中国页岩气勘探评价若干问题评述.pdf

第 3 3 卷第 1 2期 地 质勘探 1 3 中国页岩气勘探评价若 干 问题评述 王 世 谦 中国石 油西 南油气 田公司勘探开发研究院 王世谦． 中国页岩气勘探 评价 若干 问题评述． 天然气工业 ， 2 0 1 3 ， 3 3 1 2 1 3 2 9 ． 摘 要 页岩油气开采被认为是 自石油发现 以来最 重要的能源开发 ， 是过去半个世纪 以来油 气工 业界 在油气地 质与工程方面 所取得 的最激动人心 的技术成就 。页岩油气 的商 业开采 带来 了一场 世界性的革命 ， 并 已迅速波及 国 内， 形 成一股全 民热潮。然而， 无论 从哪个角度来分析 ， 要取 得北美地 区页岩气的成功都还有很 长 的艰 难道路 要走。 自2 0 0 9年开 始页岩 气钻 探 以来 ， 中石油、 中 石化和壳牌 中国在 四川盆地下古 生界海相 页岩气勘探 方面取得 了重要进展 ， 中国也 由此成为 除北美地 区之外唯 一一个接入管 网开 始页岩气商业生产 的国家 。尽管 目前 国内的页岩 气产 量对整个 天然气生产的贡献 尚微不足道 ， 但这 毕竟是 一个 良好 的开端 。通过 对 国内近年来 页岩 气勘探现状 的分 析， 以及对 页岩 气热潮 的冷静 思考 ， 揭示 了目前 页岩气勘探 与评价认识 中存在 的种种 问题， 指 出 在陆相 页岩 气和 南方构造 复杂 区海相页岩气的勘探方面 ， 以及在 页岩 气资源的评价 认识与发展规划的制定 方面， 需要做 更潜心 、 认 真 的研 究与科 学思考 ， 既要重视 页岩气发展 的机遇 ， 更要 防范页岩气开采 中的巨大风 险。 关键词 中国 页岩 气 勘探 开发 陆相 海相 含气 页岩 商业开采 四川 盆地 D0I 1 0 ． 3 7 8 7 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0 0 9 7 6 ． 2 0 1 3 ． 1 2 ． 0 0 3 S ha l e g a s e x pl o r a t i o n a n d a p pr a i s a l i n Chi naPr o b l e ms a nd di s c u s s i o n W a n g S hi q i a n Re s P 口 r c h I n s t i t “ ￡ P 0 f Pe t r o l e u m Ex pl o r a t i o n a n d De v e l o pme n t ，S o u t h we s t Oi l Ga { e l d Co mp a n y，Pe t r o Ch i n a。Che ngdu，Si c hua n 61 0 0 51 ．Chi na NATUR．GAS I ND．VOLUME 3 3 ，I S S UE 1 2，P P ． 1 3 2 9 ，1 2 ／ 2 5 ／ 2 0 1 3 ． I S S N 1 0 0 0 0 9 7 6 ；I n Ch i n e s e Ab s t r a c t S h a l e g a s 8 L o i l h a s b e e n t a p p e d a s o n e o f t h e mo s t i mp o r t a n t u n c o n v e n t i o n a l hy d r o c a r b o n r e s o u r c e s s i n c e t h e d i s c o v e r y o f p e t r o l e u m ，a nd i t s e x pl or a t i on a n d de ve l op m e nt ha s be e n o ne o f t he mos t i n s pi r i n g t e c h ni c a l a c hi e ve me nt s i n pe t r o l e um g e ol o gy a nd e n g i n e e r i n g d u r i n g t h e p a s t h a l f c e n t u r y ． I n p a r t i c u l a r ，t h e c o mme r c i a l e x t r a c t i o n o f s h a l e o 订 g a s i n No r t h Ame r i c a h a s b r o u g h t a wor l d wi de e ne r gy r e vo l ut i o n，wh i c h i s q ui c kl y s pr e a di ng t o Chi na，r e s ul t i ng i n a na t i on wi de s ha l e g as r u s h．H o we ve r ，t he d i s c us s i on f r om a ny a ng1 e s h ows t ha t i t wi l l b e a l o ng a nd t ou gh r o a d f or wha t e v e r c o un t r y t o dup l i c a t e t h e s ha l e ga s S uc c es s i n No r t h Am e r i c a ． S i n c e Ch i n a s h a l e g a s e x p l o r a t i o n s t a r t e d i n 2 0 0 9 ，P e t r o Ch i n a ，S i n o p e c a n d S h e l l Ch i n a h a v e ma d e ma j o r a c h i e v e me n t s i n t h e e x p l o r a t i 0 n 0 f t h e Lo we r Pa 1 e o z oi c ma r i n e s ha l e ga s i n t he Si c hua n Ba s i n，whi c h ha s m a de Ch i na t he onl y na t i on t ha t h a s r e gi s t e r e d C ON me r c i a 1 1 y vi a bl e pr odu c t i on of s ha l e g a s t hr ou gh pi pe l i n e s o ut s i de o f Nor t h Ame r i c a ．Al t h ou gh t he e x t r a c t e d s ha l e g a s at pr e s e nt i s o n 1 v a d r o D i n t h e b u c k e t o f Ch i n a s t o t a l n a t u r a l g a s p r o d u c t i o n，i t wo u l d b e a g o o d s t a r t ． Th e r e f o r e ，t h r o u g h t h e a n a l y s i s o f t h e s t a t us q uo of s h a l e g a s e xD l o r a t i o n a nd t he r e f l e c t i o n o n t he gr e a t s h a l e ga s r us h i n r e c e nt y e a r s ，t h i s pa p e r di s c l os e s a l l ki nd s o f i s s u e s i n s ha l e ga s e x pl or a t i o n a n d a pp r a i s a 1 ．I t a l s o s ugg e s t s t ha t f u r t he r s t u di e s s h oul d be m a d e i n t he a s pe c t s of t e r r e s t r i a l a n d ma r i ne s ha l e ga s e x pl or a t i o n i n c o m p l e x ge o l ogi c a l s e t t i n gs i n Sou t h Chi na，a nd mo r e s c i e nt i f i c s t u di e s on a nd s e r i o us t hi nk i n g o v er t he a s s e s s me nt o f s ha l e ga s r e s our c e s a nd d e v e l o pme nt pl a nn i n g．Not o nl y s h ou l d i mp or t an c e b e a t t a c he d t o s ha l e ga s de v e l opme n t op po r t un i t i e s，but t h e e xt r e me l y hi g h r i s ks s ho ul d be mi t i g a t e d i n s h a l e g a s e xpl o i t a t i o n． Ke y wo r d s C h i n a ，s h a l e g a s ，e x p l o r a t i o n＆ d e v e l o p me n t ，t e r r e s t r i a l s h a l e ，ma r i n e s h a l e ，g a s s h a l e ，c o mme r c i a l e x t r a c t i o n，o p p o r t u n i t y a n d r i s k，S i c h u a n Ba s i n 基金项 目 国家科技重大专项“ 页岩气 勘探 开发关键技术 南方海相页岩气开采试验” 编号 2 0 1 2 Z X 0 5 0 1 8 0 0 6 。 作者简介 王世谦 ， 1 9 6 3年生 ， 教授级高级工程师 ， 硕士 ； 目前 主要从事非 常规油气地 质综合评 价研究工 作。地址 6 1 0 0 5 1 四 川 I 省成都市府青路 一段 1 号 。E ma i l ws q 一 6 1 8 p e t r o c h i n a ． e o m． c n 天然气工业 2 O 1 3年 1 2 月 近几年来 ， 在北美地区“ 页岩气革命” 巨大成功的 影 响下 ， 国内掀起 了页 岩气 开 采 热 潮 。从 把 页岩 气 设 立为独立新矿种、 发布全 国页岩气资源潜力调查评价 成 果 和页岩 气“ 十二 五” 发展 规 划 、 启 动 两 轮 面 向社 会 各类投资主体的页岩气矿权招标 ， 到 出台页岩气开发 利用 补贴政 策 ， 甚至 将 页岩 气 勘 探 开发 列 入 政 府工 作 报告 中， 国内对复制北美页岩气革命成功的渴望 、 对页 岩气 勘探 开发 的重视 程度 与支 持力度 可见 一斑 。除 了 石化、 煤电企业外 ， 许 多来 自传统地质矿产、 设备制造 和金 融投 资业 界 的各 类 国企 、 外 企 以及 民企 也 积 极 地 参 与到 页岩气 开采 这 股 热潮 中 ， 而 且 具有 中 国特 色 的 页岩气研发机构、 开发公 司、 实验室、 技术委员会甚至 地方政府设立 的各种页岩气组织机构也应运而生。然 而 ， 从近年来见之于网络 、 报 刊、 电视等各大媒体上报 道 的有 关页 岩气 的各种 新 闻 、 各级 部 门发展规 划 、 发表 的页岩气文章 ， 甚至从 “ 页岩气开发利用补贴政策” [ 1 ] 中都 不难看 出 ， 目前 国 内对 “ 页 岩 气 ” 这 一 非 常 规油 气 勘探新领域 尚存在不少的认识误区。近年来 由政府有 关部门制定的 、 有利于促进 国内页岩气产业发展的相 关政 策 、 规 划和举 措都 已陆续 出台 ， 并投 入 了上百 亿元 人民币的巨资开始大规模勘探 。但令人遗憾 的是 ， 关 于页岩气究竟是“ 馅饼” 还是“ 陷阱” 的争论却不时见诸 报端 E ] 。尽 管 目前 对 页 岩气 勘 探 开 发效 果 进 行 评论 还 言之 过早 ， 毕竟 才刚 刚起步 ， 但具 体实 施过程 中所 遭 遇的种种勘探技术问题与实际困难却已初露端倪_ 5 。 ] 。 Ih 2 0 0 7年开始涉足页岩气以来， 笔者在一些专业 技术会议上曾陆续提出过对国内页岩气存在问题与勘 探 风 险的看 法 与 认 识 。 。明 确 指 出 ， 在 页 岩 气 资 源 勘探潜力、 含气页岩储层评价等诸 多地质认识 尚不清 楚 ， 分析实验、 评价研究等基础工作也不 深入的情况 下， 盲 目而大规模地推动各行各业都来参与的页岩气 开采热潮 ， 其间隐藏的勘探 与投资风险有可能会 造成 社会 资源 的 巨大浪 费 。通 过对 国 内近年来 页岩气 勘探 实 际情况 的初 步追 踪分 析 ， 以及 对 国内 页岩 气 热 潮 的 冷静 思考 ， 深感 有必 要将 这些想 法汇集 成 文 ， 从技 术 的 角 度来 分析 国 内页岩气 热 潮 中存 在 的一 些 问题 ， 并 揭 示国内页岩气勘探的机遇与风险之所在 ， 以飨读者 。 1 页岩气勘探 中的若干 问题 据 不完 全统计 [ 1 ] ， 从 2 0 0 8年 中 国石 油勘探 开发 研究院在四川 I 盆地长宁构造上钻探国内第一口页岩气 地质调查井 以来_ 1 ， 中石油、 中石化 和延长石油等 多 家油气 公 司 、 相 关部 委及 地 方 相 关部 门 已累 计 钻探 约 1 3 0口页岩气井 ， 其中勘探评价井约 1 0 0口 水平井 近 3 0口 ， 其余为地质调查取心浅井 ， 2 0 1 2年页岩气产量 约 为 3 0 0 0 1 0 m。 。国 内 页岩 气勘 探 工 作 主要 集 中 在 国家发 展和 改革委 员会 和 国家 能源局 设立 的 四川长 宁一威远 、 滇黔北昭通和延安等 3个 国家级页岩气示 范 区 以及 中 石 化设 立 的“ 涪 陵 大 安 寨 页 岩 油 气 示 范 区” 。 从公开报道的国内页岩气勘探进展情况来看 ， 除 中石油和中石化分别在长宁一威远和涪陵地区的海相 页岩气勘探 中取得了实质性进展并已开始小规模商业 生产外， 许多页岩气勘探成果实际上仅停 留在“ 点火成 功” “ 产出了页岩气流” 这类 既无稳定测试成果更无长 时 间试生 产数 据 的 所 谓 “ 成 功 ” 和 “ 突 破 ” 上 。近 几 年 来 ， 国内的页岩气勘探成果似乎还仅仅是在证实“ 页岩 气有无” 这一被过去常规油气勘探早已证实 了的事实。 以四J I 【 盆地 为 例 ， 早 在 2 0世 纪 六 七 十 年 代 即在 威 远 威 5 井 、 九奎山 阳 6 3井 和圣灯 山 隆 3 2井 等构 造 的天 然气勘 探过 程 中 ， 于下 古 生 界 黑 色页 岩 中获得 过 O ． 2 1 0 ～ 2 ． 5 1 0 m。 ／ a的页岩 气 流 l 】 。仅 威 5 井下寒武统筇竹寺组页岩 2 ． 5 1 0 m。 ／ d的测试产量 也 比近 年来一 些 水平段 长达 1 0 0 0 m 的页岩气 水平 井 经 1 O段大型水力压裂后的测试产量要高 。更何况 国 内外 一直 就有将 泥页 岩 中残 留的油气作 为裂 缝性 油气 藏勘探的悠久历史 J 。而北美地区 2 1世纪以来取 得 的页岩 气革命 成功 则完 全得益 于水 平井钻 探及 水力 压裂技术的突破与大面积推广应用， 从而可以大规模 、 高产 量 、 低 成 本 、 经 济 有 效 地 开 采 出 泥 页 岩 中 的 油 气 删 。因此 ， 页岩气勘探不应以“ 页岩气是否存在” 作 为 目的与标准 ， 而应该把通过 水平井钻 探与多 级压裂 这 些 先进的技术与 工艺 能否 从 泥页岩 中大规模 采 出页 岩 气以及通过先导性试验能否经济有效地商业化开采页 岩气， 作为页岩气勘探的目的和成功与否的检验标准。 然 而 ， 令 人遗 憾 的是 ， 国 内近 几 年来 在 一 些 地 区 、 一 些层 系 中的页岩 气 勘探 很 难 用取 得 了 “ 成 功 ” 或 “ 突 破” 来 评价 。一些 直井 压裂后 无产 量或产 微气 多被 称 之为 “ 点火 成功” ， 水平 井压 裂后还 不如 直井 的压裂 效 果 ， 甚至一 些从 碳酸 盐 岩或 砂 泥 岩混 层 中产 出 的页 岩 气也统统被冠以“ 页岩气” 而作为重要的页岩气勘探成 果 。这不仅混淆了页岩气 的概念， 更重要 的是给社会 造 成 了国 内页岩气 已取得 了全 面 成 功或 突 破 的假 象 ， 从而掩盖了页岩气勘探可能面临巨大风险的真相。下 面根据各类媒体上公布的一些页岩气信息资料， 对国 内页岩气勘探 中存在的一些问题做出评述 。 1 ． 1 陆相 页岩气 勘探 目前 ， 国内在陆相地层 中开展 的页岩气勘探主要 第 3 3卷第 l 2 期 地质勘探 集 中在 鄂 尔多斯 盆 地上 三叠 统延 长组 和 四川 盆 地侏 罗 系 自流井组及上三叠统须家河组 。此外， 在渤海湾、 泌 阳等 东部 断 陷盆地 的古 近系 陆相 地层 中也 开展 了页 岩 油气勘探。尽管一些陆相页岩气勘探被赞誉为获得了 “ 成功” 或“ 突破” ， 甚至被冠之以名 目繁多的“ 第一” ， 但 背后的事实却是 ①页岩气测试产量达不到工业气 流 标 准 ； ②水 平井 压裂 效果 不如 直井 ； ③ 致密碳 酸 盐岩气 或 致密 砂 岩气被 } 昆淆 为 页 岩气 。从 专 业 的 角度 来 看 ， 国 内陆相 页岩气 勘 探 实难 言 之 已取 得 了“ 成 功” 或 “ 突 破 ” ， 反倒 是存 在 的问题甚 多 。 1 ． 1 ． 1 水平 井效 果还 不 如 直 井 ， 湖相 页岩 气勘 探 难 言 “ 突破 ” 在某 国家级 陆相 页岩气 示范 区内 面 积 4 0 0 0 k m ， 自 2 0 1 1年启 动第 一 口井钻 探 以来 ， 迄 今 已钻 探 了 3 0口页岩 气井 ， 其 中压裂 了 2 3口井 ， 获 得 了据称 是 “ 国内第一 ， 乃至世界第一的陆相页岩气勘探突破” ， 并 证实 了“ 我 国陆相 页 岩气 的存 在 ” ， 有力 地 回应 了外 国 专家“ 中国陆相页岩基本没有找到页岩气 的潜力和希 望 ” 的断 言_ 2 。然 而 ， 从 已公 布 的压 裂 测试 成 果 来 看 ， 这些 井深 分 布在 1 5 0 0 m 左 右 的直井 经压 裂后 的测 试 产气量一般只有 1 5 0 0 ～2 5 0 0 m。 ／ d I 2 ， 连工业气井 的标准都达不到。尽管该示范区内已钻探了多 口水平 井 ， 但据称水平井的效果并不 比直井好 ， 产量偏低且成 本偏高_ 2 。由此看来 ， 目前对这套 陆相页岩层段 的勘 探基 本情 况是 直井 产量 低 ， 达 不 到 工 业 气 井 标 准 ， 而 水平 井压 裂效 果差 。显 然 ， 这 很难 用“ 取得 了中 国乃 至 世界 陆相 页 岩气勘 探 突破 _ 2 ] ， ’ 来 评 价 。如 果分 析 一 下 延 长组 长 7段的 矿物 组 成 特 征 ， 其 石英 含 量 平 均 仅 占 2 8 ， 而黏土矿物含量却高达 4 2 [ 2 引， 很难说这是一 套有利于开展水平井压裂的陆相 页岩气层 ， 其页岩气 勘探潜力存疑。 再来简单谈谈北美陆相页岩气的勘探情况 。众所 周 知 ， 目前北 美地 区 商业 开 采 的页 岩 气基 本 都 来 自海 相 地层 。这 可能也 是 延长组 中产 出一 点 页岩气 后 即被 封为“ 乃至世界第一” 的缘故 。但据笔者查询到的不完 全资料_ 2 ， 早在 2 0 0 8年 ， 加拿大一家油气公司就 已 在 陆相地 层 开展过 页 岩 气勘 探 工 作 ， 而且 直 井 压 裂 还 获得 过 高 产 页 岩 气。据 报 道 ， C o r r i d o r资 源 公 司 2 0 0 8 --2 0 0 9年 间在加 拿 大东部 沿 海新 不 伦瑞 克 省 E l g i n次 盆 地 埋 深 2 0 0 0 I n左 右 的 下 石 炭 统 F r e d e r i c k B r o o k湖相页岩中钻探 了 1 0口直井 ， 其中 Mc C u l l y F 一 5 8井 产气 1 ． 4 2 1 0 m。 ／ d ， Gr e e n R o a d G 一 4 1井 在 下 部 层段 井深 2 0 0 0 2 0 5 0 m 产气 1 ． 2 2 1 0 m。 ／ d ， 上部层段 井深 1 8 5 0 ～1 9 0 0 m 最高产气量 为 3 3 1 0 m。 ／ d ， 稳产 8 ． 5 1 0 m。 ／ d。由此 ， 根据 这 1 0口直 井的钻探结果估算 F r e d e r i c k B r o o k页岩气资源量为 1 ． 9 1 0 m。 。 此 后 ， Ap a c h e加 拿 大 公 司 加 入 ， 与 C o r r i d o r 公司合作勘探这套陆相页岩气。2 O 1 O 一2 0 1 1 年 3月间钻探并压裂了 4口水平井， 其 中只有一 口水 平井测试产气 1 1 0 0 m。 ／ d ， 其余 3口水平井仅产微量 气 流 ， 均 未获 得 理 想 的商 业 效 果 。2 0 1 1年 5月底 A p a c h e公 司 宣 布 退 出该 区块 的 页 岩 气 勘 探 。仅 从 C o r r i d o r 资源公 司这个勘探实例来看 ， 北美陆相页岩 气勘探早 已有之 ， 只不过初步勘探的结果 同样也是“ 水 平井 效 果不 如直井 ” 。 由此 可知 ， 陆 相页 岩气 也 并 不 是 “ 有 无 ” 或 者 能 否 “ 找到” 的问题 ， 而是能否像海相页岩气那样采用水平 井 压裂 技术也 可 以大规 模商 业开 发 的问题 。这一 问题 尚需进一步的勘探实践来回答。在寻找到针对陆相页 岩气 行 之有效 的勘 探 开 发技 术 之 前 ， 笔 者 对 陆相 页 岩 气的勘探潜力不抱乐观态度 。 1 ． 1 ． 2到 底是“页岩 气” 还 是“ 碳 酸 盐岩致 密 气” 四川 I 盆地侏罗系自流井组大安寨段 J d n 和东岳 庙 段 J d 均 为一 套 泥 页岩 与 介 壳灰 岩 间 互 的湖 相 沉 积 。过 去在 对 大 安 寨 段 介 壳 灰 岩 油 气 藏 的 勘 探 开 发 中， 即已证实裂缝 性泥页岩 油气藏 的存在l_ 2 。近年 来 ， 在鄂 西建 南 区块 以及 四川 I 盆 地北 部 的元 坝 区块 和 东 部 的涪 陵区块 ， 陆续 开 展 了对侏 罗 系 这 两 套湖 相 地 层 的页 岩油气 勘 探工作 。 目前被 广泛报 道为 国内陆相 页岩气 产量 之最 的元 坝 2 1井 J d n， 常 规 射 孔测 试 产 气 5 0 ． 7 1 0 m。 ／ d ， 以及被作为“ 取得湖相页岩气突 破 ” 的兴 隆 1 0 1井 J d n酸化 压 裂 测 试产 气 1 1 1 O 1 “I 1 。 ／ d 、 油 5 4 m。 ／ d 和福 石 1井 J d n酸化 压裂 测试 产 气 1 2 ． 6 6 1 0 I n 。 ／ d 、 油 3 8 m。 ／ d ， 据 笔者 2 0 1 2年 9 月 在宜宾长宁县召开的国家科技部“ 9 7 3 ” 非常规油气调 研 会议 上 了解 到的信 息 ， 这 几 口未 经水 力 压 裂 即 可高 产 的直 井实 际上 是从 大安寨 段上 部 的大一层 介壳 灰岩 中产出的碳酸盐岩“ 致密油气” l_ 3 ， 而非从其 中部的大 一 三层 泥 页岩 段 中产 出 的 “ 页岩 油 气 ” 。需 要 说 明 的 是 ， 这种从介壳灰岩或砂岩直井 中产出高产油气流的 现象， 在 以前 四川盆地中部和北部地 区的侏罗系油气 勘 探 中并不 鲜见 。 真 正在 大一 三层 或东 岳庙段 泥 页岩段 中勘探 页岩 油气的初步结果 ， 无论是早期 的直井还是后期的水平 井压裂 ， 实际上都并没有那么令人振奋 ， 特别是水平井 的压裂效果并不理想 。这也似乎成为陆相页岩气勘探 的一个致命问题 。例如 ， 建南 区块 内的建 1 1 1井曾在 井深仅 6 1 0 ～ 6 4 0 r r t的东 岳 庙 段 泥 页 岩 中压 裂 获 气 1 8 天然气工业 2 0 1 3 年 1 2 月 页岩[ 总有机质含量 T O C 大于 2 ] ， 但不利的保存 条件 已使 页岩气散 失殆尽 ， 从而造 成页岩气钻探 失 利 。不可否认 ， 南方海相构造复杂区内保存条件相 对较好的地带也能够保存、 残留一些页岩气 ， 但页岩气 藏的规模已受到极大 限制， 页岩气勘探的效果 自然不 甚理想 详 见下述 。 1 ． 2 ． 2 ． 2 地下地 质情 况复 杂 ， 钻完 井 工程风 险大 在南方构造复杂地区勘探页岩气不仅面临着保存 条件差而残存页岩气规模小的致命 问题 ， 而且更为严 重的是在钻井和完井压裂过程 中， 将会面临地下地质 条件复杂所带来的巨大工程风险 小则无法 实现地质 目标或工程任务 ， 大则导致事故。 以渝东 南构造 复 杂 区的海相 页岩气 勘探 为例 。该 地 区作 为重 庆页岩 气勘 探 的主 战场 ， 目前 已在 南川 、 秀 山 、 黔 江 、 酉 阳和彭水 等多个 区块 全面 开展 页岩气 勘探 工作。该地 区属 于 四川 盆地东 南缘 断褶带 ， 即大娄 山一七曜山～武陵山多条山系交汇 的盆缘褶皱 山地 ， 地表 沟壑纵 横 、 峰峦 叠嶂 、 岩溶 发育 ， 断裂构 造复 杂 ， 地 层陡倾甚至倒转， 这给页岩气钻井部署与钻探工作带 来 了极大 的挑 战 。被 称 之为页 岩气“ 发现 井” 以及作 为 页岩气“ 新矿种” 申报依据的渝页 1 井 ， 就可能 因为 钻遇断裂带、 地层倾角大而无法钻至 中奥陶统宝塔组 石 灰岩 ， 只好 在龙 马溪 组 中终孔 未 见底 。原 设 计 为 2 0 0 m 的井 深 实 际 钻 了 3 2 5 ． 5 m， 原 预 计 厚 度 不 超 过 1 4 0 IT I 的龙 马溪组 黑 色页岩 段可 能 由于断层 重 复 而增 厚至 2 2 6 m 以上 。这 口以取心为 目的的页岩气地 质调查 井最 终 以无法 取得龙 马溪 组页 岩层段 的厚 度 以 及 富 有机质 页岩 的真 实厚度 等 重要地 质信 息而 留下 了 遗憾 。此外 ， 被誉为实现了“ 复杂构造区海相页岩气的 战略 突破 ” 的彭 水页岩 气勘 探 区块 ， 在 钻探 初期仅 处理 表层 岩溶 造成 的漏失 就花 费 了 2个 月 的时 间E 4 8 3 ， 彭 页 HF 一 1水平井 在 井 深 1 5 4 0 m 开 始 侧 钻 之 后 ， 经 历 过 1 3次 较大 的漏失 。此 外 ， 一 些井 由于 岩溶 漏失 严 重 等 复 杂情 况而不 得不 移孑 L 重钻 或 侧 钻 ， 造 成 了人 力 物 力 的极大浪费 ， 增加了勘探成本 。笔者深信 ， 在南方构造 复杂区钻探页岩气还将会遭遇更多超乎想象 的地质、 工程难题与复杂情况。 1 ． 2 ． 2 ． 3 初步勘探效果不甚理想 除中石化外 ， 一些非油气单位如地矿部门及煤 电 企业也纷纷投入巨资， 在渝东南 、 黔北 、 黔东南、 鄂西 、 湘西 、 皖南等南方构造复杂区开展海相页岩气勘探工 作。从媒体报道 的勘探结果来看 ， 自 2 0 1 0年钻探 以 来， 能够达到工业气井标准 的屈指可数 。许多钻井或 因缺失页岩气储层 、 储层含气性差而未压裂 干井 ， 或 压裂后无任何效果。有一些钻井压裂后产微气 ， 无稳 定测 试产 量 ， 但 多被 称 之 为 “ 点火 成 功 ” ， 如 黄 页 1 、 湘 页 1 、 岑页 1 、 黔页 1井等 。即便是报道的一些所谓“ 点 火成功” ， 其真实性也令人质疑 。据报道 ， 2 0 1 1 年 4 月某油气资源战略研究 中心组织实施 的第一 口井深超 千米的战略调查井岑页 1 井 ， 经压裂后成功点火， 但点出的火苗却更似民用燃气火苗而贻笑大方 。若真 是取 得 了成 功 ， 至少 也该 让 缺 气 的黔 东 南人 民早 已用 上 C N G 页岩气 了 ， 但 遗 憾 的是 迄 今 未 见 进 一 步 的新 闻跟踪报道。 彭水 区块 的勘探在彭页 HF 一 1井经 1 2段大 型水 力压裂 获得 2 ． 51 0 m。 ／ d工业 气流之 后 已实现 C NG对 外销 售 ， 又相 继 钻 探 了彭 页 2 HF、 3 HF、 4 HF 等 3口水平井 ， 其 水平 段 长 度 均 超 过 彭 页 HF 一 1井 而 达到了 1 5 0 0 ～1 8 0 0 m[ 5 。其 中， 彭 页 3 HF井大型 压裂施工共分 2 2 段 ， 注入压裂液 4 ． 6 6 3 7 1 0 1 T I 。 、 加 砂 2 1 0 8 m。 ， 创国内页岩气井压裂施工级数 、 总液量、 加砂量等多项纪录 。但迄今为止 ， 尚未见超过彭页 HF - 1 井 压裂 成果 的进一 步报 道 。 从上 述实例 分析 可知 ， 页岩气 勘探 绝非 是“ 有 页岩 就有页岩气， 有页岩气就可商业开发” 那么简单。在构 造挤压变形强烈 、 构造断裂发育的复杂 区进行页岩气 勘探 ， 将 面 临极 高 的风 险， 并 有 可能 付 出惨 痛 的教 训_ 8 ] 。而选择已有油气 田 藏 发现 、 页岩气资源禀赋 高的含油气盆地或坳陷区开展页岩气勘探评价工作 ， 则是取得页岩气勘探成功的关键。 2 页岩气选 区评价与地质认 识问题 目前国内的页岩气勘探从海相到湖相 ， 甚至是海 陆过渡相、 河湖相 的煤 系地层 ， 大有全面开花之势， 似 乎是“ 只要是页岩层 即可开采 出页岩气” 。然而 ， 近年 来 的勘 探结 果却 表 明 ， 一 些 陆 相地 层 中的 页岩 气 以及 构造 复杂 地 区的海相 页岩 气 ， 勘 探效果 并不 那么 理想 。 在页岩气勘探中， 首先需要搞清楚的是选区选层问题。 选择的勘探 区块是否是页岩气资源禀赋高 的有利 区 块 选择 进行 压裂 的页岩 层段 是否 是富有 机质 且适宜 于压裂的页岩气储层段如何通过页岩气地质评价与 研究 ， 优选出可供商业开发的页岩层段与有利区 或核 心区 ， 这关乎页岩气勘探的成功与否。如果在并不适 宜于水平井压裂开采的页岩层段或页岩气资源禀赋并 不高的地区， 甚至是在地质构造复杂 的高风险区全面 开展页岩气勘探工作 ， 这将会造成高投入、 低产 出、 低 回报的巨大投资风险， 而且更为严重的是， 有可能造成 社会 资源 特别是 水 资源 的 巨大 浪费 。 第 3 3 卷第 1 2期 地质勘探 2 ． 1 页 岩气 选 区选层 问题 如前 所述 ， 页 岩气 勘探评 价 不是 以证 实页岩 气 “ 有 无” 为 目的， 这是一个并不需要证 明的伪命题 ， 因为现 代油气地质理论以及过去大量的常规油气勘探实践早 已经证明了泥页岩 中油气的存在 。国内页岩气勘探与 评价工作需要证实 的是 通过水平 井压裂技术能否达 到页岩气的商业产 出页岩气资源的勘探潜力和规模 如单井 E UR 有多大最终需要证实能否经济有效 地 开发 页岩气 以此 为 目的 ， 首 先 需要 筛 选 出资 源 禀 赋较高的页岩气勘探有利 区块。而且 ， 还需要在黑色 页 岩岩 系 中优选 出具 有 经 济 性 的含 气 页 岩 E c o n o mi c g a s s h a l e s E 5 2 3 作为页岩气勘探 目的层进行勘探 ， 这样 才有希望取得页岩气商业开采的成功 。而资源禀赋 的 高低 以及 含气 页岩 的选 择则 是 由一 系列地 质 与工程 评 价参 数所 决 定 的 引。 目前 ， 国 内在 页岩 气 勘 探 选 区 与 地 质认 识 方 面 存 在 的 问题 主要 表 现在 以下几 个 方面 。 2 ． 1 ． 1评价 标 准 问题 国内对 页岩 气 的选 区评价 基 本 上 还 停 留在 “ 烃 源 岩” 的认识阶段 ， 许多选 区评价标准都是以国内陆相烃 源岩有机质评价指标作 为依据 的。例如 ， 有人将页岩 气“ 远 景 区” T 0 C下 限标 准设 定 为 O ． 3 特 殊情 况下 ～ 0 ． 5 E 4 1 ] ， 或者将 T O C 0 ． 5 作为页岩气资源量 的 起算标准 ； 也有 人通过所谓 的有机碳恢 复法确定 T OC下限标准为 1 ． 0 l_ 5 ； 甚至还有人 居然将 T OC 标 准与 页岩 气 的开采 技 术 关 联在 一 起 ， 认 为现 有 技 术 条 件下形 成 工业 页岩 气 的 T O C 平 均 值 应 大于 1 ． 0 ， 随着技术 的进步则 可低 至 0 ． 3 [ 5 。 页岩气开发利 用补 贴政 策 中也 将 T o C 1 ． 0 作 为 页 岩 气 界 定 标 准_ 】 ] 。所有这些页岩气评价标准都或多或少受到了国 内普 遍采 用 的烃 源岩 评价 标 准_ 5 的影 响 。然 而 ， 对 比 分析 国内外泥质烃源岩的总有机碳含量标准 表 1 后 不难发现 ， 国外采用 的评价标准 明显高 于国内标准 。 表 1 国 内外泥页岩有机质 丰度评价标准对 比数据表 注 1 据本文参考文献 [ 5 7 ] ； 2 据本 文参考文献[ 1 9 ] 、 E 3 3 ] 此 外 ， 许 多人 误将 国外文 献 中发 表 的整 套 页 岩岩 系 的 T 0 C 如 An t r i m、 L e wi s页岩 T 0 C 分 别 可 低 至 0 ． 3 和 0 ． 4 5 E 5 8 3 当作 是 实 际 页 岩