我国页岩气勘探开发形势初探

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我国页岩气勘探开发形势初探【摘要】本文从我国页岩气的调查评价、勘探开发、分布特征、主要问题与对策建议五个方面,对我国页岩气的勘探开发作了初步探讨。

【关键词】页岩气调查评价勘探开发页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。

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,具有较高的工业经济价值。

大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

因此,世界许多国家越来越重视寻找和开采页岩气,以作为常规天然气的补充能源资源。

一、我国页岩气勘查开发面临的机遇页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是非常规天然气的重要组成部分。

作为一种新的气体能源,其在世界一些国家已引起高度关注和得到开发利用,尤其是在美国和加拿大,页岩气已进入规模化生产阶段。

推动页岩气等非常规天然气开发,是保障国家能源安全、满足经济发展和民生需求、发展绿色低碳经济的必由之路。

在我国,党中央、国务院高度重视页岩气资源战略调查和勘探开发工作,已将页岩气纳入我国能源战略视野,正在制定的《科学发展的2030年国家能源战略》将页岩气摆到了重要位置。

温家宝总理和李克强副总理曾先后多次作出重要批示,提出对页岩气资源的开发要尽快制定规划,搞好资源调查,研究开采技术方法,做全面技术经济论证,加强生成机理、富集条件、技术攻关和重点靶区的研究。

国民经济和社会发展“十二五”规划明确要求“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”。

国家发改委和国家能源局2009年9月研究制定关于鼓励页岩气勘探开发利用的政策,正在征求意见和修改完善中。

2009年11月,美国总统奥巴马来我国访问期间,中美双方领导人就开展清洁能源领域的合作广泛交换了意见,双方签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,将两国在页岩气方面的合作上升到了国家层面。

国土资源部将页岩气作为重要能源,并在“找矿突破战略行动”中列为重中之重,编制了独立的页岩气找矿突破战略行动实施方案,进行重点部署。

可以说,页岩气的开发利用在我国已呈现出良好的起步态势。

二、我国页岩气的特征与分布情况1、我国页岩气基本地质特征我国发育有海相、海陆过渡、陆相三套页岩,其中,海相分布在南方古生界、华北地区古生界、塔里木盆地寒武—奥陶系三大地区,陆相分布在松辽盆地白垩系、渤海湾盆地古近系、鄂尔多斯盆地石炭—三叠系、准噶尔盆地石炭—侏罗系、吐哈盆地侏罗系、中国近海盆地古近系/中生界六大盆地。

我国海相页岩气热演化程度与埋藏深度差异较大,其中,四川盆地为页岩气分布最有利地区,四川盆地发育多套富有机质页岩,其厚度大、分布稳定,其中最有利的下古生界富有机质页岩,主要为浅水—陆坡深水相沉积,川南下古生界是最有利页岩气突破区,页岩有机碳含量高、热演化程度较高、发育微—纳米孔隙、脆性矿物丰富、含气量较高。

2、我国页岩气分布情况我国页岩气资源类型多、分布广、潜力大。

页岩地层在各地质历史时期均发育很好,海相沉积广泛,分布面积多达300万km2,海陆交互相沉积200多万km2,陆上海相沉积面积约280万km2。

页岩在南方、北方、西北和青藏等广大地区均有分布,既有有机质含量高的古生界海相页岩、海陆交互相页岩,也有有机质丰富的中、新生界陆相页岩,在油气、煤炭勘探中,甚至固体矿产勘探时已在油气盆地及盆地外的沉积地层中发现多处页岩气显示。

连续式富集页岩气藏往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中,与常规油气藏有着密切的成因关系。

而我国陆上沉积盆地多,且油气资源丰富,这样良好的地质因素为页岩气的富集创造了非常有利的条件。

我国页岩气主要分布在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地。

除了分布在上述含油气盆地外,在我国广泛分布的海相页岩地层、海陆交互相页岩地层及陆相煤系地层也都有分布。

三、我国页岩气资源调查与评价我国页岩气资源量丰富。

我国油气业曾根据并不严谨的类比法预测国内页岩气资源前景约为30万亿m3(美国的初步评估认为中国页岩气地质储量约100万亿m3),相当于我国常规天然气资源量的两倍,与美国本土(28.3万亿m3)大致相当。

专家预计我国页岩气资源量约为26万亿m3,平面上以中国南方和西北地区最为有利,剖面上以古生界资源量为最大,中生界位居其次。

国土资源部发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》成果,是我国首次系统调查评价页岩气资源“家底”,结果表明,我国页岩气资源潜力大,分布面积广,发育层系多。

2004年以来,国土资源部依托油气资源战略选区调查专项,开展了优选有利远景区等工作;2011年组织开展了全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选工作,评价了41个盆地和地区、87个评价单元、57个含气页岩层段,初步掌握了我国页岩气资源潜力,提出了页岩气资源有利区域和勘查靶区,据初步调查评价,我国页岩气资源地质资源潜力134亿m3,可采资源潜力25亿m3,与陆域常规天然气资源量相当;组织实施了陕西延长页岩气资源综合利用示范基地和贵州黄平页岩气资源综合利用示范基地建设等;2012年,国土资源部等五部委联合发布《页岩气发展规划(2011—2015)》,推进了页岩气产业的快速发展。

国土资源部根据这项成果,在充分论证的基础上,通过与天然气、煤层气对比研究,组织专家进行页岩气独立矿种论证,申报页岩气作为独立矿种,得到了国务院正式批准,成为我国第172个矿种。

四、我国页岩气勘探开发情况我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段。

20世纪60—90年代,在常规油气勘探中,个别盆地在页岩中发现了泥页岩裂缝油气藏,对此一些学者进行过研究。

表1为中国页岩气勘探开发情况简表。

目前,我国的页岩气还没有形成生产,近两年只钻了几口井。

2010年4月,中石油在四川珙县探获储量600万m3页岩气;2010年5月,中国石化华东分公司页岩气方深1井特大型压裂施工喜获成功,该井是国内首次对页岩进行的特大型压裂施工。

2011年4月13日,由国土资源部油气资源战略研究中心组织实施的“全国页岩气资源潜力评价与有利区优选”专项施工的第一口井深超千米战略调查井——岑页1井,在贵州省岑巩县羊桥乡顺利开钻。

2011年6月27日,国土资源部举办首次油气探矿权公开招标,此次招标出让的页岩气探矿权区块共计4个,主要位于贵州、重庆等省市,分别为渝黔南川页岩气勘查、贵州绥阳页岩气勘查、贵州凤冈页岩气勘查、渝黔湘秀山页岩气勘查,面积共约1.1万km2。

这次招标共有6家企业参与,结果是中石化母公司及河南煤层气分别中标。

中石化计划勘探总投入为5.9亿元,参数井和预探井11口;河南煤层气公司勘查总投入2.5亿元,参数井和预探井10口。

这次招标不仅是我国油气资源管理制度的创新尝试,还吹响了我国加快页岩气开发利用的集结号。

2011年国土资源部组织实施了陕西延长页岩气资源和贵州黄平页岩气资源综合利用示范基地建设,同年,延长石油集团在鄂尔多斯盆地打成我国第一口陆相页岩气井并成功压裂产气。

2012年5月28—29日,全国页岩气资源储量评价及相关技术研讨会在陕西省延安市召开。

会议认为,我国页岩气勘探开发总体处于起步阶段,随着勘探开发工作的推进,迫切需要尽快制定页岩气储量评价技术规范。

5月29日下午,我国第一口页岩气水平井在陕西延长石油集团页岩气工作现场压裂成功,预示着我国在页岩气勘探开发技术领域取得了重大突破。

国土资源部确定了川南、黔北、渝东南、渝东北等7个国家页岩气先导试验区。

重庆市凭借其资源优势,成为全国重点页岩气开发区域。

中石油已经率先在四川盆地南部开始页岩气前期勘探的先导性试验,根据勘探的结果来看,比较符合当初的预期,但是目前可以进行商业化开采的区块还没有。

五、我国页岩气勘查开发面临的主要问题1、我国页岩气勘探开发还处于初期发展的阶段页岩气勘查开发中有许多未知情况,一些基本问题还在探索中,页岩气作为新兴非常规油气资源,不论是前期勘探还是开发过程中的工程技术,都有其自身特点。

随着科学技术的进步,目前所采用的评价体系及相应的指标还需要不断完善,页岩气赋存规律和含气页岩基本参数还有待深入研究。

我国页岩气勘探开发还面临着基础理论研究与地质认识上的不足、科学技术落后、发展模式不清晰等亟待解决的问题。

2、缺乏核心技术页岩气开发对技术的要求很高,相对常规天然气来说,开采起来比较难,这主要是由页岩气藏的特点决定的。

页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来,而我国至今还没有成熟的技术。

我国页岩气勘探开发核心技术与美国相比差距较大,特别是水平井钻完井和压裂改造技术有待加快攻关。

因此,应在引进吸收国外先进技术的基础上,开展联合攻关,尽快形成适合于我国地质条件的页岩气勘探开发核心技术。

3、页岩气调查程度较低,制约了页岩气的开发近年来,尽管我国在页岩气地质理论、潜力评价和有利区优选等方面进行了初步探索,并且取得了一定的进展,但仍明显滞后于页岩气开发的实际需要,这在一定程度上制约了页岩气资源的开发,还有待于进一步深化研究。

相比较而言,美国正是在开展了大量的页岩气资源评价、基础性研究工作的基础上促进了本国页岩气的开发。

4、管网设施不足,开发难度大天然气管网建设能很大程度地降低页岩气开发利用成本,而我国管网设施建设滞后,许多管线仍处于在建状态,如果页岩气大规模开发,基础设施不足等问题将会成为制约页岩气开发利用的瓶颈。

而美国成功的因素除了技术、政策外,天然气管网的四通八达,也极大地推动了页岩气开发的商业化。

5、页岩气开发经验不足、专业技术人员短缺作为一个新兴的非常规能源,页岩气资源的开发需要大量的技术、资金和人员投入。

而中国页岩气资源的勘探开发还处在摸索起步阶段,资源勘探程度低、技术不成熟,并且存在一系列成本核算、风险承担、工程技术等方面的问题。

各方面经验相对不足、资金欠缺、相关专业技术人员少等等是当前我国页岩气产业发展面临的主要问题。

六、促进我国页岩气开发的对策建议1、深化页岩气基础理论研究具有中国特点的地质问题成为制约我国页岩气研究及勘探的因素之一。

因此,要抓住机遇深化页岩气基础理论研究,进一步掌握页岩气分布规律和作用机理,解决包括页岩气形成机理、评价方法、富集规律等在内的核心科学问题,尽快实现相关理论突破,尽早掌握详细的资源数据,为预测页岩气资源潜力,优选页岩气富集有利区奠定基础。

2、尽快出台鼓励页岩气勘查的财税政策国家应加大对页岩气风险勘查的步伐。

目前我国页岩气资源勘探开发还处于探索起步阶段,技术落后,资源家底不清,勘查风险大,探矿权市场不发育,采矿权无法设定,勘查的效益不能及时得到兑现。