岩气及其勘探开发

业性页岩气勘查、开采活动。　

第三，规定页岩气开发准入条件。页岩气　

探矿权申请人应当是独立企业法人，具有相应　

的资金能力、石油天然气或气体矿产勘查资　

质；申请人不具有石油天然气或气体矿产勘查　

资质的，可以与具有相应地质勘查资质的勘查　

单位合作开展页岩气勘查、开采。鼓励社会各　

类投资主体平等、依法进入页岩气勘查开采领　

域。鼓励符合条件的民营企业投资勘查、开采　

页岩气，鼓励拥有页岩气勘查、开采技术的外　

国企业以合资、合作形式参与我国页岩气勘　

查、开采。　

２０１　１年６月，国土资源部启动页岩气探矿权首　

次公开招标。本次招标，国土资源部共邀请了６家　

公司参与４个页岩气探矿权区块的投标，区块主要　

位于重庆、贵州等省市，分别为渝黔南川页岩气　

勘查、渝黔湘秀山页岩气勘查、贵州绥阳页岩气　

勘查、贵州凤冈页岩气勘查，面积共约１．１万平方　

千米。最终中国石油化工股份有限公司、河南煤　

层气开发利用有限公司获得渝黔南川、渝黔湘秀　

山２个区块。　

２０１２年，国土资源部进行了第二轮页岩气探　

矿权招标，共推出２０个区块，总面积为２０００２平方　

千米。本次招标首次允许中方控股的中外合资企　

业参加投标，共收到８３家企业的１５０套合格投标文　

件。２０１３年１月２１日向这８３家企业颁发了勘查许可　

证，其中包括国有企业５５家、民营企业２６家、中　

外合作企业２家。目前，国土资源部正在考虑划定　

区域块，开始第三批招标。　

三、页岩气对外合作前景　

中国的页岩气资源量非常可观、资源潜力　

大，对外合作处于起步阶段。政府和国家有关部　

门高度重视，积极采取开放、市场化的方式，鼓　ＮＡＴＵＲＡＬ　ＧＡＳ天然气■——■■●　

励国内企业与国外有经验的公司合作，引进页岩　

气勘探开发技术。目前，中国石油与壳牌、雪佛　

龙等国际大石油公司都有合作项目。对外合作模　

式是多方面、多层次的，包括区块合作、工程装　

备合作、管网建设和运营合作、学术交流与技术　

合作等多种合作模式。　

第22卷　第4期2008年8月现　代　地　质GEOSCIENCEVol122　No14Aug12008页岩气及其勘探研究意义张金川,汪宗余,聂海宽,徐　波,邓飞涌,张培先,殷　毅,郭华强,林　拓,张　琴,张德明(中国地质大学海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京　100083)

收稿日期:2008-05-10;改回日期:2008-06-28;责任编辑:潘令枝。 基金项目:国家自然科学基金项目(40672087,40472073);国土资源部公益项目(200811041)。 作者简介:张金川,男,教授,博士生导师,1964年出生,石油地质学专业,主要从事非常规油气、成藏机理、资源评价及盆地流体等方面的教学与研究工作。Email:zhangjc@cugb1edu1cn。摘要:与传统意义上的泥页岩裂缝气并不完全相同,现代概念的页岩气是主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力泥岩及页岩等地层中的天然气聚集,具有自生自储、吸附成藏、隐蔽聚集等地质特点。美国的页岩气勘探取得巨大成功,是投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一,目前已形成了区域性页岩气勘探开发局面。中国的页岩气研究正在起步,许多盆地及研究区具有页岩气成藏的地质条件。与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比,中国南方具有有利的页岩气发育条件,开展页岩气研究具有重要意义。关键词:页岩气;非常规天然气;勘探中图分类号:TE122 文献标识码:A 文章编号:1000-8527(2008)04-0640-07ShaleGasandItsSignificanceforExplorationZHANGJin2chuan,WANGZong2yu,NIEHai2kuan,XUBo,DENGFei2yong,ZHANGPei2xian,YINYi,GUOHua2qiang,LINTuo,ZHANGQin,ZHANGDe2ming(KeyLaboratoryofMarineReservoirEvolutionandHydrocarbonAccumulationMechanismofMinistryofEducation,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing　100083,China)Abstract:Unliketheconventionalconceptofhydrocarboninfractures,thecurrentdefinitionofshalegasistheabsorbedandfreegasaccumulationthatexistsinmudstoneand/orshalelayerswithautogenicgas.Gasaccumu2lationinshaleisofmanyparticulargeologicalcharacteristics,someofwhichareself2generationandself2reser2vation,absorptionaccumulation,subtleaggregation,andsoon.ExplorationandexploitationforshalegashaveachievedgreatsuccessinUSAinwhichshalegashasbecomeoneofthethreeeconomictypesofunconventionalgaswithpervasiveexplorationvalueandprofitableindustrialexploitation.ManybasinsandregionsinChinaareoffavorablegeologicalsettingsforshalegas,andtheresearchonshalegasdevelopsquickly.IncontrastwiththegeologicalconditionintheeasternUSA,thesouthernChinahasthefavorablegeologyconditionsforshalegasexploration.ItisimportantandsignificanttoresearchandexploreshalegasinChina.Keywords:shalegas;non2unconventionalgas;exploration0　引　言页岩气是美国目前已投入工业性勘探开发的主要非常规天然气聚集类型之一,2008年4月20-23日在美国SanAntonio召开的AAPG年会表明,页岩气在近年来再次成为油气地质研究的热点。本文主要以笔者在2002年完成的页岩气调研报告为基础,通过对近年来相关文献进行适当的补充,对页岩气勘探现状及研究意义简做讨论以飨读者。© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1　页岩气Curtis2002年对页岩气(shalegas)进行了描述性界定并认为,页岩气在本质上与其他类型的气藏有较大的差异,具有生物化学成因气、热成因气或两者混合的多成因特点,具有普遍的地层饱含气、隐蔽聚集机理等特点,赋存方式复杂[1]。结合页岩气成藏机理的认识,可以将页岩气概括为:主体上以吸附和游离状态赋存于泥页岩地层中的天然气聚集[2-3],其中吸附作用是页岩气的重要机理之一。需要指出的是,虽然泥岩和页岩并不完全相同,但国外及台湾研究者习惯于使用shale术语,译为“页岩”;大陆研究者则更倾向于使用mudstone术语,对应于“泥岩”。针对这种情况,国内研究者也使用“泥页岩”术语。但国外目前的“页岩气”与国内传统的“泥页岩气”在理解上存在一定的差异,前者强调吸附和游离相天然气的同时存在,而后者则多指游离相天然气。根据前人研究结果[1-7],页岩气具有如下基本特征(表1):岩石类型多样,可包括富含有机质的暗色—黑色泥页岩、高碳泥页岩及含沥青质泥页岩等,泥页岩类地层与粉砂岩类的薄互层是其基本特点之一[5-6];页岩气主要来源于生物作用或热成熟裂解作用[4,7],也可形成于有机质演化的高或过成熟阶段(Ro最大可达4%);泥页岩本身既是气源岩,又是储集层和封盖层[7],一般表现为致密物性特点,若含气则有效孔隙度一般只为1%～5%。页岩中具有广泛的饱含气特点[8-9],天然气的赋存相态多变但以吸附态或游离态为主,吸附状态天然气的含量变化于20%～85%之间,一般为50%左右,溶解态仅少量存在。页岩气成藏具有隐蔽性特点[1,10]。2　美国页岩气勘探现状随着油气勘探开发程度的提高,多种机理类型的天然气聚集不断被发现并投入工业性开发[11-14]。美国是天然气地质勘探程度和开发技术水平相对较高的国家,页岩气是其中已投入工业性勘探开发的三大非常规天然气类型之一[2-3](三大非常规天然气即致密砂岩气,包括深盆气、盆地中心气和根缘气,以及煤层气和页岩气)。页岩气勘探生产和开发研究最早开始于美国,它的第一口工业性天然气钻井(1821年钻至8m深度时产出裂缝气)就是页岩气井(Chautauqua县浅埋的泥盆系Dunkirk页岩)[5],当时由于产气量少而没有引起人们的重视,但却就此拉开了美国天然气工业发展的序幕[1]。此后,美国的页岩气藏陆续被发现,到1926年时,东肯塔基和西弗吉尼亚气田(泥盆系页岩)成为当时世界上最大的天然气田。1973年阿以战争期间的石油禁运和1976—1977年间的第一次石油危机促使美国能源部(DOE)加快了天然气勘探研究的步伐:1976年,美国能源部及其以后的能源研究和开发署(ERDA)联合了美国国家地质调查局、州级地质调查所、大学以及工业团体,发起并实施了针对页岩气研究与开发(R&D)的东部页岩气工程(EGSP,主要包括阿巴拉契亚、密执安和伊利诺斯盆地),主要目的是加强对页岩气地质、地球化学、开发工程等方面的研究,使得页岩气产量大幅度增加且产出了一批科研成果;从1980年开始,美国天然气研究所开始对东部页岩气进行系统研究,主要目的是摸清页岩气分布规律并进行资源潜力评价,不表1　美国含气页岩主要特征Table1　Maincharacteristicsofgas2bearingshaleinUSA　盆地页岩名称埋藏深度/m毛厚度/m净厚度/mTOC/%Ro/%含气孔隙度/%总孔隙度/%吸附气含量/%地层压力系数单井日产量/m3采收率/%单井储量/万m3阿巴拉契亚Ohio610～152491～3059～310～417014～1132/417500135～0192850～1415910～20425～1699密执安Antrim183～7304921～37013～24014～0164/97001811133～1415920～60566～3398伊利诺斯New　Albany183～149431～12215～301～25014～1105/(10～14)40～600199283～141610～20425～1699富特沃斯Barnett1981～259161～9115～60415110～113215/(4～5)200199～11022832～283178～151416～4248圣胡安Lewis914～1829152～57961～910145～215116～1188(1～315)/(3～515)60-850146～01582832～56635～151699～5663注:表中数据摘选自Curtis(2002)。146　第4期张金川等:页岩气及其勘探研究意义

２０１０焦　第４卷・第２期　天然气技术　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．４．Ｎｏ．２　Ａｐｒ．２０１０　

文章编号：１６７３—９０３５（２０１０）０２—０００８—０３　

世界火成岩气藏勘探开发现状与展望　

江怀友　郭建平　郭士尉　罗金玲　江良冀。齐仁理　

（１．中国石油经济技术研究院，北京　３．延安大学，陕西延安７１６０００；　１００７２４；２．中国地质大学，北京１０００８３；　４．大庆石油学院，黑龙江大庆１６３３１８）　

摘要　全球火成岩气藏主要分布在美国、日本和澳大利亚等地区。火成岩气藏的勘探以地震技术为基础结　合非地震勘探技术，其开发技术大体与常规气藏开发相似。未来的勘探开发应对有效储层识别和地震预测、储层　连通性及开发方式优化、二氧化碳防腐等方面进行进一步的研究和攻关。建议加强其地质理论方面的研究，通过　引进一消化一改造的模式不断发展和提高其物探技术，重点发展非地震勘探技术。　关键词　火成岩气藏非地震勘探开发潘汉德气田　

中图分类号：ＴＥｌ２２．１ｌ　文献标识码：Ａ　

０　引言　

火成岩气藏是一种非常复杂的隐蔽式气藏，岩　

体分布形式繁多ｎ　，储集层的非均质性严重，含气　性错综复杂，其形成条件和分布规律不同于一般气　

藏。火成岩气藏作为一种特殊类型的油气藏，已逐　

渐成为油气储量和产量的增长点。　

ｌ　世界火成岩气藏资源现状　

１．１火成岩气藏储量　

世界火成岩气田主要集中在澳大利亚、美国、　巴西、印尼及东欧的一些国家。世界火成岩气藏储　

量较大的几个油气田包括：美国中陆盆地潘汉德油　

气田，天然气储量为２．０４ｘ１０　ｍ　；澳大利亚的侏罗　

系Ｓｃｏｔｔ　Ｒｅｅｆ油气田，天然气地质储量为３　８７７ｘ　１０。ＩＴＩ　（表１）。　

１．２火成岩气藏产量　

火成岩气藏的产量主要集中在日本、澳大利亚　

和巴西等国家（表２）。日本的火成岩气藏产量最大，　

为４９．５　Ｘ　１０　１ＴＩ　／ｄ，日本的吉井一东柏崎气田于　

基金项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）项目（编号：２０１３ＣＢ２２８０００）、国家科技重大专项（编号：２０１１ＺＸ０５－１８－００１、

２０１１ＺＸ０５－２８－００２）、中央高校基本科研业务费专项资金资助。

作者简介：王道富，油气田开发工程博士，教授级高级工程师，本刊第七届编委会顾问；１９７７年毕业于西南石油大学地质系，现为国家能源页岩气研发（实验）中心主任、中国石油天然气股份有限公司总地质师、中国石油勘探开发研究院院长、中国石油学会副理事长；长期从事低渗油气田开发理论、技术及生产实践研究，创新性地发展了适合于低渗透油气田的非达西渗流及变形介质渗流理论。地址：（１０００８３）北京市海淀区学院路２０号。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｄａｏｆｕ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ中国页岩气资源勘探开发挑战初论

王道富１　高世葵２　董大忠３　黄旭楠３　王玉满３　黄金亮３　王淑芳４　蒲泊伶５

１．中国石油天然气股份有限公司　２．中国地质大学（北京）人文经管学院　３．中国石油集团科学技术研究院

４．北京大学　５．中国石油勘探开发研究院

王道富等．中国页岩气资源勘探开发挑战初论．天然气工业，２０１３，３３（１）：８－１７． 摘　要　鉴于地质条件与国情的明显差异，中国能否成功复制美国的“页岩气革命”成为时下关注的焦点。为此，分析了中国页岩气资源勘探开发拥有的良好机遇以及面临的严峻挑战。其中，机遇包括：①中国能源结构亟待改善，天然气需求量在未来５年的能源消费结构中的比例将增长１倍；②能源需求量持续攀升，到２０２０年中国天然气年均消费量仍将以１９％的复合年增长率递增；③页岩气资源丰富，预测中国页岩气地质资源量为５７×１０１２～２４４×１０１２　ｍ３，技术可采资源量为１０．３×１０１２～４７×１０１２　ｍ３；④已初步形成了页岩气勘探开发技术。挑战包括：①独特的页岩气形成与富集地质条件差异；②资源前景与核心区尚不完全落实；③勘探开发核心技术尚不掌握；④勘探开发成本偏高；⑤环境保护问题；⑥尽管中国已将页岩气定义为一个新的矿种，但就其根源和本质，页岩气还是油气资源中的一种类型，只不过与其他油气资源相比具有其独特性而已，因此非油气企业贸然从事页岩气勘探开发将会面临诸多挑战；⑦自页岩气被设立为新矿种起，政府管理工作的挑战就产生了。结论认为：中国页岩气勘探开发正处在起步阶段，有诸多基础工作尚未深入开展，仍有系列严峻挑战需要应对。既不能因噎而废食，也需做好扎实工作。