常 宏

（大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院鉆井工藝研究所，黑龍江大慶163000）

1 國外頁巖氣資源勘探開發(fā)現(xiàn)狀

頁巖氣的勘探開發(fā)最先起源于美國，因此美國在全球頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域最為領(lǐng)先。自1821年美國開始鉆探第一口位于紐約阿帕拉契亞盆地的頁巖氣井開始，就拉開了頁巖氣勘探開發(fā)的序幕，21世紀(jì)以來，隨著開發(fā)開采技術(shù)的不斷提高，美國在頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，正因如此也掀起了世界各地勘探開發(fā)頁巖氣的熱潮。

據(jù)EIA相關(guān)數(shù)據(jù)表明，全球范圍內(nèi)技術(shù)可控的頁巖氣可開采資源量大約為212×1012m3，在非常規(guī)氣可開采資源量之中占據(jù)61.8%的比例，在全球常規(guī)與非常規(guī)氣可開采資源總量之中占據(jù)26.2%的比例。頁巖氣能源的分布比較廣泛，在亞太地區(qū)、北美地區(qū)、拉丁美洲以及非洲地區(qū)都有比較豐富的儲量。

1.1 美國頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

在頁巖氣勘探開發(fā)上，美國是絕對的領(lǐng)航者，自1821年以來，沿著美國本土“U”形斷裂帶，自東部向西部延伸拓展開發(fā)，歷經(jīng)了近2個世紀(jì)的研究和探索，截止到2013年在頁巖氣產(chǎn)量方面，美國已超過2650×108m3。2013年全年，美國天然氣總產(chǎn)量達(dá)到6870×108m3，其中有40%的產(chǎn)量來自于頁巖氣，在全球天然氣總產(chǎn)量之中占8%的比例。隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷提升，產(chǎn)量也得到了顯著的增長，對美國常規(guī)氣產(chǎn)量降低得到有效的彌補(bǔ)。

1.2 其它國家頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

全球范圍內(nèi)，加拿大已然是第二大頁巖氣開發(fā)開采國，當(dāng)前已達(dá)到200×108m3。但受到種種技術(shù)原因的約束，加之對頁巖氣資源儲量勘探不明，其他地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)進(jìn)度緩慢，處于勘探開發(fā)初級階段的地區(qū)較多。在歐洲，德、波、法以及匈牙利已經(jīng)逐步開始了對于頁巖氣的開發(fā)；印度也對國內(nèi)資源量做出了相關(guān)的勘探評估，并已進(jìn)入鉆探開發(fā)；澳大利亞、阿根廷以及南非也分別對資源量做出了相關(guān)的勘探評估。

2 中國頁巖氣概況

2.1 中國區(qū)域地質(zhì)背景

中國大陸的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，具有多塊體拼接、多期次、多旋回的特性。研究表明，前南華紀(jì)陸核形成與古中國地臺形成階段是我國的地質(zhì)構(gòu)造演化階段；古地臺解體與古中國大陸形成階段；印支期后中、新生代中國大陸繼承發(fā)展構(gòu)成了我國的地質(zhì)構(gòu)造演化3大階段。由于演化階段的不同以及盆地類型的不同，導(dǎo)致我國有機(jī)質(zhì)頁巖以及頁巖氣的儲藏量較大，勘探開發(fā)極具潛力。

2.2 中國頁巖氣形成條件

我國大陸頁巖氣由于以下4個方面條件得以形成[1]：

（1）頁巖發(fā)育具有豐富性。富有機(jī)質(zhì)頁巖在各個時代各個地區(qū)儲藏量都很豐富。

（2）頁巖分布具有不均衡性。海相富有機(jī)質(zhì)頁巖、過渡相富有機(jī)質(zhì)與煤系富有機(jī)質(zhì)頁巖以及湖相富有機(jī)質(zhì)頁巖分別分布在南方的3大區(qū)域、中西部4大盆地，受到沉積凹陷的影響，具有很強(qiáng)的分隔性。

（3）頁巖形成具多重性。在整體含量豐富的有機(jī)質(zhì)中，高有機(jī)質(zhì)含量頁巖發(fā)育程度和集中程度各有不同；頁巖有機(jī)質(zhì)包含類型也多種多樣；由于不同時代地質(zhì)背景不同，頁巖熱成熟度變化區(qū)間也很大。

（4）頁巖藏量具差異性。在巖性組合、高TOC含量集中段發(fā)育程度、熱成熟度、礦物組成與含量、納米孔隙發(fā)育程度等主要儲層特征的不同導(dǎo)致不同頁巖具有明顯差異。

2.3 中國頁巖氣分布情況

頁巖氣資源在我國比較豐富，但由于諸多因素的影響，尤其是勘探水平不足，雖然我國具有豐富的頁巖氣資源，但是依然不具備對全國資源進(jìn)行系統(tǒng)評價的能力，因此，在國內(nèi)外對我國頁巖氣藏量說法不一。2012年，來自國資部的數(shù)據(jù)表明，我國陸域頁巖氣地質(zhì)資源量約134×1012m3，可采資源量約25×1012m3(不含青藏地區(qū))，主要分布于南方古生界、華北地區(qū)下古生界、塔里木盆地寒武—奧陶系3大海相頁巖和松遼盆地白堊系、準(zhǔn)噶爾盆地中—下侏羅統(tǒng)、鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)、吐哈盆地中—下侏羅統(tǒng)、渤海灣下第三系五大陸相頁巖分布區(qū)。

3 中國頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

3.1 國內(nèi)頁巖氣開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀

目前，仍需國外服務(wù)公司對我國頁巖氣分段壓裂封隔施工提供技術(shù)服務(wù)。在廣1平3井現(xiàn)場試驗中，由江漢油田井下測試公司自主研發(fā)的頁巖氣泵送復(fù)合材料分段封隔(壓裂)技術(shù)獲得成功，使得頁巖氣的勘探開發(fā)成本有效降低。2012年東方物探“富有機(jī)質(zhì)頁巖層系非地震勘探技術(shù)研究”項目獲得生產(chǎn)許可，標(biāo)志著我國頁巖氣三維時頻電磁勘探項目步入正軌。也使得我國頁巖氣開發(fā)取得突破性的進(jìn)展[2]。

3.2 國內(nèi)頁巖氣水平鉆完井現(xiàn)狀

目前在國內(nèi)外一直認(rèn)為水平井鉆井是頁巖氣勘探的最據(jù)可行性的方法，依托低壓欠平衡空氣鉆井以及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的全面發(fā)展，為我國頁巖氣勘探開發(fā)提供技術(shù)支持。我國頁巖氣勘探開發(fā)處于起步階段，勘探主要以直井來取芯來獲取有效的含氣參數(shù)，采用水平井鉆井的方式來提高產(chǎn)能。由于我國現(xiàn)階段對控制壓力鉆井掌握相對成熟，并且在旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)上也取得了試驗成功。因此在我國頁巖氣勘探試驗階段，最為行之有效的方式為控制壓力鉆井或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)。

4 中國頁巖氣發(fā)展前景

雖然我國在頁巖氣勘探試驗井上以取得突破，但仍處于勘探開發(fā)的起步階段，發(fā)展基礎(chǔ)與全球其他成熟地區(qū)還有一些差距。因此，我國頁巖氣勘探方面仍需要不停地探索和實踐。在未來的階段，我國需要強(qiáng)化技術(shù)攻關(guān)，突破對基礎(chǔ)地質(zhì)的研究、推進(jìn)建立先導(dǎo)試驗、優(yōu)選開發(fā)關(guān)鍵區(qū)域，通過頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)的不斷提高，來提高頁巖氣的產(chǎn)量，從而實現(xiàn)我國在頁巖氣領(lǐng)域穩(wěn)定發(fā)展。