中國頁巖氣資源前景與戰(zhàn)略地位

摘 要

摘要：隨著頁巖氣開采技術(shù)進(jìn)步和勘探投入條件的改善，頁巖氣的開采活動將進(jìn)一步繁榮和快速擴(kuò)展。在介紹國內(nèi)外頁巖氣資源量的基礎(chǔ)上，分析了中國頁巖氣資源勘探開發(fā)前景以及頁巖氣
摘要：隨著頁巖氣開采技術(shù)進(jìn)步和勘探投入條件的改善，頁巖氣的開采活動將進(jìn)一步繁榮和快速擴(kuò)展。在介紹國內(nèi)外頁巖氣資源量的基礎(chǔ)上，分析了中國頁巖氣資源勘探開發(fā)前景以及頁巖氣資源的戰(zhàn)略地位。研究表明：從我國油氣總體發(fā)展的戰(zhàn)略角度，積極尋找天然氣后備資源已是當(dāng)務(wù)之急；我國地質(zhì)歷史時期廣泛發(fā)育的富含有機(jī)質(zhì)的頁巖地層具有優(yōu)越的頁巖氣形成與富集條件，資源潛力巨大，勘探開發(fā)前景廣闊，必將成為新的天然氣勘探開發(fā)重要領(lǐng)域。建議加大頁巖氣資源的研究力度和勘探投入，形成我國的頁巖氣資源儲備和勘探開發(fā)特色技術(shù)；我國南方的古生界下組合泥頁巖、北方中生界泥頁巖等層系具有較好的頁巖氣勘探前景，建議通過老井復(fù)查優(yōu)選有利井段進(jìn)行試氣和試采，以點(diǎn)帶面，開創(chuàng)頁巖氣勘探開發(fā)新局面。
關(guān)鍵詞：中國；頁巖氣；資源；前景；戰(zhàn)略地位
    頁巖氣是典型的非常規(guī)天然氣，根據(jù)美國頁巖氣資源勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，其資源潛力巨大[1]。
1 頁巖氣資源潛力
1.1 世界頁巖氣資源潛力
    據(jù)預(yù)測(表1)[2]，世界范圍內(nèi)頁巖氣資源量為456×1012m3，相當(dāng)于煤層氣與致密砂巖氣資源量的總和，占3種非常規(guī)天然氣(煤層氣、致密砂巖氣、頁巖氣)總資源量的50%左右。
表1 世界各地區(qū)頁巖氣資源量預(yù)測表 1012m3

地區(qū)
頁巖氣
煤層氣
致密砂巖氣
合計
北美
108.7
85.4
38.8
232.9
拉丁美洲
59.9
1.1
36.6
97.6
中歐+西歐
15.5
7.7
12.2
35.4
前蘇聯(lián)
17.7
112.0
25.5
155.2
中東+非洲
79.9
1.1
45.5
126.5
中亞+中國
99.8
34.4
10.0
144.2
太平洋地區(qū)(經(jīng)濟(jì)合作組織)
65.5
13.3
20.0
98.8
其他亞太地區(qū)
8.9
1.1
21.0
31.0
全世界
456.0
256.1
209.6
921.7

1.2 美國的頁巖氣資源
    據(jù)ARI(Advanced Resoures International，2006)估算[3]，美國頁巖氣技術(shù)可采資源達(dá)到3.6×1012m3，占美國非常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量的22%(表2)。實(shí)際上，頁巖氣可采資源數(shù)據(jù)不是固定不變的，新的含氣區(qū)帶的不斷發(fā)現(xiàn)、更密集的開發(fā)井鉆探以及開采理論與技術(shù)的進(jìn)步都會使頁巖氣資源潛力的估算結(jié)果發(fā)生重大變化。如表2顯示的只是該機(jī)構(gòu)2006年估算的結(jié)果，這一估算結(jié)果只是隨時變化的一個中間臨時結(jié)果。該機(jī)構(gòu)1996年、2002年和2006年分別對美國頁巖氣資源量做了估算，分別是1.47×1012m3、2.21×1012m3和3.62×1012m3。
表2 美國頁巖氣資源量預(yù)測表   1012m3

地區(qū)
頁巖氣
煤層氣
致密砂巖氣
合計
落基山盆地
0.08
1.61
6.31
8.00
德克薩斯中部-東部
1.39
0
0.91
2.30
阿帕拉其亞盆地
0.42
0.14
1.90
2.46
其他
1.73
0.31
1.61
3.65
全美國
3.62
2.07
10.73
16.42

1.3 加拿大頁巖氣資源
    美國天然氣技術(shù)協(xié)會[4]估算的加拿大西部沉積盆地頁巖氣原資源量約24.4×1012m3。其中下白堊統(tǒng)4.4×1012m3，占該盆地頁巖氣資源的18%；中、下三疊統(tǒng)9.3×1012m3，占該盆地頁巖氣資源的38%；上泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)10.7×1012m3，占西部沉積盆地頁巖氣資源的44%。加拿大不列顛哥倫比亞(British C01umbia)東北部泥盆系、白堊系、侏羅系、三疊系頁巖氣資源量超過28.3×1012m3，保守估計也有7.1×1012m3，占該地區(qū)未發(fā)現(xiàn)天然氣資源(包括常規(guī)和非常規(guī))的34%。若按照可采系數(shù)5%計算，約有1415×108m3的可采資源量。2008年Trangle石油公司在加拿大Windsor盆地上泥盆一下密西西比統(tǒng)的兩El頁巖氣評價井的資源豐度為(9.8～12)×108m3/km2，由此估算該盆地的頁巖氣資源量約為11.3×1012m3。
1.4 中國頁巖氣資源量
    目前，我國對頁巖氣的研究與勘探開發(fā)正處于探索階段。20世紀(jì)60～90年代，在常規(guī)油氣勘探中，個別盆地在頁巖中曾發(fā)現(xiàn)過泥頁巖裂縫油氣藏，針對這些發(fā)現(xiàn)，個別學(xué)者對泥頁巖油氣藏做過一些研究[5～6]。除此以外，我國目前尚未對頁巖氣資源進(jìn)行過全面估算。2005年以來，隨著能源需求的急劇增加和國外頁巖氣資源的成功開發(fā)利用，中國石油勘探開發(fā)研究院積極借鑒國外頁巖氣成功勘探開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)了我國頁巖氣資源的調(diào)查與成藏地質(zhì)條件評價與研究。查閱、收集了大量國外頁巖氣勘探開發(fā)與研究的資料和文獻(xiàn)，詳細(xì)剖析了國外頁巖氣成藏地質(zhì)條件，系統(tǒng)總結(jié)了國外頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，通過大量的老井復(fù)查與老井測錄井資料、地球化學(xué)分析資料和區(qū)域沉積研究，對我國南方海相地層發(fā)育的四川盆地川西南地區(qū)的寒武系頁巖地層頁巖氣成藏地質(zhì)條件進(jìn)行了研究，對四川盆地南部下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖氣資源量做了初步估算。估算結(jié)果認(rèn)為四川盆地南部下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖氣資源量為7.14×1012～14.6×1012m3，而整個四川盆地現(xiàn)有常規(guī)天然氣資源量為7.2×1012m3，說明我國頁巖氣資源量巨大。
2 中國頁巖氣資源勘探開發(fā)前景
    中國各地質(zhì)歷史時期頁巖地層均十分發(fā)育，既有有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)很好一極好標(biāo)準(zhǔn)的南方海相頁巖地層，也有得天獨(dú)厚的北方湖相頁巖地層。因此，中國的頁巖地層具有頁巖氣藏形成的基本地質(zhì)條件。
2.1 中國南方海相頁巖地層頁巖氣勘探開發(fā)前景
    盡管我國南方地區(qū)的油氣勘探開發(fā)已有100多年歷史，但從未進(jìn)行過以頁巖地層為目的層的頁巖氣勘探開發(fā)工作，常規(guī)油氣勘探除四川盆地外，其余廣大南方地區(qū)并未取得實(shí)質(zhì)性突破或發(fā)現(xiàn)。通過與國外頁巖氣對比，我國南方海相地層發(fā)育區(qū)具有優(yōu)越的頁巖氣成藏地質(zhì)條件和豐富的頁巖氣資源，有望成為我國油氣資源的重要戰(zhàn)略接替新領(lǐng)域。我國南方古生界發(fā)育震旦系、寒武系、志留系等多套海相黑色硅質(zhì)頁巖建造[7]，分布穩(wěn)定，埋藏深度淺，有機(jī)質(zhì)豐度高，在盆地內(nèi)部、向斜區(qū)以及隆起的低部位等有利于頁巖氣藏的形成與富集。在早期的常規(guī)油氣勘探過程中，在上述海相頁巖地層中許多地方發(fā)現(xiàn)氣藏或見到良好氣顯示，預(yù)示了南方海相頁巖地層頁巖氣藏的勘探開發(fā)領(lǐng)域廣、資源豐富。
    1) 上震旦統(tǒng)陡山沱組頁巖地層：晚震旦紀(jì)，揚(yáng)子臺地邊緣為淺海一次深海大陸架淺海陸棚相區(qū)，沉積了一套黑色碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖、硅質(zhì)-碳質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖，呈狹長帶狀展布，是目前落實(shí)的可作為烴源巖的地層之一。在上揚(yáng)子淺海陸棚相區(qū)的東南部和中揚(yáng)子淺海陸棚的南部，相當(dāng)于黔東-湘西和鄂東南至湘中地區(qū)，為次深海和深海相區(qū)，該相區(qū)是上震旦統(tǒng)陡山沱組富烴源巖沉積帶，在金沙巖孔、遵義松林、桐梓-綦江、秀山-涪陵、萬縣一帶厚度為30～90m，有機(jī)碳含量0.8%～1.6%；在銅仁、鎮(zhèn)遠(yuǎn)、都勻、三都、獨(dú)山一帶厚度為10～30m，局部可高達(dá)80m，有機(jī)碳含量0.8%～2.0%；在興山大峽口-鶴峰白果-永順王村一帶厚度26.1～114.6m，有機(jī)碳含量0.41%～2.06%，平均0.95%。
2) 下寒武統(tǒng)頁巖地層：分布面積大、范圍廣，可及整個揚(yáng)子地臺區(qū)，現(xiàn)今殘留面積約90×104km2。烴源巖厚度50～500m，其中厚度大于50m以上烴源巖面積約58×104km2。發(fā)育的層位相當(dāng)穩(wěn)定，以下寒武統(tǒng)筇竹寺組為主，與之相當(dāng)?shù)倪€有川黔鄂地區(qū)的牛蹄塘組或水井沱組、蘇浙皖地區(qū)的荷塘組、冷泉王組等。巖性主要為暗色頁巖、黑色碳質(zhì)頁巖、碳硅質(zhì)頁巖、黑色粉砂質(zhì)頁巖。上揚(yáng)子地區(qū)的滇東、黔東北地區(qū)的頁巖地層普遍含磷，下?lián)P子地區(qū)夾石煤層。有機(jī)碳含量多在2.0%以上，最高可達(dá)13.64%，平均為2.77%。四川盆地下寒武統(tǒng)筇竹寺組井下樣品測試，有機(jī)碳含量平均為0.36%～5.03%，露頭樣品分析，有機(jī)碳含量平均為1.92%～2.35%(表3)。母質(zhì)類型以腐泥型干酪根為主，少量為腐殖型。干酪根δ13C為-29.82‰～-32.92‰(PDB)，平均為-30.88‰，成烴潛力大。上揚(yáng)子與下?lián)P子地區(qū)頁巖演化程度較高，Ro一般大于3%，最高可至5%及以上；中揚(yáng)子地區(qū)頁巖的演化程度略低，Ro為2.0%～3.0%，部分還小于2.0%。目前在揚(yáng)子區(qū)已發(fā)現(xiàn)的古油藏，如貴州甕安古油藏、麻江古油藏、銅仁古油藏、浙江泰山古油藏、湘西南山坪古油藏、紹興坡塘古油藏等，油源均來自于下寒武統(tǒng)烴源巖。下寒武統(tǒng)烴源巖的分布范圍、厚度及有機(jī)碳含量在區(qū)域上基本穩(wěn)定，差異不大。上揚(yáng)子地區(qū)的四川盆地南部地區(qū)烴源巖厚度為200～400m，有機(jī)碳含量0.5%～5.00；至黔北、五陵、湘鄂西地區(qū)烴源巖厚度為50～500m，有機(jī)碳含量為0.5%～3.0%；江南隆起北緣生油區(qū)烴源巖厚度為200～400m，有機(jī)碳含量為0.5%～2%，至下?lián)P子地區(qū)西北部生油區(qū)烴源巖厚度是50～120m，有機(jī)碳含量為0.5%～5%；皖南、蘇南生油區(qū)烴源巖相對不發(fā)育，厚度在50m左右，有機(jī)碳含量為0.50～4%。下寒武統(tǒng)烴源巖生烴強(qiáng)度較高，部分地區(qū)為(100～200)×108m3/km2。四川盆地下寒武統(tǒng)筇竹寺組黑色頁巖厚74～400m，有機(jī)碳含量0.5%～4.1%，Ro為1.83%～3.26%。樂山-龍女寺地區(qū)下寒武統(tǒng)筇竹寺組發(fā)育最好(圖2)，為一套淺水陸棚環(huán)境下沉積的黑色、深灰色頁巖，厚度一般為100～400m，資陽-威遠(yuǎn)地區(qū)較厚，達(dá)250～350m，由古隆起頂部向南部坳陷區(qū)厚度大幅度增加。
 

    3)上奧陶統(tǒng)(五峰組)頁巖：上奧陶統(tǒng)五峰組烴源巖分布幾乎遍及整個揚(yáng)子地區(qū)，巖性為灰黑-黑色硅質(zhì)頁巖、含砂質(zhì)頁巖、碳硅質(zhì)頁巖及含碳泥質(zhì)頁巖。厚度一般數(shù)米至30m，在下?lián)P子地區(qū)厚度可達(dá)400m以上。有機(jī)碳含量在中、上揚(yáng)子地區(qū)一般為1.0%～2.0%，最高可達(dá)6.47%，平均為1.68%；在下?lián)P子地區(qū)一般多小于1.00。母質(zhì)類型以腐泥型干酪根為主，于酪根的δ13C為一27.93‰～-32.54‰(PDB)，平均為-29.52‰；泥頁巖演化程度較高，上揚(yáng)子與下?lián)P子地區(qū)Ro一般為2.0%～3.0%，下?lián)P子蘇州一帶Ro＞4.0%，中揚(yáng)子地區(qū)演化程度稍低，一般小于2.0%。
    4) 下志留統(tǒng)(龍馬溪組)頁巖：龍馬溪組(或高家邊組)底部多為黑色碳泥質(zhì)頁巖，厚度分布變化較大。上揚(yáng)子地區(qū)泥頁巖厚度較大，最厚可達(dá)500m以上，中、下?lián)P子地區(qū)厚度一般小于200m。龍馬溪組頁巖有機(jī)碳含量高，分布穩(wěn)定，是一套高效烴源巖。中上揚(yáng)子生烴凹陷在瀘州-梁平一帶有機(jī)碳含量為0.5%～2.34%，至湘鄂西區(qū)有機(jī)碳含量為0.53%～30，平均1.740；下?lián)P子有機(jī)碳含量大多大于1%。母質(zhì)類型以腐泥型干酪根為主，少量的腐殖型干酪根，泥質(zhì)烴源巖干酪根的δ13C相對下伏層位的烴源巖有所偏正，為-28.17‰～-29.05‰，平均值為-28.85‰。泥頁巖演化程度與上奧陶統(tǒng)基本一致，上揚(yáng)子與下?lián)P子地區(qū)Ro值一般為2.0%～3.0%，下?lián)P子蘇皖地區(qū)Ro值大于4.0%，中揚(yáng)子地區(qū)演化程度稍低，一般小于2.0%。四川盆地南部下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁巖厚100～700m，有機(jī)碳含量為0.4%～1.6%，Ro為1.83%～3.26%。
    5) 鉆井天然氣顯示：不完全統(tǒng)計，早期在常規(guī)油氣勘探過程中，在100口余鉆井中見到天然氣顯示或露頭發(fā)現(xiàn)古油藏及頁巖氣顯示(表4)。據(jù)四川盆地威遠(yuǎn)地區(qū)36口鉆井統(tǒng)計，筇竹寺組頁巖有30口井發(fā)現(xiàn)氣顯示，志留系龍馬溪組13口井中有10口見氣顯示。威遠(yuǎn)地區(qū)的威5、威9、威18、威22和威28等井下寒武統(tǒng)泥頁巖均見氣侵井涌和井噴，其中威5井下寒武統(tǒng)筇竹寺組2795～2798m頁巖井段發(fā)現(xiàn)氣侵與井噴，中途測試日產(chǎn)氣2.46×104m3，酸化后日產(chǎn)氣1.35×104m3。川東南地區(qū)陽高寺構(gòu)造帶的陽深2、宮深1、付深1、陽63、陽9、太15和隆32等井在下志留統(tǒng)龍馬溪組多處發(fā)現(xiàn)氣顯示，其中陽63井下志留統(tǒng)龍馬溪組3505～3518.5m黑色頁巖段，酸化后獲日產(chǎn)氣3500m3，隆32井下志留統(tǒng)龍馬溪組3164.2～3 175.2m黑色碳質(zhì)頁巖段獲日產(chǎn)氣1948m3。另外，20世紀(jì)70年代中期在貴州大方地區(qū)鉆探的方深1井，在下寒武統(tǒng)牛蹄塘組也發(fā)現(xiàn)良好氣顯示。該井下寒武統(tǒng)牛蹄塘組鉆遇井深1686～1785m，厚99m，巖性上部為一套深灰色含碳質(zhì)粉、細(xì)砂巖與碳質(zhì)頁巖互層，中-下部為黑色碳質(zhì)頁巖。有機(jī)碳含量2.97%～8.02%；氯仿瀝青“A”含量0.087%～0.11%，成熟度為高-過成熟。鉆井中，在1723.4～1726.7m井段見氣測異常，泥漿見雨狀氣泡，含氣38%，點(diǎn)燃呈藍(lán)色火焰，下伏震旦系全井段氣測異常，電測解釋6個含氣層、3個可能含氣層。
 
2.2 中國北方湖相頁巖地層頁巖氣勘探開發(fā)前景
    在中國北方地區(qū)，中新生代發(fā)育眾多陸相湖盆，泥頁巖地層廣泛發(fā)育，并已被勘探實(shí)踐證實(shí)絕大部分為大型盆地中的優(yōu)質(zhì)烴源巖，如松遼盆地下白統(tǒng)的青山口組黑色泥巖、渤海灣盆地古近系沙河街組沙三段底部泥頁巖、鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組張家灘(T3yc3)、李家畔(T3yc2)頁巖等。
    1) 準(zhǔn)噶爾盆地二疊系：準(zhǔn)噶爾盆地為一個大型多旋回疊合復(fù)合盆地，發(fā)育了中上石炭世-第四紀(jì)沉積，最大沉積巖厚度15000m。盆地多階段演化，具有全層系含油、滿盆含油和既富油也富氣的特點(diǎn)。據(jù)研究，準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育下石炭統(tǒng)、上二疊統(tǒng)、中下侏羅統(tǒng)和古近系等多套有效烴源巖。其中二疊系為盆地最重要烴源巖層系，也是具備形成頁巖氣的主要層系，主要發(fā)育在南緣東部博格達(dá)山前和東北緣克拉美麗山前。
    南緣博格達(dá)山前發(fā)育二疊系蘆草溝組、紅雁池組頁巖地層。其中蘆草溝組分布在烏魯木齊-阜康地區(qū)，面積3525km2，厚度700～1100m。巖性分為3段，下段為砂質(zhì)泥巖、砂巖夾頁巖；中段為黑色、灰黑色泥巖、砂泥巖夾頁巖油，多處含瀝青和稠油；上段以灰黑色頁巖、頁巖油為主夾瀝青質(zhì)頁巖。蘆草溝組有機(jī)質(zhì)極為豐富，有機(jī)碳含量為4.85%～10.02%，氯仿瀝青“A”含量為0.3949%～0.4845%，總烴為649～1433mg/kg，生烴潛量(S1+S2)為28～46.26mg/g，有機(jī)質(zhì)類型為偏腐泥混合型，R。值為0.54%～0.91%。
    紅雁池組以烏魯木齊妖魔山地區(qū)最發(fā)育，面積與蘆草溝組相當(dāng)，厚度147～735m。底部巖性為灰綠、灰黑色砂巖、泥頁巖為主；中部為黑色泥巖、頁巖；上部以灰綠色泥巖、砂礫巖為主。紅雁池組為湖相沉積，有機(jī)碳含量為1.96%，氯仿瀝青“A”含量為0.1369%，總烴為537mg/kg，生烴潛量(S1+S2)為2.6mg/g，有機(jī)質(zhì)類型為偏腐泥混合型，Ro值為低成熟-成熟階段。
    東北部克拉美麗山前二疊系平地泉組面積3243km2，烴源巖厚度約300m。下部巖性為灰綠色泥巖和砂巖互層；中部為灰黑色泥巖、頁巖、砂質(zhì)泥巖和薄層泥灰?guī)r。平地泉組有機(jī)質(zhì)豐富較高，有機(jī)碳含量為1.42%～4.1%，氯仿瀝青“A”含量為0.0484%～0.0599%，總烴為233～501mg/kg，生烴潛量(S1+S2)為0.58～16.28mg/g，有機(jī)質(zhì)類型為混合型，低成熟-成熟階段，Ro值為0.8%～1.0%。
    目前，克拉美麗山前滴南3、滴南4、火3、火北1、大3、大8等井鉆遇二疊系頁巖地層，見到良好的油氣顯示，氣測值1200～80000μg/g；博格達(dá)山前小1、2、3、4等井在二疊系頁巖中見到良好顯示，頁巖地層裂縫發(fā)育，個別井針對頁巖地層試氣獲得少量氣。
    2) 鄂爾多斯上三疊統(tǒng)延長組頁巖
    鄂爾多斯盆地中生界三疊系延長組為優(yōu)質(zhì)的湖相暗色泥頁巖烴源巖，主要分布于盆地的南部，有效烴源巖面積在8×104km2以上，厚度為300～600m，烴源巖體積為3×104～4×104km3。從延長組10亞段(簡稱長10，下同)到長1有多套烴源巖，從有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型、有機(jī)質(zhì)成熟度和生油能力上，長9-長4+5，尤其是長7、長9是中生界石油形成的重要烴源巖。其中長7段處于湖盆發(fā)展的全盤期，為盆地中生界主要的烴源巖建造，長7段有機(jī)質(zhì)豐度相對較高，有機(jī)碳含量平均2.08%，氯仿瀝青“A”含量平均0.750 5%，總烴含量平均5754.45μg/g。靖邊南部地區(qū)長7段有機(jī)碳含量平均1.08%，生烴潛量(S1+S2)平均3.16mg/g。靖邊北部暗色泥巖有機(jī)碳含量平均1.45%，烴含量平均252.83μg/g。天環(huán)地區(qū)三疊系延長組暗色泥巖以長7段有機(jī)質(zhì)豐度相對較高，天環(huán)北、環(huán)縣、環(huán)縣以南長7段暗色泥巖有機(jī)碳含量平均值分別為4.4%、0.98%、5.06%。干酪根類型為偏腐泥型為主的混合型干酪根，大部分地區(qū)處于成熟階段，局部地區(qū)向高成熟階段過渡，吳旗-慶陽-富縣一帶已進(jìn)入成熟階段晚期，Ro＞1.0%。延長組泥頁巖在鉆井過程中氣測異?；钴S，初步展示了良好的頁巖氣資源勘探前景。中富18井在長7、長8段的油頁巖發(fā)育段(910～960m)出現(xiàn)明顯的氣測異常，而深感應(yīng)曲線也出現(xiàn)高阻；莊167井在長7段下部泥頁巖段(1840～1870m)出現(xiàn)了明顯的氣測異常；莊171井在長7段下部和長8段上部泥頁巖段(1835～1 865m)出現(xiàn)了明顯的氣測異常。
3 中國頁巖氣資源的戰(zhàn)略地位
3.1 我國高速發(fā)展的社會、經(jīng)濟(jì)對天然氣資源的迫切需求
    據(jù)專家預(yù)測，我國天然氣需求增長速度將超過煤炭和石油，2020年我國天然氣消費(fèi)將達(dá)到2000×108m3以上，在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中比例增至10%以上，而預(yù)期天然氣產(chǎn)量為l 200×108m3，供需差距在800×108m3以上。顯然，其供求矛盾已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的一個十分嚴(yán)峻的問題。
    從目前資料分析，頁巖氣資源極有可能成為一種未來大行其道的非常規(guī)天然氣資源。20世紀(jì)90年代以來，人們不僅重視煤層氣與致密砂巖氣的勘探開發(fā)，隨著北美頁巖氣的成功開發(fā)利用，人們更是將目光轉(zhuǎn)向了資源更豐富、開采周期長、產(chǎn)量高的頁巖氣資源上。雖然頁巖氣產(chǎn)量目前尚不及煤層氣，但其發(fā)展速度之快，大有后來居上的勢頭。2007年美國頁巖氣年產(chǎn)已超過430×108m3，約占美國天然氣總年產(chǎn)量的8%。我國頁巖氣資源非常豐富，具有巨大的資源潛力和勘探開發(fā)遠(yuǎn)景，是非?，F(xiàn)實(shí)的重要勘探開發(fā)目標(biāo)。
3.2 南方海相地層頁巖氣資源的勘探開發(fā)對南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義
    我國廣大南方地區(qū)，人口眾多，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)達(dá)，對能源的需求極其旺盛。而目前的能源主產(chǎn)區(qū)集中在北方地區(qū)，南方大部分地區(qū)的能源供給全部靠外區(qū)運(yùn)入，運(yùn)線長、成本高、影響因素多，近年來南方地區(qū)不斷出現(xiàn)煤荒、電荒及油荒等能源供給問題，尤其是2008年年初的冰雪災(zāi)害，對南方的能源供給提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此積極勘探開發(fā)南方地區(qū)的頁巖氣資源，對緩解南方地區(qū)能源短缺、繁榮南方地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、保持南方地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)快速發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
    我國南方地區(qū)是我國最大的海相沉積巖分布區(qū)，地層時代較老，經(jīng)歷的構(gòu)造活動期次多，熱演化程度高，古油藏分布眾多，尋找常規(guī)油氣的地質(zhì)條件破壞非常嚴(yán)重，雖然該區(qū)常規(guī)油氣的勘探活動歷經(jīng)近百年，但除四川盆地外，其余地區(qū)成效非常差。但是，南方海相地層中，發(fā)育多套厚度大、分布穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)豐富的海相硅質(zhì)頁巖地層，其研究與勘探結(jié)果均已證實(shí)，這些頁巖地層不僅是優(yōu)質(zhì)的烴源巖，而且已經(jīng)大量生成了油氣，目前演化階段均處在成氣階段，具有優(yōu)越的頁巖氣藏形成的基本地質(zhì)條件。根據(jù)國外頁巖氣勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，南方地區(qū)海相地層構(gòu)造油氣藏勘探、常規(guī)油氣藏勘探不能取得成果的情況下，在相對穩(wěn)定的向斜區(qū)、隆起的低部位等處的頁巖烴源巖中開展頁巖氣勘探開發(fā)具有很好的現(xiàn)實(shí)性。同時，南方海相地層頁巖氣的成功勘探開發(fā)也將進(jìn)一步豐富我國海相地層天然氣地質(zhì)理論，并將進(jìn)一步指導(dǎo)我國北方地區(qū)湖相頁巖氣的勘探開發(fā)。此外，也是為今后更多非常規(guī)油氣資源充分開發(fā)利用積累有益借鑒，實(shí)現(xiàn)我國能源安全供給多元化發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。
4 結(jié)論與建議
    我國沉積盆地中廣泛分布著富含有機(jī)質(zhì)的泥頁巖，這些泥頁巖厚度大、成熟度高、生烴能力大，油氣顯示活躍，具有較大的勘探開發(fā)前景。鑒于我國油氣資源供需日趨嚴(yán)峻的形勢，建議加強(qiáng)頁巖氣資源的選區(qū)評價工作，促進(jìn)油氣勘探領(lǐng)域的拓展和頁巖氣資源的勘探開發(fā)；頁巖氣資源的勘探開發(fā)是一個全新的課題，國內(nèi)頁巖氣方面的研究力量和勘探開發(fā)技術(shù)比較薄弱，針對頁巖氣藏的勘探工作投入很少、研究程度較低，建議加大頁巖氣資源的研究力度和勘探投入，形成我國的頁巖氣資源儲備和勘探開發(fā)特色技術(shù)；根據(jù)目前初步評價結(jié)果我國南方的下組合泥頁巖、北方中生界泥頁巖等層系具有較好的頁巖氣勘探前景，建議通過老井復(fù)查優(yōu)選有利井段進(jìn)行試氣和試采，力爭突破一點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，開創(chuàng)頁巖氣勘探新局面。同時，根據(jù)國外頁巖氣的勘探經(jīng)驗(yàn)，分布在盆地內(nèi)部生烴強(qiáng)度較高并且裂縫比較發(fā)育的泥頁巖，是頁巖氣有利的發(fā)育區(qū)，在勘探中應(yīng)給予足夠重視。
    非常規(guī)天然氣資源已經(jīng)在全球能源結(jié)構(gòu)中扮演著重要的角色，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。目前全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量超過1800×108m3。在非常規(guī)天然氣中，頁巖氣的發(fā)展成為具有明顯的現(xiàn)實(shí)性。目前，頁巖氣的開發(fā)所面臨的挑戰(zhàn)主要有：①基本認(rèn)識不到位，有利勘探開發(fā)領(lǐng)域不明確，需要盡快提高對頁巖氣資源潛力的正確認(rèn)識，加強(qiáng)資源評價工作，評價優(yōu)選有利勘探開發(fā)目標(biāo)；②有效的勘探開發(fā)技術(shù)水平有待發(fā)展和引進(jìn)，國外頁巖氣成功開發(fā)的關(guān)鍵就在于水平井技術(shù)和多段壓裂、水力壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用；③頁巖氣為典型的非常規(guī)天然氣資源，勘探開發(fā)成本高、投資回收周期長，經(jīng)濟(jì)效益短期內(nèi)難以體現(xiàn)，需要國家有相關(guān)的政策鼓勵油氣生產(chǎn)商大力開發(fā)頁巖氣資源，引導(dǎo)和推動盡快產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] DAVID GHILl，TRACY E LOMBARDI，JOHN P MARTIN.Fractured shale gas potential in New York[J].Northeastem Geology and Environmental Sciences，2004，26(1/2)：57-78.
[2] KUUSKRAA V A.Unconventional natural gas industry：Savior or bridge[C].EIA Energy Outlook and Modeling Conference，2006.
[3] 謝力.非常規(guī)氣資源潛力估計可能會有很大變化[J].國外石油動態(tài)，2008(3)：1-8.
[4] GATENS M.Unconventional gas in Canada：An important new resource[C].2005 Energy&Environment Workshop.Calgary：CERI，2005.
[5] 王德新，江裕彬，呂從容.在泥頁巖中尋找裂縫性油、氣藏的一些看法[J].西部探礦工程，1996，8(2)：12-14.
[6] 賴生華，劉文碧，李德發(fā)，等.泥質(zhì)巖裂縫油藏特征及控制裂縫發(fā)育的因素[J].礦物巖石，1998，18(2)：47-51.
[7] 梁狄剛，郭彤樓，陳建平，等.中國南方海相生烴成藏研究的若干進(jìn)展(一)：南方四套區(qū)域性海相烴源巖的分布[J].海相油氣地質(zhì)，2008，13(3)：1-16.
　
(本文作者：李建忠1 董大忠1 陳更生2 王世謙2 程克明1 1.中國石油勘探開發(fā)研究院；2.中國石油西南油氣田公司)