汪立東

（大慶油田有限責(zé)任公司勘探事業(yè)部，黑龍江 大慶 163453）

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

1 四川盆地地質(zhì)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(jì)面積大約19×104km2。我國早期就已經(jīng)在四川盆地進(jìn)行了石油的勘探和開采，開發(fā)至今經(jīng)歷了60多年時(shí)間，累計(jì)發(fā)現(xiàn)和開發(fā)天然氣油田100多個(gè)，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(chǎn)區(qū)。四川盆地構(gòu)造為大型古老疊合沉積盆地，屬于揚(yáng)子地臺(tái)西部重要的一級(jí)單元，巖漿巖及前震旦系變質(zhì)巖是主要的基底，在太平洋構(gòu)造、特提斯構(gòu)造的影響下，經(jīng)歷了兩大沉積演化階段，四川盆地在印支運(yùn)動(dòng)之前屬于揚(yáng)子古海盆的一部分，經(jīng)歷了寒武系、奧陶系、志留系等受到揚(yáng)子地臺(tái)發(fā)展影響在半深水—深水地區(qū)有著豐富的有機(jī)頁巖，頁巖地層局部區(qū)域在加里東、海西運(yùn)動(dòng)下受到剝失。四川盆地黔北地區(qū)在泥盆系、石炭系沉積期上升隆起，四川盆地在早印支運(yùn)動(dòng)后逐漸地向著大型內(nèi)陸坳陷，不斷的沉積過程中出現(xiàn)了湖沼相頁巖、湖相。四川盆地以北的東向受到喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)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(fā)新進(jìn)展

2.1 下古生界五峰組—龍馬溪組海相頁巖氣初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)開發(fā)

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(fā)育特點(diǎn)，頁巖氣儲(chǔ)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(gè)巖性段，最上層為龍馬溪組三段，主要的組成材質(zhì)為雜色粘土質(zhì)頁巖夾薄層碳酸鹽巖，厚度在120～400m 之間，TOC的數(shù)值不大于1%，屬于低有機(jī)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(zhì)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(jī)質(zhì)豐度高，屬于潛在頁巖氣段；嘴下部分的主要組成為硅質(zhì)、鈣質(zhì)、炭質(zhì)等，我們稱為龍馬溪組一段，厚度在80～120m之間，TOC數(shù)值不小于3%，有機(jī)質(zhì)含量極高，屬于優(yōu)質(zhì)頁巖氣層段。龍馬溪組一段的底部30～50m 范圍內(nèi)，含有大量的鈣質(zhì)頁巖、富生物硅質(zhì)，孔隙度在5%左右，含氣量在5～6m2/t左右，TOC數(shù)值在4%左右，壓力系數(shù)在1.2～2.0 范圍之內(nèi)，成為了頁巖氣的主力產(chǎn)量區(qū)域，與北美優(yōu)質(zhì)頁巖氣地層的性質(zhì)比較類似。

2.2 下古生界筇竹寺組頁巖氣實(shí)現(xiàn)重要發(fā)現(xiàn)

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(nèi)，頁巖厚度在60～150m之間，TOC數(shù)值大于2%，硅質(zhì)頁巖夾炭質(zhì)頁巖是其下部的主要成分，炭質(zhì)頁巖是其中部的主要成分，砂質(zhì)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(jī)含量高、巖石脆性好、分布廣泛等特點(diǎn)，是目前比較有前景的開采層系之一。筇竹寺組頁巖氣發(fā)現(xiàn)的時(shí)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(shí)，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(fā)以來，威201井日產(chǎn)氣量達(dá)到了1.05×104m3，威201-H3井日產(chǎn)氣量2.85×104m3，金石1井日產(chǎn)氣量2.6×104m3。經(jīng)過我們的研究和調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(shí)代久遠(yuǎn)，生物成因硅質(zhì)、鈣質(zhì)含量較少，熱演化程度很高，很難進(jìn)行構(gòu)造改造，已經(jīng)出現(xiàn)了比較明顯的有機(jī)碳化現(xiàn)象，儲(chǔ)集物性不佳，含氣性不高。

3 我國頁巖氣開發(fā)面臨的困難與障礙

3.1 資源勘探水平相對(duì)落后

我國頁巖氣的儲(chǔ)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(guī)模進(jìn)行開采還需不斷努力。我國國內(nèi)的頁巖油資源調(diào)查與評(píng)價(jià)還沒有采取系統(tǒng)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(jī)構(gòu)與我們初步的分析調(diào)查結(jié)果進(jìn)行判斷。地質(zhì)評(píng)價(jià)水平與國外發(fā)達(dá)國家相比還存在一定的差距，我國頁巖氣預(yù)測儲(chǔ)量的能力還有待提升，切記不能沒有勘探結(jié)果就盲目地開發(fā)和開采，目前我們已經(jīng)在四川盆地開展了大規(guī)模的頁巖氣地質(zhì)評(píng)價(jià)和開采工作，取得了一定的成績。

3.2 核心技術(shù)尚不成熟

水平壓裂與水平鉆井技術(shù)是頁巖氣開發(fā)中的重要技術(shù)手段，我國在以上兩個(gè)方面與先進(jìn)國家相比較還有著一定的不足，水平壓裂技術(shù)中主要包括重復(fù)壓裂技術(shù)、同步壓裂技術(shù)、多級(jí)壓裂技術(shù)、清水壓裂技術(shù)等，水平鉆井技術(shù)主要包括控制壓力鉆井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)等，我國頁巖氣儲(chǔ)層與美國頁巖氣儲(chǔ)層相比還有著很大的差異，我國的頁巖氣沉積時(shí)代比較早，頁巖氣儲(chǔ)層的深度都基本超過3000m，勘探難度比較大，氣藏結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，美國的頁巖氣儲(chǔ)層比較淺，儲(chǔ)層深度基本沒有超過3000m，有的甚至才幾百米。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亟待完善

天然氣管網(wǎng)的建設(shè)是十分重要的，頁巖氣的輸送離不開管網(wǎng)系統(tǒng)，目前我國在川渝、華北、長三角地區(qū)都形成了比較健全的天然氣輸送管網(wǎng)系統(tǒng)，但是我國頁巖氣儲(chǔ)量比較豐富的地區(qū)有大多集中在西部山區(qū)，山區(qū)內(nèi)管網(wǎng)的建設(shè)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(qū)建立完善的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)。

3.4 環(huán)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(jīng)常使用的一種方法，對(duì)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(jīng)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(xué)藥劑和殺菌劑，在對(duì)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(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)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(fā)過程中水資源的消耗是巨大的，同時(shí)使用的化學(xué)藥劑等也會(huì)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。