漫话岩气及其勘探开发12

1、漫话页岩气及其勘探开发（ 12）胡经国8、陕西页岩气勘探开发、陕西延长页岩气高效开发示范基地总体规划通过审查据国土资源报报道（ 20120411），近日，陕西延长页岩气高效开发 示范基地总体规划通过国土资源部、财政部专家审查。规划确定，在 “十二五”期间将投入 25 亿元实施页岩气勘探、评价、开发示范工程。国土资 源部总工程师钟自然出席。根据规划，到 2015 年力争新增页岩气探明地质储量 1500 亿立方米， 形成页岩气开采产能达到 5 亿立方米，探索形成适合鄂尔多斯盆地页岩气资源 勘探、开发、直井和水平井钻完井及压裂等七大关键技术系列，总结形成页 岩气储量计算标准、页岩气试气作业工艺规范等

2、八大标准规范体系。延长页岩气高效开发示范基地是国土资源部、财政部 2011 年部署的首批 40 个矿产资源综合利用示范基地中之一。目前，该基地建设单位延长石油 （集团）有限责任公司，已完成页岩气钻井直井 11 口、水平井 1口，压裂试气 6 口，均获得页岩气流，单井日产气约为 10002000立方米，陆相页岩气勘探 取得了重大突破。下一步将按照规划，加快示范基地工作进程，开展关键 技术攻关，查明示范基地内资源分布和资源量，形成规模产能。、陕西省两区块列入国家页岩气重点勘探开发区据陕西省人民政府网站报道（ 20120620），近日，国家发展改革委、 财政部、国土资源 部和国家能 源局印发 了页岩

3、气发 展规划 （2011-2015 年）。规划主要目标是“十二五”期间探明页岩气地质储量 6000亿立方米， 2015 年页岩气产量 65 亿立方米，攻克页岩气关键技术，建立完善的页岩气产 业体系，为“十三五”页岩气快速发展奠定基础。重点勘探开发陕西、四川、 重庆等 13 个省（直辖市），建设 19 个页岩气勘探开发区。该省的延安和神府 区块列入其中。为了加大页岩气勘探开发力度，国家将通过一系列保障措施给 予支持。一是设立页岩气调查评价和勘察国家专项，加大对页岩气资源调查评 价的资金投入；二是通过国家科技重大专项等，加大对页岩气勘探开发相关技 术研究的支持力度；三是建立页岩气勘探开发新机制；四

4、是落实页岩气产业鼓 励政策；五是完善页岩气利用配套基础设施。陕西省在陆相页岩气勘探开发方面已走在了全国前列。截止目前，延长石 油共完钻页岩气井 16口，完成压裂试气井 8口，均获页岩气流。通过四年多的 研究与生产实践，初步估算延长油气区页岩气资源量为 6.96 万亿立方米，建立 了陆相页岩气藏“岩电一体化”评价体系，初步形成了一套适合于陆相页岩 气钻完井及压裂改造、污水处理循环利用等工艺技术体系，建立了陆相页岩气 相关的企业标准。该省页岩气勘探开发所取得的成果，受到国家相关部委及同行业的高度重 视和肯定。延长石油集团也因此被确定为中国首批40 个矿产资源综合利用示范基地之一，承担“陕西延长页岩

5、气高效开发示范基地”建设任务。为了推进该 省页岩气产业快速有序发展，相继开展了以下重点工作。一是申请国家在该省 设立国家级陆相页岩气示范区；二是正在组织编制陕西省“十二五”页岩气 发展规划和陕西省“十二五”页岩气勘探开发实施方案；三是积极争取 国家政策与资金支持，现已落实国家财政资金支持 1.9 亿元。9、四川页岩气大规模开发还有待时日 据中国矿业报报道（ 20130314），“目前四川只是打了几口试验性的 页岩气井，大规模开发还有待时日。”全国人大代表、四川省发改委主任唐利 民表示。据相关地质资料显示，目前四川省境内页岩气资源量约为 27.5 万亿立方 米，占全国总量的 21%；可采资源量

6、4.42 万亿立方米，占全国的 18%。这两项 指标均居全国第一位。“虽然我省页岩气资源丰富，但是大规模开发还需要时 间，目前还在试验阶段。”据唐利民介绍，目前页岩气开发所遇到的困难主要 有两个方面：水和设备。页岩气的开采，需要大量的水。但是，这些水用过后会有一些污染，在工 艺上还需要进一步打通这个环节。既能够解决水的问题，又能将气开采出来， 最后还能把水回收利用。而设备目前主要依靠进口。“目前页岩气的开采技术 主要还是国外的技术，中国在这方面还需要探索。”唐利民表示。10、天津地调中心开展华北页岩气调查评价选区研究据天津地调中心报道（20120409）, 3月2223日，华北地区页岩气 资源

7、战略调查与评价选区研究研讨会在津召开。国土资源部地质勘查司高炳奇 处长参加会议，并做了题为“我国油气资源管理现状与政策概述”的报告。会 议邀请中国地质大学（北京）张金川教授讲授“页岩气及其勘探评价方法”。 来自内蒙古国土资源厅、山东省国土资源厅、华北七省（区、市）地调院以及 天津华北地质勘查局、中煤地质工程总公司等单位的领导和技术人员参加会 议。通过研讨认为，华北地区古生代盆地和中新生代盆地发育，形成了大量的 页岩，埋藏条件良好，为页岩气的形成和开发提供了基本地质条件，有利于发 展页岩气产业。天津地调中心组织华北五省（区）、二市地调院以及一些工业部门的地勘 队伍，围绕页岩气一般工业要求，根据已

8、掌握的信息，初步开展了页岩气工作 的选区研究，提出了华北页岩气研究与选区方案：一是开展页岩气资源潜力评价，全面摸清华北页岩气资源情况；二是开展 11 个远景区和 10 个勘查靶区的调查评价，努力实现页岩气找矿 突破；三是与企业合作，完成 5 个勘查开发示范工程，引导和促进华北页岩气勘查开发；四是与科研院校合作开展地质基础理论研究，进行勘查评价、开发等技术 攻关；五是全面评价华北页岩气资源量和开发利用前景；六是建立华北页岩气资源数据库；七是提出华北页岩气勘查开发建议。11、山东加快页岩气开发利用据国土资源报报道( 20130311)近日，山东省副省长夏耕带领有关部 门负责人到东营市、青岛市，分别

9、就页岩油气开发及装备制造业发展情况进行 专题调研。夏耕在调研中指出，加快页岩油气开发利用对于改善能源结构、保 障能源安全具有重要意义。在东营与青岛，调研组一行先后调研了相关企业，并召开了座谈会。夏耕 指出，省委、省政府对页岩油气开发工作高度重视，专门成立了协调小组。东 营市要抓住机遇，加快适合中国地质特点的页岩油气装备研发和产业化，精心 组织好中国 ( 东营) 国际石油石化装备与技术展览会，推进中美清洁能源合作产 业园规划建设。希望胜利油田与山东能源集团积极开展战略合作，学习借鉴国 外成熟技术，引进国外高端人才，协力推进页岩油气开发。青岛市在页岩油气 方面做了大量前期工作，为全省统筹考虑页岩油

10、气产业布局打下了良好基础。 青岛市有关部门要发挥优势，进一步统筹整合资源，在推进自主创新和企业合 作平台建设方面继续探索实践，全面提升油气高端装备制造业发展水平。同时 要依托“走出去”企业，积极引进国外先进技术，探索适合中国地质构造条件 下的页岩油气开发工作解决方案。12、北京启动页岩气资源潜力调查评价据中国矿业报报道( 20130328)，北京市地质调查研究院日前与中国 地质调查局油气资源调查中心签署战略合作框架协议，双方将在页岩气调查评 价、勘探以及项目研究等方面开展合作。这标志着北京市页岩气资源潜力调查 评价工作全面启动。资料显示，北京地区含泥页岩地层沉积环境以海相、海陆交互相、陆相湖

11、沼相为主。其中，北京西山上古生界石炭二叠系太原组、山西组、中生界侏 罗系窑坡组煤系地层中，发育多层黑色页岩、碳质页岩，含有大量炭化的植物 化石，有机质含量高，且碳质页岩中有机质演化程度和煤级(无烟煤)较高； 泥页岩地层均分布于向斜的两翼位置，其连续性较好，分布面积广，富含有机 质且处于生气阶段，为页岩气的聚集提供了有利的地质条件。据了解，北京市地勘局以往在北京地区开展地热钻井工作中发现页岩气显 示。 2011年 3 月，在顺义区实施地热钻井过程中钻遇页岩气。为此，该局组织 技术力量，开展了页岩气等非常规天然气资源潜力战略研究工作，并编写了 北京地区页岩气资源潜力及开发前景战略研究。北京地区富有

12、机质页岩层发育有良好的页岩气成藏地质条件，页岩气资源潜力可观，具有良好的发展前景。页岩气勘探开发，将为首都经济发展提供历 史性机遇。开展北京地区页岩气资源调查评价，设立页岩气勘查区，进行富页 岩气层段地质调查研究，可为首都地区页岩气非常规资源勘探开发提供理论方 法和技术支持。北京市页岩气资源潜力调查评价工作的启动，对于推动北京地区页岩气勘 探开发，增强页岩气资源可持续供应能力，满足北京市不断增长的能源需求， 促进能源结构优化具有重要意义。同时也为更好地规划、管理、保护和合理利 用页岩气资源，为北京市编制经济社会发展规划和能源中长期发展规划提供科 学依据。 13、江苏页岩气可采资源量约为 1.5

13、5 万亿立方米据中国矿业报报道（ 20130515），江苏省页岩气资源勘查开发工作专 家咨询组日前成立，包括 4名中科院院士在内的 10 位国内知名专家受聘。与此 同时，江苏省“页岩气勘查开发利用专项规划 （ 2013-2018年） ”及“页岩气资源 调查评价 2013 年度工作计划”也启动编制。这意味着江苏省勘探开发页岩气正 式起步。据国土资源部调查，江苏 10万平方千米的地表之下，分布有 3 套可形成页 岩气的黑色泥页岩层系，是难得的能源宝藏。业内人士分析指出，以江苏为主 的下扬子地区与四川、重庆等所在的上扬子地区，处于同一个构造板块，具有 一致的发展演化历史和基本相同的沉积层序。江苏页岩

14、气甲烷含量超过 90%, 品 质优于美国。目前，江苏已被确定为全国页岩气勘探开发的五大优选地区之一。可采资 源量约有 1.55 万亿立方米；页岩气勘探开发有利区面积 5.07万平方千米，占全 省面积的一半，在各省 （ 区、市 ） 中排列第 6 位。最近，中石化在句容、黄桥等地钻井试验，找到了良好的气苗。国内外勘 探实践证实，页岩气的富集程度在埋深 15004000米之间最好。江苏发现的浅 部气苗仅是冰山一角'。据介绍, 按江苏省政府的要求，江苏省页岩气勘探有限公司已注册成立。接 下来将与南京大学等单位合作，向国土资源部门申请勘探资质，及早启动勘查 工作。江苏省初步拟定 20条勘查路线，

15、主要分布在南京幕府山、六合、汤山等 地，钻进深度在 2000 米左右。目前，中石化与英国石油公司合作，初步选择黄 桥老区 1000平方千米为页岩气合作意向区块。二十四、水力压裂法及其应用1、水力压裂法原理水力压裂法（Hydrofracturing Method）又称水压致裂法。它原本是一种绝 对地应力测量方法。测量时，首先取一段基岩裸露的钻孔，用封隔器将上下两端密封起来；然 后注入液体，加压直到孔壁破裂，记录压力随时间的变化，并用印模器或井下 电视观测破裂方位。根据记录的破裂压力、关泵压力和破裂方位，利用相应的 公式算出原地主应力的大小和方向。由此可得关泵压力（Ps）、裂缝扩展压力（Pr）和破

16、裂压力（Pf），并按下式计算主应力：最小水平应力oh=Ps最大水平应力0H=3Ps-Pr-Po式中：Po为孔隙压力。而铅直应力Cv可根据上覆岩层的重量计算：（v/= p gH式中：p为岩石密度；g为重力加速度；H为测量深度；主应力方位由印模器确定。此法于20世纪50年代由哈伯特（Hubbert）、威利斯（Willis ）在理论上 进行论证；60年代由夏德格（Scheidergge）、凯利（Keighley）、费尔赫斯特 （Fairhurst）等加以完善；海姆森（Haimson）等分析了压裂液渗入的影响，并 作了大量野外和室内实验工作。由于操作简便，且因水力压裂法无须知道岩石 的弹性参量而得到广

17、泛应用。2、在页岩油开发中的应用页岩油是由油母页岩经过低温干馏而得的，常温下为褐色膏状物，有刺激 性臭味，属于含氮量较高的石蜡基油。在固体矿产领域，页岩油是一种人造石油，是油页岩干馏时有机质受热分 解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。透过裂解化学变化， 可将油页岩中的油母质转换为合成原油。页岩油的性质，因各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。中国 抚顺、茂名、美国格林河（亦译绿河）所产的页岩油的氢碳原子比较高，适宜 于加工制取轻质油品；但由于其含氮量较高，加工炼制时必须加以脱除，否则 会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多，适宜于加 工制取化学品。抚顺、

18、茂名页岩油经过适当的加工精制，可以制得合格的汽 油、煤油、柴油、燃料油等油品，还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石 油焦等化工副产品。页岩油加工的方法与天然石油的炼制过程基本相同，包括 精馏、热裂化、石油焦化、加氢精制等过程。页岩油经过加工提炼可制成汽油、煤油、柴油等液体燃料，是重要的非常 规油气资源。或许所有的美国人都在受益于“水力压裂法”，尽管半数以上的人可能没 有听说过这个名词。在今时今日，美国各级政府、企业对页岩油产业的发展寄予了厚望。美国 页岩油资源极其丰富。在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州，被锁在页岩之中的 油存量达上万亿桶以上。正是凭借“水力压裂法”，以前根本不可能企及的大 量页

19、岩油正在被开采。由于页岩油在美国的战略资源地位和自身需求，美国已进行很多水力压裂 法地应力测量。德国、日本和中国现在也已相继开展此项工作。资料显示，目 前利用此法已能在 5000米深处进行测量。3、在页岩气开发中的应用页岩气大行其道的主要原因就是水力压裂法的应用。页岩气开发过程中所 采用的水力压裂法，要加入化学物质，在每次压裂完成后，要对水进行获取和 重新利用。当前，美国页岩气开采的热门地点是纽约州和宾夕法尼亚州。这两个地方 也是美国马塞卢斯页岩(Marcellusshale)的集中区域。德克萨斯州和巴涅特页 岩(BarnettShale),也因页岩气储量丰富而受宠。除此之外，美国的阿巴拉契

20、亚山脉、德克萨斯州、俄克拉荷马州、路易斯安娜州、阿肯色州、大平原地区 数百万公顷页岩结构等待开发。能源资讯机构PFC能源公司研究表明，2000年，页岩气产量仅占到美国天然气产量的1%，而到2009年这一比例已经提高到10%。位于美国马萨诸塞州的研究机构剑桥能源研究协会预测，至V2035年这个比例可以提高到50%。4、水力压裂法存在水环境污染争议水力压裂法是目前开采页岩气的主要形式，其主要通过对页岩层进行压裂 处理，来让页岩气进入气井。而这种压裂处理，每次都需要数百万吨水用以液 压破碎，水中往往添加化学物质，这些化学物质可能会对地下水产生污染。水力压裂法向来存在争议。但是，这种页岩气开采技术，在

21、争议中却得到 迅速发展。当越来越多水体污染案例同水力压裂法相关联时，美国众议院能源 和商业委员会出手了。 2010年7月19日，能源和商业委员会主席亨利韦克斯 曼联手该机构下属的能源和环境小组组长爱德华马基，联名致信给美国10个主要页岩气开发商，要求它们提交水力压裂法应用全程中涉及到的化学物质细 节。8月6日，限期“交卷”。这个要求出台的背景是，全球天然气需求旺盛，美国引领页岩气开发技术 并努力让页岩气开采遍地开花。而页岩气大行其道的主要原因就是水力压裂法 的应用。页岩具有低渗透性，要使气体渗出进入气井，必须先对岩层进行压裂 处理。目前开发主要采用的压裂法，每次液压破碎需要数百万吨水，水中常常

22、 添加化学物质，这些化学物质可能会对地下水产生污染。不公开化学物质成分 的做法，在能源业界已经成为通行的规则，页岩气开采商们的挡箭牌就是“使 用哪些化学产品是商业机密”。早在2004年，美国环保署就对水力压裂法的环境影响做出过评估。当时的 结果认为，这种技术很安全。美国 2005年能源政策法规定水力压裂法不受 美国安全饮用水法案限制。但是，在环保组织和一些立法者的眼中，美国 环保署的评估结果有失公允，是为了维护页岩气开发正常进行而采取的姑息纵 容之策。2003年，美国环保署同水力压裂巨头哈里伯顿公司BJ服务公司 (BJServiceS和斯伦贝谢的油田技术服务公司，达成谅解备忘录，在自愿的基 础上，几大能源巨头同意不再向井内注入柴油。但是，韦克斯曼和马基认为， 这个谅解备忘录并没有起到约束作用。哈里伯顿和 BJ服务公司仍在使用柴油。这两位众议员还称，苯、甲苯、乙苯和二甲苯等， 也在它们添加的化学物质清单之中，而这些都是可能的致癌物质。“由于这种技术正在美国广大区域应用，我们必须确保它不会带来新的环 境和公众健康问题，”马基说，“这项调查将让我们更好地了解水力压裂法潜 在的风险、对饮用水和环境带来的影响，国会将根据调查结果决