页岩气简介及页岩气在贵州省的示范性勘查

74 第11期 紫光阁 知识讲座

从上世纪70年代起，美国常规

石油生产达到峰值，随后对页岩

气、致密气、煤层气、页岩油和油

页岩油等非常规油气开展攻关投入，并于本世纪初逐步实现了页岩

气的商业化、规模化和产业化。至

2012年末，页岩气产量已占美国天

然气年总产量的25%多，使其超过俄罗斯成为全球第一大天然气生

产国。页岩气产业的突飞猛进不仅

从“产量”和“价格”两个方面根本

改变了美国天然气市场格局，还将极大带动页岩油的开发，进一步支

持美国“能源独立”，引起世界各国

高度关注。

页岩气基本概念

页岩气主要来自于页岩中，页

岩是油气的主要烃源岩，也是油气

勘查的主要研究对象。页岩是由粒径小于0.0039mm的细粒碎屑、粘土、

有机质等组成的具页状或薄片状层

理、容易碎裂的沉积岩。

页岩气概念是指赋存于富有机质页岩层系中，以吸附和游离状态

为主要存在方式的烃类气体，是一

种非常规天然气资源类型。页岩气

成分与常规天然气一致，以甲烷为主；具有自生自储、原地成藏、成因

类型多、分布广泛、物性致密等特

点。主要用于民用、工业燃料、化工等方面，与常规天然气用途一致。页

岩气一般情况下无自然产能，必须

经人工压裂才能出气，单井产量早期递减快，但产气时间较长，能够长

期以稳定的速率产气，一般需用3-6

个月试产才能确定产气量，才能评

价其可采储量，具有较高的工业经济价值。

页岩气资源潜力分布

全球页岩气资源量约为456万

亿立方米，相当于煤层气和致密气的总和。页岩气资源主要分布在北

美、中亚和中国、中东和北非、拉丁

美洲、苏联等地区。目前，除美国和

加拿大成功开发外，中国、印度、澳大利亚、瑞典、波兰等国正处在探索

阶段。

我国广泛分布海相、海陆过渡

相及陆相三种主要类型富有机质页岩层系。海相以四川及其周边地区为主；海陆过渡相以华北、西北和东

北地区为主；陆相以东北、陕西、山

东等地区为主。

根据国土资源部2011年的初步评价，我国页岩气可采资源潜力约

为25万亿立方米（不含青藏区），有

利地区面积约111万平方公里。主要

龙源期刊网

浅谈贵州黔北地区页岩气钻井难点与挑战

作者：尹书岑

来源：《科技风》2016年第12期

摘 要：贵州黔北地区页岩气地质资源量巨大，目前国内页岩气直井钻探技术较为成熟，但由于南方海相沉积地层，碳酸盐（岩溶）发育，会对钻井施工造成一定的困难与挑战，本文结合地下地质情况及具体施工实例，对该区内钻井施工难点进行浅析。

关键词：页岩气；直井钻井；漏失；碳酸盐地层；工程风险

贵州省页岩气资源十分丰富，据最近一次页岩气资源调查评价显示，页岩气地质资源量约13万亿方，位居全国第三。黔北地区的主要页岩气寒气层位为寒武系下统牛蹄塘组和志留统下统龙马溪组。

据调查数据，区域内寒武系下统牛蹄塘组地质资源量2.40万亿立方米，志留统下统龙马溪组地质资源量1.48万亿立方米。区内含气页岩层系埋深适当，厚度较大，分布面积广泛，特别是志留统下统龙马溪组炭质页岩含气性较好，具备良好的勘探潜力。

但由于黔北地区主要为海相沉积地层，在实际钻探施工过程中，仍存在诸多挑战，本文结合我队在钻井过程中的实例及对黔北地区其余钻井的调研，探讨本区内页岩气钻井难点与挑战。

一、区域地层情况

黔北地区自下而上主要发育震旦系、寒武系、奥陶系、志留系等地层，但受构造运动的影响，区内志留系地层呈现北厚南薄的特征，部分地区甚至志留系地层缺失。但寒武系地层在黔北地区特别发育，

主要分为下统牛蹄塘组、明心寺组、金顶山组、清虚洞组，中统高台组、石冷水组，中上统娄山关组。

其中主要目的层牛蹄塘组为一套海相沉积地层，也是区内钻井钻穿的主要层位。其上覆地层清虚洞组及娄山关组均为一套以白云岩、灰岩为主的岩性组合，地层较为破碎，在施工过程中极易发生工程复杂情况。

二、钻井难点与挑战

黔北地区虽然由相关石油部门做了一定程度的勘探，但仍旧钻井资料十分缺乏；同时由于近地表往往发育着灰岩、白云岩等岩性，往往地层裂缝、溶洞特别发育，实施二维地震采集资龙源期刊网

吴　蕾　（中石化勘探南方分公司研究院，四川成都６１　００４１）　摘要：本文通过对黔北地区下古生界石油地质特征的研究，认为黔北地区下寒武统牛蹄塘组（∈，ｎ）、志留系龙马溪　组（ｓ　ｉ）页岩厚度大、有机碳含量高、资源丰富，是寻找页岩气的有利地区，页岩气勘探一旦实现重大突破，将对我　国南方地区油气勘探开发前景产生重大影响。　关键词：黔北；下古生界；页岩气；勘探前景　ＤＯＩ：１　０．５９６９／］．ｉｓｓｎ．１　６７１—６５９６．２０１　１．２２．Ｏ０６　ｌ　概况　黔北地区位于四川Ｉ盆地南缘、黔中隆起北缘，即泸州一　重庆綦江以南，黔西一瓮安以北、赤水、大方以东、沿河一　印江以两（见图１），属贵州毕节、遵义地区和重庆綦江地　区，面积约８５５０３ｋｍ　。本区油气勘探始于上世纪５０年代，　６０￣８０年代在黔中隆起北缘大方、金沙安底、黔西梨子冲　等钻中深井４口，未见好的油气显示，只在方深ｌ井井段　１７２３．４～１７２６．７ｍ∈，ｎ地层中见气测异常。本世纪初钻探丁　山１井，在自留系龙马溪组页岩中见多处异常。但值得注意　的足在开阳洋水背斜９０４￣Ｌ探矿中于∈　ｎ泥岩中发生天然气　井喷，燃烧数月并供井队照明和生活用气，并未产水。随　着页岩气勘探在我国的开展，有必要对黔北地区页岩气勘　探进行评价。　

圉１　勘探区范围图　２　地层　本区隶属上扬子地台，沉积了自元古界至第四系各纪　地层，其中上震旦统至三叠系厚约５０００￣７０００ｍ，下文介绍　页岩气重点勘探对象下古生界。　２．１上震旦统（Ｚ，）　（１）陡山沱组（ｚ，ｄｓ）：黑色、深灰色泥岩夹白云　岩、磷质岩，厚５０￣３００ｍ。（２）灯影组（Ｚ２ｄｙ）：以灰色　白云岩为主，厚８０～１１５５ｍ。　２．２寒武系（∈）　（１）下寒武统（∈。）：①牛蹄塘组（∈，ｎ）：下部黑　色碳质泥岩、页岩、砂质泥岩，上部黄绿色泥页岩、砂质泥　岩、灰质泥岩夹粉砂岩，厚ｌ００～５２０ｍ。②明心寺组（∈　ｍ）：下部以灰绿、黄绿色砂、页岩为主，上部夹灰一深灰　色灰岩、生物灰岩、瘤状灰岩夹古杯类点礁，厚一般为　７３￣６９５ｍ。③金顶山组（∈．ｊ）：灰绿、黄绿色砂、泥岩夹　豆（鲕）状灰岩、生物灰岩，一般厚１２６￣２５０ｍ。④清虚洞　组（∈　ｑ）：下部灰一深灰色灰岩、豹皮状灰岩、条带状灰　岩，上部或中上部灰色白云岩，泥云岩，含泥质白云岩夹　少量砂、云质泥岩、泥质粉砂岩，厚１３３￣４６２ｍ。　（２）中寒武统（∈　）：①高台组（∈　ｇ）：灰色含云质　砂、泥岩夹泥质白云岩，厚５０￣８０ｍ。②石冷水组（∈。ｓｈ）：　灰色薄一中层白云岩、黄灰色泥质云岩夹白云质泥岩、膏层　云岩（或溶塌角砾岩，风岗及以北地区夹石膏层），顶常有　一米至数米的白云质砂岩，厚１００￣３００ｍ。③中上寒武统娄　山关群（∈　＋。１Ｓ）：以白云岩为主，厚度较大，厚７ｏ０～　１２００ｍ。　２．３奥陶系（０）　（１）下奥陶统（０　）：①桐梓组（０　ｔ）：灰一深灰色　白云岩、灰质云岩夹泥质云岩、生屑灰岩、泥页岩组成，　底含硅或泥质（或夹泥页岩）或为生屑灰岩。厚２０～　１５０ｍ。②红花园组（Ｏ　ｈ）：灰色生物灰岩、生屑灰岩为　主，富含海绵、苔藓虫等生物化石，常富集成小点礁，厚　３４￣５０ｍ。③湄潭组（０１ｍ）：上部灰绿色粉砂质泥页岩与砂　岩互层夹生物灰岩，下部为灰绿色泥、页岩夹生物灰岩、　粉砂岩，厚１５０￣２６０ｍ。　（２）中奥陶统（０，）：①十字铺组（０５ｓｈ）：深灰、　灰色泥质灰岩夹灰岩、瘤状灰岩、页岩，底部灰岩含铁质　及鲕粒，厚１０￣６０ｍ。②宝塔组（０，ｂ）：具“马蹄纹”的灰　夹紫红色含泥灰岩，厚２０￣８９ｍ。　（３）上奥陶统（０３）：①涧草沟组（０３ｊ）：为灰、灰　黄色泥质瘤状灰岩夹页岩，厚Ｏ～１７ｍ。②五峰组（０３ｗ）：　黑色碳质页岩，顶为黄绿色、灰黑色泥质灰岩，厚Ｏ￣１６ｍ。　收稿日期：２０１１一Ｏ６一Ｏ８修回日期：２０１１—０７一Ｏ６　作者简介：吴蕾（１　９８０一），女，中石化南方勘探分公司研究院助理工程师。

３２　探矿工程（岩土钻掘工程）　２０１４年第４１卷第２期　

（２）要注意整个施工过程中的泥浆配制和维护　达到要求的性能指标，要明确并熟悉处理剂的性能　和使用方法，对不同孔段不断变化的地层采取的应　对措施要心中有数，坚持班班测试泥浆性能，勤除　砂，适时调整并保持所施工孔段需要的泥浆性能。　否则，即使有好的泥浆选型和配方但并不坚持执行，　不进行随机应变的对症处置，必定走弯路，遇挫折。　参考文献：　［１］曾祥熹，陈志超，何玉明．钻孔护壁堵漏与减阻［Ｍ］．北京：地　质出版社，２００７．　（上接第２８页）　源头、孔内情况搞清，认真分析，对症下药，及时处　理，少走弯路，缩短处理事故时间，提高钻进效率，获　得更大的经济效益。　（３）聚乙烯醇有很好的护壁效果，能对处理孔　壁坍塌起到很好作用，但其悬浮岩粉的能力较弱。　浓度太高时容易大量析出，因此也要适当控制加量。　（４）针对不同的事故类型要研究制定不同的技　术方案进行处理，因地制宜设计加工适合的钻探工　具。　乌效呜，胡郁乐，贺冰新．钻井液与岩土ｌＩ：程浆液［Ｍ］．湖北武　汉：中国地质大学出版社，２００２．　李国志，杨树伟，徐景珠．浩布高矿区复杂地层钻进护壁堵漏　技术［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２０１０，３７（８）：２３—２６．　宋端正．甘肃西和大桥金矿区复杂地层钻探技术［Ｊ］．探矿工　程（岩土钻掘工程），２０１２，３９（３）：３４—３６．　首照兵，陈礼仪，张统得，等．攀西钒钛磁铁矿整装勘查复杂地　层钻探护壁堵漏技术［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２０１２，３９　（２）：３１—３４．　曾石友．嵩县多金属矿区复杂地层岩心钻探施工综合技术　［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２０１０，３７（１１）：１６—１８．　宋端正．甘肃西和大桥金矿区复杂地层钻探施ｊ＝实践［Ｊ］．探　矿工程（岩土钻掘工程），２０１２，３９（１）：４４—４６．　参考文献：　［１］ＤＺ／Ｔ　０２２—２０１０，地质岩心钻探规程［Ｓ］．　［２］编委会．地质钻探找矿新技术手册［Ｍ］．北京：地质出版社，　２０１０．　［３］　孙丙伦，陈师逊，陶士先．复杂地层深孔钻探泥浆护壁技术探　讨与实践［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２００８，３６（５）．　［４］　李粤南．深部孔段卡、埋钻事故防治对策的探讨［Ｊ］．探矿工程　（岩土钻掘工程），２０１１，３８（９）．　［５］巫相辉，董光明．钻进液配制技术及其应用［Ｊ］．探矿工程（岩　土钻掘工程），２００９，３７（５）．　【６］李宏．栋仁煤田ＺＫ８０１深孔严重落物事故的处理与反思［Ｊ］．　探矿工程（岩土钻掘工程），２０１３，４Ｏ（１）．　中石化在习水成功勘探出页岩气——日产气量最高达ｌ０万余立方米　《中国矿业报》消息（２０１４—０２—１９）　中国石油化工股　份有限公司南方勘探分公司日前在黔北地区钻探出一口深　部高产页岩气预探井丁页２ＨＦ号。　该井位于贵州省习水县境内，系川东南地区林滩场——　丁山北东向构造带上，完井斜深为５４５１　ｍ、垂深４４１７　ｍ、水　平段长１０３４　ｍ，为目前国内埋藏最深的页岩气水平井。经测　试，日产气量最高达１０．５万ｍ　，日均产气量为４．３万ｍ　，油　压和气量比较稳定。　经过近５个月的分段压裂、防喷试气、固井排液和放喷　求产，技术人员克服了国内外罕见的高泵压、高气压等施工　难题，在套管固井、压裂试气等方面创中国石化（国内）油气　勘探技术指标的十项第一，获得我国深层页岩气勘探的重大　突破。这一页岩气勘探开发区块的发现，对推进我国页岩气　勘探开发、改善我国能源结构具有重要意义。　］　］Ｊ　１Ｊ］　ｌ