缘 上 二 叠 统 、 中 — 下 侏 罗 统 页 岩 ,陕 甘 宁 盆 地 上 三 叠 统 页 岩 以 及 吐 哈 盆 地 中 — 下 侏 罗统 碳 质 页 岩 是 有 利 的 页 岩 气 形 成 层 系 和 地 区 。5   建 议页 岩 气 藏 开 发 面 临 多 种 技 术 难 点 ,应 采 取 多 种技 术 、 经 济 措 施 对 其 进 行 开 发 ,尤 其 是 应 统 筹 规 划 ,制 定 针 对 性 强 的 税 收 优 惠 政 策 ,采 用 先 进 适 宜 的 开发 技 术 ,加 快 产 业 化 发 展 。5. 1   开 展 资 源 战 略 调 查 ,指 明 有 利 页 岩 气 勘 探 开 发方 向我 国 沉 积 盆 地 中 广 泛 发 育 富 有 机 质 页 岩 ,厚 度大 、 有 机 碳 含 量 高 、 生 气 能 力 大 、 钻 井 气 显 示 活 跃 ,具有 较 好 的 勘 探 开 发 前 景 。 但 是 ,目 前 我 国 页 岩 气 资源 研 究 薄 弱 ,资 源 潜 力 尚 不 明 确 。 因 此 ,应 尽 快 开 展我 国 页 岩 气 资 源 战 略 调 查 。 通 过 对 早 期 资 料 (包 括露 头 、 钻 井 、 测 井 、 有 机 地 球 化 学 分 析 等 数 据 ) 重 新 认识 ,筛 查 、 预 测 富 有 机 质 页 岩 发 育 区 ,在 综 合 地 质 研究 基 础 上 ,预 测 页 岩 气 资 源 潜 力 ,优 选 页 岩 气 富 集 有利 区 带 ,为 进 一 步 勘 探 开 发 明 确 方 向 ,促 进 页 岩 气 勘探 开 发 的 快 速 发 展 。·5·第 29 卷 第 5 期                                 天   然   气   工   业                             本 期 视 点5. 2   加 强 对 外 合 作 ,促 进 页 岩 气 勘 探 开 发 技 术 发 展加 强 与 国 外 合 作 开 发 ,引 进 先 进 理 念 与 开 发 技术 。 页 岩 气 资 源 开 发 难 度 大 、 产 量 低 、 经 济 性 差 ,而美 国 页 岩 气 开 发 走 在 世 界 前 列 ,已 经 探 索 出 一 套 先进 的 页 岩 气 开 采 技 术 ;国 内 在 地 震 储 集 层 预 测 、 低 渗透 气 藏 储 集 层 大 型 压 裂 改 造 、 裂 缝 性 油 藏 压 裂 井 产能 评 价 以 及 微 地 震 监 测 技 术 等 方 面 也 积 累 了 较 为 丰富 的 经 验 。 因 此 ,选 择 较 成 熟 页 岩 区 ,通 过 与 国 外 公司 开 展 技 术 合 作 ,开 展 先 导 试 验 ,可 以 加 快 建 立 符 合中 国 页 岩 气 藏 特 点 的 勘 探 开 发 配 套 技 术 。 重 点 是 开展 页 岩 气 先 导 试 验 区 优 选 与 评 价 、 试 验 区 页 岩 气 试采 工 艺 设 计 、 试 验 区 页 岩 气 试 采 方 案 设 计 、 现 场 实 施与 技 术 服 务 、 先 导 试 验 评 估 与 分 析 等 工 作 。5. 3   制 定 优 惠 政 策 ,推 进 页 岩 气 产 业 化 快 速 发 展我 国 石 油 行 业 税 收 制 度 相 对 比 较 粗 放 ,目 前 还没 有 针 对 页 岩 气 资 源 开 发 的 特 殊 财 税 政 策 。 油 公司 、 国 家 应 统 筹 规 划 ,系 统 管 理 ,应 将 页 岩 气 资 源 纳入 中 长 期 发 展 规 划 体 系 中 ,对 其 发 展 目 标 、 发 展 阶 段做 出 科 学 规 划 ,明 确 发 展 地 位 。 国 家 对 页 岩 气 等 非常 规 油 气 资 源 应 制 定 针 对 性 强 的 税 收 优 惠 政 策 (如很 多 国 家 都 有 通 过 调 整 税 收 鼓 励 页 岩 气 等 产 业 发 展的 政 策 ) ,对 页 岩 气 资 源 的 勘 探 开 发 进 行 扶 持 。 在 税收 政 策 改 革 过 程 中 ,有 必 要 借 鉴 国 外 经 验 ,降 低 页 岩气 资 源 产 业 运 行 各 项 税 率 ,以 鼓 励 该 产 业 发 展 。参   考   文   献[1 ]《 页 岩 气 地 质 与 勘 探 开 发 实 践 丛 书 》 编 委 会 . 北 美 地 区 页岩 气 勘 探 开 发 新 进 展 [ M ] :石 油 工 业 出 版 社 ,2009.[2 ] 张 金 川 ,金 之 钧 ,袁 明 生 . 页
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