世界頁巖氣的分布與勘探現(xiàn)狀

1、世界頁巖氣的分布與勘探現(xiàn)狀作者：張鵬來源：中國科技博覽2016年第03期摘 要當(dāng)前國際能源供需矛盾突出，能源安全日益成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。能源安全影響到國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定，世界各國通過各種渠道解決自身的能源問題，其中頁巖氣的資源勘探開發(fā)備受世界矚目。頁巖氣是指主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣聚集，世界頁巖氣儲(chǔ)量為456.2410”m3，主要分布在北美、中亞、中國、拉美、中東、北非和俄羅斯。頁巖氣勘探方法有地質(zhì)法、地球物理法、地球化學(xué)勘探法、鉆井法，頁巖氣開發(fā)技術(shù)主要是水平井、壓裂技術(shù)。世界頁巖氣勘探開發(fā)方興未艾。關(guān)鍵詞頁巖氣勘探；頁巖氣開發(fā)；頁巖氣分

2、布中圖分類號(hào)：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）03-0117-011 頁巖氣地質(zhì)特征據(jù)近年來的國外頁巖氣研究統(tǒng)計(jì)，頁巖中的吸附氣量和游離氣量大約各占50%。（1）頁巖中的天然氣成因具有多樣性機(jī)理，包括了生物氣、未熟一低熟氣、成熟氣、高一過成熟氣等，也包括了如二次生氣、生物再作用氣以及瀝青生氣等復(fù)雜成因機(jī)理，覆蓋了幾乎所有可能的有機(jī)生氣作用機(jī)理。（2）頁巖中的天然氣賦存相態(tài)具有多樣性變化特點(diǎn)，主體上包括了游離態(tài)、吸附態(tài)及溶解態(tài)，包含了天然氣存在的幾乎所有可能相態(tài)。（3）頁巖中的天然氣具有成藏機(jī)理多樣性特點(diǎn)，天然氣就近聚集，成藏機(jī)理復(fù)雜，吸附、溶解、活塞式推

3、進(jìn)、置換式運(yùn)移均有不同程度發(fā)生，但頁巖內(nèi)聚集的天然氣僅發(fā)生了初次運(yùn)移及非常有限的二次運(yùn)移。（4）頁巖氣分布具有地質(zhì)影響因素多樣性特點(diǎn)，其分布的變化特點(diǎn)受生氣作用、吸附特點(diǎn)及賦存條件等多因素影響，如構(gòu)造背景與沉積條件、泥頁巖厚度與體積、有機(jī)質(zhì)類型與豐度、熱歷史與有機(jī)質(zhì)成熟度、孔隙度與滲透率、斷裂與裂縫以及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與現(xiàn)今埋藏深度等因素，（5）頁巖氣與其他類型氣藏分布關(guān)系具有多樣性，頁巖所生成的天然氣不僅能夠形成頁巖氣，而且還是其他類型天然氣聚集的氣源巖。2 北美地區(qū)頁巖氣的勘探開發(fā)2.1 美國頁巖氣勘探開發(fā)美國第一口頁巖氣井可追溯到1821年t41，鉆遇層位為泥盆系Dunkirk頁巖.井深僅8.2

4、m，當(dāng)時(shí)產(chǎn)出的氣體用于紐約Fredonia地區(qū)附近村莊居民的照明。19世紀(jì)80年代，美國東部地區(qū)的泥盆系頁巖因臨近天然氣市場(chǎng)，在當(dāng)時(shí)已經(jīng)有相當(dāng)大的產(chǎn)能規(guī)模。2000年以來。頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)不斷提高.并得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)加密的井網(wǎng)部署。使頁巖氣的采收率提高了20%，年生產(chǎn)量迅速攀升。2000年，美國頁巖氣年產(chǎn)量為122x108m3，生產(chǎn)井約有28000口；美國相關(guān)專家預(yù)測(cè).2015年美國頁巖氣產(chǎn)量將占天然氣總產(chǎn)量的13%。2.2 加拿大頁巖氣勘探開發(fā)與美國相比.加拿大的頁巖氣商業(yè)開采還處于起步階段，但與世界其他國家和地區(qū)相比，已步入了前列。尤其近兩年，加拿大面對(duì)傳統(tǒng)天然氣開發(fā)利用的緊張局勢(shì).

5、加大了對(duì)本國頁巖氣的研究投入和勘探開發(fā)力度。加拿大頁巖氣資源分布廣、層位多，預(yù)測(cè)頁巖氣資源量超過42.510tW。主要的頁巖氣資源分布在不列顛哥倫比亞、阿爾博塔和薩斯喀徹溫、南安大略、魁北克低地、濱海諸省5個(gè)地區(qū)。其中，西部不列顛哥倫比亞地區(qū)的下白堊統(tǒng)、侏羅系、三疊系和泥盆系的頁巖氣資源量豐富。目前，已有多家油氣生產(chǎn)商在加拿大西部地區(qū)進(jìn)行頁巖氣開發(fā)試驗(yàn)。3 歐洲地區(qū)的頁巖氣勘探開發(fā)歐洲天然氣大多從俄羅斯進(jìn)口，并且市場(chǎng)價(jià)格昂貴.最近受美國頁巖氣勘探開發(fā)成功案例的啟發(fā)。歐洲的許多國家開始著手頁巖氣的研究，希望通過對(duì)歐洲大陸地質(zhì)資料的收集和勘探，實(shí)現(xiàn)較大的勘探突破和發(fā)現(xiàn)頁巖氣。通過6年時(shí)間共同推動(dòng)完

6、成。工作目標(biāo)是通過收集歐洲各個(gè)地區(qū)的頁巖樣品、測(cè)井試井和地震資料數(shù)據(jù)。建立歐洲的黑色頁巖數(shù)據(jù)庫，與美國的含氣頁巖進(jìn)行對(duì)比。分析盆地、有機(jī)質(zhì)類型、巖石礦物學(xué)成分等內(nèi)容.在此基礎(chǔ)上尋找和發(fā)現(xiàn)頁巖氣以滿足當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域的需求。目前，為此工作提供數(shù)據(jù)支持的有Marathon、StatoiHydro、埃克森美孚、Gaz de FranceSuez、Vermillion、德國地學(xué)實(shí)驗(yàn)室等13家公司和機(jī)構(gòu)。研究人員認(rèn)為。僅西歐潛在的頁巖氣資源量將有14.4x1012M3。歐洲的沉積盆地主要發(fā)育熱成因類型的頁巖氣.如北歐的寒武一奧陶系A(chǔ)lum頁巖或德國的石炭系海相頁巖。4 中國的頁巖氣勘探開發(fā)4.1 中國頁巖氣的

7、發(fā)育條件經(jīng)與國外頁巖氣發(fā)育盆地對(duì)比，中國存在區(qū)域發(fā)育頁巖氣的地質(zhì)背景和條件。依據(jù)地質(zhì)歷史及其變化特點(diǎn)，可將我國的頁巖氣發(fā)育區(qū)劃分為大致與板塊對(duì)應(yīng)的四大區(qū)域，即南方、華北一東北、西北及青藏等四大地區(qū)從震旦紀(jì)到中三疊世，中國南方地區(qū)發(fā)育了廣泛的海相沉積，分布面積達(dá)200余萬平方公里，累計(jì)最大地層厚度超過10 km，形成了上震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)一下志留統(tǒng)、中泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)、上二疊統(tǒng)、下三疊統(tǒng)等8套以黑色頁巖為主體特點(diǎn)的烴源巖層系。經(jīng)研究認(rèn)為，南方地區(qū)與美國東部頁巖氣產(chǎn)出地區(qū)具有諸多的地質(zhì)可比性，下寒武統(tǒng)、上奧陶一下志留統(tǒng)以及二疊系等地層分布廣泛、厚度大，有機(jī)質(zhì)豐富、成熟度高，是南方

8、地區(qū)區(qū)域上的頁巖氣發(fā)育最有利層位，四川盆地、鄂東渝西及下?lián)P子地區(qū)是平面上分布的有利區(qū)。在華北一東北地區(qū)，頁巖氣更可能發(fā)生在主力產(chǎn)油氣層位的底部或下部，區(qū)域上的古生界、鄂爾多斯盆地的中一古生界、松遼盆地的中生界、渤海灣盆地埋藏較淺的古近系等，對(duì)應(yīng)有機(jī)質(zhì)成熟度變化較大；在西北部地區(qū)，頁巖氣的分布更多地受現(xiàn)今盆地特點(diǎn)的約束，區(qū)域上分布的中生界和盆地邊緣埋深較淺的古生界泥頁巖相對(duì)有利，有機(jī)碳含量平均值普遍較高，成熟度變化范圍較大；盡管青藏地區(qū)的地表環(huán)境較差，但中一古生界泥頁巖地層厚度大，有機(jī)質(zhì)含量高，有機(jī)質(zhì)熱演化程度適中，也是頁巖氣發(fā)育的有前景地區(qū)。4.2 中國頁巖氣的開發(fā)現(xiàn)狀2009年8月，國土資源部在重慶市綦江縣啟動(dòng)了中國首個(gè)頁巖氣資源勘查項(xiàng)目，2010年4月.在重慶市永川區(qū)舉辦了頁巖氣戰(zhàn)略調(diào)查培訓(xùn)班和頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查、勘探開發(fā)學(xué)術(shù)研討會(huì)，這標(biāo)志著中國頁巖氣資源的勘探開發(fā)已提上日程。在即將實(shí)施的全國油氣資源戰(zhàn)略調(diào)查實(shí)施方案中。頁巖氣已經(jīng)被擺在了非常規(guī)油氣調(diào)查的戰(zhàn)略首選地位。工作目標(biāo)為在今后10年內(nèi)對(duì)中國的頁巖氣進(jìn)行全面系統(tǒng)的調(diào)查和評(píng)價(jià)、技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)、優(yōu)選目標(biāo)區(qū)和勘探基地、制定技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)在2015年左右實(shí)現(xiàn)商業(yè)性的開發(fā)。目前，中國已經(jīng)進(jìn)入頁巖氣研究的熱點(diǎn)階段。5 總結(jié)頁巖