秦浩亮
长安大学地球科学与资源学院 陕西西安 710054
摘要：页岩气在中国天然气中占据重要地位，页岩气的开发、利用是当今一大热点，本文简要叙述了中国页岩气的地质特征及开发历史，有益于进一步了解中国页岩气产业。
关键词：页岩气；中国；地质条件
随着常规油气资源的不断消耗，非常规油气资源的勘探开发在目前的油气资源研究中成为一大热点。页岩气作为非常规油气资源的重要组成部分，成为世界能源研究的热点之一。目前全球页岩气资源量已经超过了以煤层气和致密砂岩气等为主的其他非常规油气资源量，主要集中在北美、中国、中东、北非等国家和地区。我国页岩气资源十分丰富，其资源量介于80.5×1012m3-144.5×1012m3，可采资源量介于11.5×1012m3-36.1×1012m3[1]。
1 我国页岩气地质特征
“页岩气”概念首次由Curtis（2002）提出，随后这一概念被广泛引入国内，许多学者对其进行定义，页岩气是以吸附和游离态存在于极低孔渗、富有机质的泥页岩地层中的天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭以及相对短的运移距离。与常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩气藏储集岩多为暗色、黑色页岩、高碳页岩及含沥青质页岩，含粉砂岩、砂岩、碳酸盐岩等夹层。富含有机质（TOC≥2%），普遍发育纹层及层理。储层致密，以纳米级孔隙为主。占页岩总孔隙90%以上。页岩气成因类型多以热成因气为主。包括生物成因气、热成因气和热裂解成因气。赋存方式以吸附态或游离态为主，少量存在溶解态。开采难度大，需大型压裂开采，形成“人造”裂缝系统的渗透率。单井初产高，低产生产周期长。
中国页岩气广泛存在于海相及陆相沉积盆地中，含气页岩层段时代从古生界分布至新生界，储集层地质条件较为复杂。我国富有机质页岩TOC含量较北美低，海相页岩热演化程度普遍偏高，陆相页岩则普遍偏低。且含气量偏低，埋深偏大。地形多为山地、丘陵等复杂地表。构造复杂，受构造条件影响大，发育断裂，保存条件较差（图1）。
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图1 中国主要页岩气储层参数（据邹才能等，2017）
2 我国页岩气开发现状
从2005年开始，我国相继在四川盆地、渤海湾盆地等地积极开展前期研究，从页岩气形成条件与富集规律、资源潜力与有利区带分布等方面对各个盆地进行评价[2]。2010年，中石油在四川盆地开钻威201井，并在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组海相页岩中获得工业气流，日产量超过1000m3，标志着中国正式开始了页岩气的开采。2011年，延长集团在鄂尔多斯盆地下寺湾地区开钻了中国第一口陆相页岩气井—柳评177井，初始产量可达2350m3/d。2012年，中国成为除北美地区外，首个页岩气接入管网开始商业性开采的国家。2013年，美国能源信息署（EIA）公布数据称我国页岩气可采资源量排名全球第二，仅次于美国。2014年，我国首个探明资源量超千亿方的页岩气田—涪陵气田诞生，中国页岩气勘探开发获得突破。2015年，我国页岩气产量已达到44.6×108m3，累计生产页岩气超过60×108m3[1]。2016年，中国陆上累积设置页岩气探矿权区块54个，钻井800余口，铺设页岩气专属管线235km；陆续在四川盆地、渝东鄂西、滇黔北、湘西等地区五峰组—龙马溪组发现页岩气。我国页岩气探明资源量及产量全部来自四川盆地海相页岩。涪陵、威远、长宁页岩累积探明页岩气资源量5441.29×108m3，累计探明页岩气可采资源量1360.33×108m3[3]。2017年，国内页岩气年产量已达到90×108m3，基本已实现了页岩气的规模生产。2018年6月8日,中国石油部署在重庆市渝西区块西山构造东翼断块、埋深接近4000m的足202-H1井放喷测试,折算日产气量45.67×104m3，深层页岩气勘探开发获得重大突破[4]。
图2 中国页岩气年产量柱状图
中国页岩气资源开发主要以海相沉积盆地为主。主要分布在华北地区、塔里木地区和南方地区。目前主要集中在南方海相页岩地区，以四川盆地寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组2套海相页岩为主要页岩气勘探目标区。华北地区的页岩气主要赋存在寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系，其厚度和资源丰度较低；塔里木盆地的页岩气主要在寒武系和奥陶系，埋深过大，超过4000m，开发困难高，可作为页岩气的远景调查区；南方地区的页岩气主要赋存在寒武系、奥陶系和志留系页岩层中，其中志留系龙马溪组和寒武系筇竹寺组单层厚度为30～50m，有机质丰度高，底部具有高自然伽马和高总有机碳含量等特征，是页岩气开发的有利目标层系。四川盆地及其周边地区是南方海相页岩的主要分布区，总面积约为7.2×104km2，估计资源量为9.5×1012 m3，已经成为中国页岩气勘探开发的主要区域，基本实现规模化生产。
除四川盆地外，南方其他地区、南华北盆地、鄂尔多斯盆地、柴达木盆地等地区的海相、海陆过渡相和陆相页岩气都有发现，但目前均未能形成产能，其勘探前景还在进一步探索中[3]。鄂尔多斯盆地二叠系钻探的3口井与南华北盆地石炭系—二叠系钻探的1口井获得一定量的页岩气流，平均产量1.61×104m3/d。陆相页岩气在四川盆地上三叠统须家河组和下侏罗统自流井组、鄂尔多斯盆地上三叠统延长组发现页岩气流，平均0.85×104m3/d[5]。2017年，中石油煤层气公司在鄂尔多斯盆地东部3口井的石炭系-二叠系页岩压裂后日产页岩气2885-8254×104m3。
参考文献：
[1] 董大忠,王玉满,李新景等.中国页岩气勘探开发新突破及发展前景思考[J].天然气工业,2016,36(01):19-32.
[2]邹才能,董大忠,王社教等.中国页岩气形成机理、地质特征及资源潜力[J].石油勘探与开发,2010,37(06):641-653.
[3]程涌,陈国栋,尹琼等.中国页岩气勘探开发现状及北美页岩气的启示[J].昆明冶金高等专科学校学报,2017,33(01):16-24.
[4]天工.中石油在重庆地区深层页岩气勘探喜获重大突破[J].天然气工业,2018,38(06):82
[5]邹才能,董大忠,王玉满等.中国页岩气特征、挑战及前景(二)[J].石油勘探与开发,2016,43(02):166-178.
作者简介：秦浩亮（1994-），男，陕西西安人，硕士研究生，矿产普查与勘探专业。
论文作者:秦浩亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/21
标签：页岩论文; 盆地论文; 中国论文; 海相论文; 资源论文; 鄂尔多斯论文; 成因论文; 《防护工程》2018年第32期论文;