對頁巖氣成因及工業(yè)前景的思考

崔永強(qiáng) 楊永斌 馬廣宇 林麗娜 張楠楠 孟德福

大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶，163712

地質(zhì)·礦床

對頁巖氣成因及工業(yè)前景的思考

崔永強(qiáng)*楊永斌 馬廣宇 林麗娜 張楠楠 孟德福

大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江大慶，163712

頁巖本身并不生氣。以頁巖為儲(chǔ)層的油氣藏，以裂縫為主要儲(chǔ)集空間，即傳統(tǒng)的裂縫性泥頁巖油氣藏。北美頁巖氣在以硅質(zhì)膠結(jié)和以硅巖為主的儲(chǔ)層中，產(chǎn)量偏高。這一現(xiàn)象從硅質(zhì)的來源上，指出頁巖氣與堿性地幔流體的必然聯(lián)系。阿巴拉契亞盆地深度3000m以下的頁巖氣，甲烷同系物碳同位素值完全反序排列，從地球化學(xué)角度證明頁巖氣來自地幔。如果頁巖僅僅是儲(chǔ)層而非氣源巖，我國“頁巖氣十二五規(guī)劃”探明頁巖氣儲(chǔ)量6000×108m3和2015年產(chǎn)量65×108m3的目標(biāo)將失去地質(zhì)依據(jù)。因巨大的環(huán)境隱患，頁巖氣開發(fā)所必需的水力壓裂法已在英、美、法、德、瑞士、保加利亞、澳大利亞等國立法禁止，在南非推遲發(fā)放所有的水力壓裂法開采許可證。頁巖氣開采帶來的環(huán)保問題不僅僅是有害氣體向大氣泄露，還有超過260種有害化學(xué)物質(zhì)隨著每次10000m3壓裂液返排到地表，不斷重復(fù)地向頁巖氣開采地區(qū)排放，將造成空前的污染。同時(shí)造成工業(yè)和民用供水短缺。美國頁巖氣被市場分析師稱為“偽商業(yè)產(chǎn)品”，價(jià)格在成本區(qū)間內(nèi)。我國計(jì)劃到2020年頁巖氣產(chǎn)量達(dá)600×108～1000×108m3，根據(jù)美國的經(jīng)驗(yàn)，起碼需要2萬口頁巖氣井，10年內(nèi)所需投資將達(dá)到4000億～6000億元。顯然，頁巖氣即將成為吞噬中國幾十年經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果的黑洞，即將成為破壞我們生息環(huán)境的“切爾諾貝利”。

頁巖氣 水力壓裂法 環(huán)境保護(hù) 石油地質(zhì)學(xué) 烴堿流體 幔源油氣理論

1 研究背景

鑒于目前中美雙方已簽署了《中美關(guān)于在頁巖氣領(lǐng)域開展合作的諒解備忘錄》等多項(xiàng)政府部門間合作文件、國土資源部已發(fā)布文件將頁巖氣作為獨(dú)立礦種、國家已制定“十二五”《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃》、我國石油企業(yè)已投資上百億美元購買國外頁巖氣區(qū)塊及產(chǎn)權(quán)并正在引進(jìn)國外技術(shù)進(jìn)行國內(nèi)頁巖氣勘探和開發(fā)，在此形勢下，對頁巖氣相關(guān)理論及應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用的研究顯得尤為緊迫和重要。

2 中國地質(zhì)大學(xué)倡導(dǎo)的頁巖氣成因、成藏理論難以自洽

據(jù)張金川等【1】，“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。在頁巖氣藏中，天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖地層中，為天然氣生成之后在源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果，表現(xiàn)為典型的‘原地’成藏模式”。

問題在于：頁巖是不是氣源巖？有機(jī)成因倡導(dǎo)的干酪根生油，不符合熱力學(xué)第二定律。在面積無限廣大的沉積層中的極其分散的有機(jī)質(zhì)（干酪根）在某種未知過程中生油，并在某種未知的力量下從沉積巖中運(yùn)移出來并匯聚成為可以開采的油氣藏，這就是有機(jī)成因。由干酪根降解生成油氣，這個(gè)過程必須吸熱（據(jù)實(shí)驗(yàn)室干酪根降解生油的經(jīng)驗(yàn)），但沉積層本身無法提供200℃以上的高溫，所謂時(shí)-溫補(bǔ)償原理因反應(yīng)物沒有達(dá)到活化溫度而失效。退一步講，即使有條件生成油氣，那么也沒有力量讓極其分散的、占地層質(zhì)量0.01%的油氣聚集成藏，因?yàn)檫@不符合熱力學(xué)第二定律所規(guī)定的“熵增”原理。前蘇聯(lián) “寒武系粘土中擠出水和油的實(shí)驗(yàn)”（據(jù)H.A.庫德梁采夫等，1958）表明，即使在1000kg/cm2的壓力下，仍會(huì)有質(zhì)量3%～4%的石油遺留在粘土中。

以往認(rèn)為有機(jī)成因三條主要立論依據(jù)【2】：①石油的旋光性；②石油的生物標(biāo)志化合物；③世界99%的油氣田都分布在沉積巖區(qū)。目前已認(rèn)識(shí)到它們并不支持有機(jī)成因【3】。

3 頁巖氣即常規(guī)裂縫性泥頁巖油氣藏

據(jù)李新景等【4】，“北美地臺(tái)有101個(gè)盆地，是世界著名產(chǎn)油氣區(qū)，油氣田數(shù)量大約35 000個(gè)，其中大油氣田約占世界的1/5～1/4。從寒武系至新近系均有油氣發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)層及其分布與北美大陸地質(zhì)背景密切相關(guān)。己發(fā)現(xiàn)頁巖氣盆地主要分布在被大陸邊緣演化為前陸盆地的區(qū)域和古生界克拉通地臺(tái)區(qū)，常規(guī)油氣資源豐富”。所以，在這樣的地質(zhì)環(huán)境中，只要頁巖層有裂縫、斷裂與油氣源溝通，其中發(fā)現(xiàn)油氣不足為奇。

“黑色頁巖層系中常發(fā)現(xiàn)裂縫性油氣藏，如前蘇聯(lián)西西伯利亞上侏羅統(tǒng)Bazhenov頁巖油藏、美國W illiston盆地Bakken頁巖油藏、北美泥盆系、石炭系、侏羅系以及白堊系裂縫性頁巖氣藏、我國渤海灣盆地、松遼盆地以及西部沉積盆地均發(fā)現(xiàn)裂縫性油氣藏”。裂縫性泥頁巖油氣藏的存在是個(gè)普遍現(xiàn)象。

4 泥頁巖中吸附氣、游離氣開采恐無工業(yè)價(jià)值

泥頁巖是全世界鉆井中均能鉆遇的油氣藏的蓋層，有無工業(yè)前景應(yīng)早有定論。所以，美國成功開發(fā)的頁巖氣田，情況并不樂觀。

據(jù)孫永祥等【5】，“頁巖氣勘探開發(fā)需要巨額投資，而目前投入產(chǎn)出效益并不理想。從經(jīng)濟(jì)角度看，有的頁巖氣田開發(fā)并不劃算。因?yàn)轫搸r氣分布相當(dāng)分散，即使在美國，不同地區(qū)頁巖氣的賦存狀態(tài)、開發(fā)技術(shù)參數(shù)差異都很大。頁巖氣田的含氣泥質(zhì)巖層厚，埋藏很深，開采成本很高。如美國頁巖氣開采歷史最長的得克薩斯州北部的巴尼特頁巖氣田，含甲烷的頁巖埋藏在面積為13 000 km2、深450～2000 m、地層厚度為12～270 m的區(qū)塊內(nèi)，原計(jì)劃頁巖氣年開采量要達(dá)到365×108m3，需鉆探20 000多口井。到2006年，已鉆探了6080口井，開采出頁巖氣200×108m3；到2008年底，已鉆11 800口井，但2009～2010年的產(chǎn)量并未增加很多。美國最大的馬塞勒斯頁巖氣田也處于起始階段，其泥質(zhì)巖層厚度有8～80 m，從紐約州延伸到田納西州的總面積約為14× 104km2，埋藏深度為700～3 000 m。據(jù)不同估價(jià)，其頁巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量為（4.5～15.2）×1012m3，頁巖氣可采系數(shù)為0.1。該氣田需鉆探10萬～22萬口井，每口井價(jià)值為300萬～400萬美元。因此，僅用于鉆井的投資至少為3000億美元。由于頁巖氣開采在巨厚地層的區(qū)塊進(jìn)行，每開采1000 m3頁巖氣的生產(chǎn)成本為80～150美元，折舊費(fèi)用為100～200美元，而頁巖氣的銷售價(jià)格只有不低于350～500美元/1000 m3才能保持盈虧平衡。就目前情況看，要完全實(shí)施馬塞勒斯頁巖天然氣項(xiàng)目是絕對不現(xiàn)實(shí)的”。

據(jù)郭勇剛等【6】，“一份美國最新研究報(bào)告《21世紀(jì)天然氣將為美國供給燃料》的作者David Hughes對于頁巖氣的長期可持續(xù)性提出質(zhì)疑，他認(rèn)為基于美國從2008年開始減少鉆井活動(dòng)，頁巖氣產(chǎn)量最終注定要下降。另外開采頁巖氣帶來的環(huán)境問題也是一個(gè)需要認(rèn)真考慮的問題。報(bào)告認(rèn)為美國不應(yīng)該用天然氣代替煤炭在發(fā)電中的基礎(chǔ)地位或者在運(yùn)輸部門代替石油。他認(rèn)為美國天然氣產(chǎn)量的增長是2006～2008年間大量鉆探活動(dòng)產(chǎn)生的‘附屬品’，當(dāng)時(shí)平均每年鉆探33 000口石油或天然氣井，而2008年下半年爆發(fā)經(jīng)濟(jì)危機(jī)后，由于油價(jià)下跌，鉆探活動(dòng)銳減，2011年美國即使按照計(jì)劃鉆探2萬口井，如果沒有大幅的產(chǎn)量增加，頁巖氣產(chǎn)量將會(huì)下降”。

5 水力壓裂法已被歐美澳多國立法禁止

據(jù)李洋【7】譯自美國《Scientific American》中的文章，“紐約州2009年12月出爐了一份報(bào)告，列舉了利用水力壓裂法開采馬塞盧斯頁巖天然氣過程中使用化學(xué)制劑對環(huán)境造成的隱患。報(bào)告中公開了260種化學(xué)制劑的名稱，比賓夕法尼亞州規(guī)定允許使用的數(shù)量多了7倍。

環(huán)境學(xué)家一直都在搜尋水力壓裂法開采天然氣過程中使用化學(xué)制劑的相關(guān)信息。他們指出，當(dāng)化學(xué)制劑被注入地下，或者棄之垃圾堆，甚至是在被運(yùn)往水處理廠的過程中，都存在產(chǎn)生污染的風(fēng)險(xiǎn)，最終影響河流和飲用水源。

美國中部的科羅拉多州2008年通過一項(xiàng)法律，要求能源企業(yè)公布化學(xué)制劑的名稱，但只對那些用量超過189.27L（50 gal）的化學(xué)制劑有效。即便是這樣低的要求，能源企業(yè)都難以達(dá)到”。

另據(jù)報(bào)道【8】：“在法國，民眾因害怕水力壓裂法破壞環(huán)境，強(qiáng)烈反對頁巖氣開采。法國環(huán)保人士4月甚至舉行示威活動(dòng)，要求政府對頁巖氣勘探頒布禁令。2011年6月末，法國議會(huì)通過了禁止應(yīng)用水力壓裂技術(shù)的法案。由于目前沒有其他成熟技術(shù)可用于頁巖氣開采，法國事實(shí)上已經(jīng)成為了第一個(gè)對頁巖氣開采明確說‘不’的國家。

水力壓裂法從其應(yīng)用之初即被各種非議、爭論所包圍。如今，繼北美、歐洲之后，這一飽受爭議的天然氣開采方法又被引入了南非，但同樣帶來了一場圍繞環(huán)保和開采地居民權(quán)利的爭論。在‘綠色和平組織’和‘非洲地球生命’等環(huán)保團(tuán)體的強(qiáng)烈反對和游說下，南非政府將推遲發(fā)放所有的水力壓裂法開采許可證。

波蘭目前同樣面臨著巨大壓力。據(jù)波蘭媒體報(bào)道，開采地區(qū)附近的居民抗議對頁巖氣的開采。由于通過水力壓裂法開采頁巖氣可能導(dǎo)致地下水污染，因此，這成為民眾主要關(guān)心的問題。此外，波蘭人口密度是美國的4倍，一旦威脅到飲用水，后果將不堪設(shè)想”。在頁巖氣開發(fā)屢屢受挫之后，2009年12月，波蘭同意與俄的購氣合同再延長37年。

據(jù)介紹【9】，英國能源公司Cuadrilla Resources日前在英格蘭西北地區(qū)發(fā)現(xiàn)大量頁巖氣儲(chǔ)備，一方面為英天然氣界帶來產(chǎn)業(yè)興盛的希望，但同時(shí)也迫使英國不得不正視另外一個(gè)麻煩的問題：是否引入水力壓裂法開采頁巖氣。法國、瑞士以及美國幾個(gè)州已經(jīng)相繼禁止了水力壓裂法的應(yīng)用，而英國當(dāng)局仍然遲遲沒有行動(dòng)，不管是延遲勘探時(shí)間還是加大額外監(jiān)管力度。

據(jù)悉，英國政府沒有出臺(tái)限定非常規(guī)資源勘探深度法規(guī)的打算，仍將按照海上油田開發(fā)的舊法規(guī)來實(shí)行。按海上油田開發(fā)的舊法規(guī)，500～1000m井深，10 000m3/d方能達(dá)到工業(yè)氣流標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)予開發(fā)，而1000～2000m井深的工業(yè)氣流標(biāo)準(zhǔn)是30 000m3/d。頁巖氣的產(chǎn)量每日僅1000m3，遠(yuǎn)低于這個(gè)開采門檻。事實(shí)上，英國悄然無息地禁止了本土頁巖氣開采。

據(jù)報(bào)道【10】，“在5月10日舉辦的第八屆中國能源投資論壇上，有專家指出，開采頁巖氣要環(huán)保先行，避免走稀土開采帶來嚴(yán)重環(huán)境破壞的覆轍?！谥袊搸r氣大規(guī)模開采前，如果不能建立環(huán)境保護(hù)的框架，那么未來的開采可能就是一場災(zāi)難’。因擔(dān)心頁巖氣開發(fā)帶來的環(huán)境污染問題，近期還有業(yè)內(nèi)專家專門上書國務(wù)院，建議在水污染問題解決之前慎重開發(fā)頁巖氣。

據(jù)《明鏡周刊》援引不愿具名官員消息稱，德國經(jīng)濟(jì)部長羅斯勒和環(huán)境部長羅特跟上周就明確表態(tài)，同意暫不在德國進(jìn)行頁巖氣生產(chǎn)?！睹麋R周刊》稱，羅斯勒向身邊人士表示，還須對水力壓裂法等幾項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行考察，以便對其帶來的環(huán)保問題進(jìn)行全面評估。

美國環(huán)保署（EPA）日前發(fā)布了一項(xiàng)針對頁巖氣開采的新法規(guī)，法規(guī)將對頁巖氣開采中因使用水力壓裂技術(shù)所造成的空氣污染加以控制。這是美國控制頁巖氣開采造成環(huán)境污染的首個(gè)法規(guī)。

該法規(guī)要求到2015年1月，所有采用水力壓裂法進(jìn)行頁巖氣開采的氣井都必須安裝相關(guān)設(shè)備，以減少可揮發(fā)性有機(jī)化合物及其他有害空氣污染物的排放，如苯和正己烷等。該項(xiàng)法規(guī)將對目前美國約13000口天然氣井產(chǎn)生影響。據(jù)悉，EPA早在2011年7月就提出了對水力壓裂法氣井進(jìn)行控制的初步建議，當(dāng)時(shí)美國石油協(xié)會(huì)和其他行業(yè)協(xié)會(huì)都認(rèn)為這項(xiàng)計(jì)劃實(shí)施的時(shí)間進(jìn)度太緊。因此美國環(huán)保署在最終頒布這項(xiàng)法規(guī)時(shí)，將具體實(shí)施時(shí)間推遲了兩年多，在此期間，這些氣井在生產(chǎn)中可以通過燃燒的方法減少甲烷和其他污染物的排放”。

向來重視環(huán)保的美國竟拖延執(zhí)行環(huán)保法兩年之久，值得深思。

6 反思——國際能源大博弈方興未艾，需站在戰(zhàn)略高度看待能源問題

眾所周知，BP公司帶頭把向日葵和玉米轉(zhuǎn)化成汽車用的酒精，中國引進(jìn)該技術(shù)，曾造成重大經(jīng)濟(jì)損失。用玉米生產(chǎn)的乙醇是“二次能源”，無論從經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保角度看，都是得不償失的。

“石油巨頭BP公司日前宣布與美國第三大天然氣生產(chǎn)商Chesapeake能源公司達(dá)成合資意向，將出資19億美元收購Chesapeake能源公司Fayetteville頁巖資產(chǎn)25%的權(quán)益”?！?008年7月18日，BP公司宣布以17.5億美元收購Chesapeake能源公司位于美國俄克拉何馬州Arkoma盆地的Woodford頁巖勘探區(qū)約362.2km2（9萬英畝）租賃區(qū)塊的全部權(quán)益及天然氣開采權(quán)”。“加上BP所參與的東得克薩斯州Haynesville頁巖項(xiàng)目，BP已成功完成對北美洲的三大頁巖勘探區(qū)域的戰(zhàn)略布局，為BP帶來10億桶油當(dāng)量的資源”【11】。

BP公司做的，我們未必要做。

我們對頁巖氣的認(rèn)識(shí)與BP公司設(shè)在中國的“北京國際能源俱樂部”總裁陳新華博士的認(rèn)識(shí)完全相反。據(jù)北京國際能源俱樂部【12】，“美國天然氣的大規(guī)模發(fā)展源于其清潔低碳、提高能源安全、協(xié)助可再生能源發(fā)展的優(yōu)勢。天然氣比石油的碳排放低30%，美國天然氣儲(chǔ)量豐富，價(jià)格有競爭力”等優(yōu)勢。

現(xiàn)在看，所謂“清潔低碳、提高能源安全、協(xié)助可再生能源發(fā)展的優(yōu)勢”，已經(jīng)不復(fù)存在。其環(huán)境極度損害、穩(wěn)定供給無保障、碳排放與煤相當(dāng)、價(jià)格低于成本等種種弊端已暴露無遺。

據(jù)陳宏杰【13】，“生物燃料經(jīng)過2007～2008年玉米乙醇瘋狂后，整個(gè)行業(yè)已經(jīng)完全垮掉。商人沒能找出一個(gè)適合規(guī)模生產(chǎn)并產(chǎn)生合理回報(bào)，加大投資幾乎等于增加虧損，資本大量撤出乙醇行業(yè)。加乙醇的成品油仍然是個(gè)次要角色，除了巴西，全球沒有其他地區(qū)真正進(jìn)入大范圍運(yùn)用。面對糖價(jià)大幅上升，乙醇油前景更為難測”。

“從巴聶特頁巖的數(shù)據(jù)顯示，分析師阿瑟伯爾曼發(fā)現(xiàn)，天然氣生產(chǎn)率下降驚人，大約一年后將損失50%以上產(chǎn)能，且此類惡性情況出現(xiàn)在巴聶特九成以上已開采氣井。于是伯爾曼形容天然氣是一種‘偽商業(yè)產(chǎn)品’，他甚至預(yù)計(jì)首批井生產(chǎn)后5年內(nèi)因?yàn)檩敵隽窟^低，大部分頁巖氣井將遭廢棄”。

陳宏杰補(bǔ)充，“還有一個(gè)問題，之前未闡述，美國天然氣平均生產(chǎn)成本為0.247～0.282美元/m3（7～8美元/Mcf），現(xiàn)價(jià)大約0.143～0.179美元/ m3（4～5美元/MMBtu）的情況下，大多數(shù)新井根本沒有商業(yè)價(jià)值”。

英國皇家國際事物研究所的最新研究報(bào)告顯示【14，15】，美國頁巖氣的快速發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致全球多數(shù)地區(qū)常規(guī)天然氣領(lǐng)域投資的大幅削減，這或?qū)?dǎo)致未來十年全球天然氣供應(yīng)的短缺。是福是禍，很難確定。

“英國石油（BP）的首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家Christof Rühl認(rèn)為: ‘頁巖氣革命’所擁有的力量令所有人震驚。美國國家石油協(xié)會(huì)（National Petroleum Council）曾在2003年估計(jì)，北美地區(qū)的可再生頁巖氣儲(chǔ)量可能高達(dá)1.1萬億m3。而美國國際先進(jìn)能源公司（Advanced Resources International）2011年所作的估算則表明，實(shí)際數(shù)字可能50倍于國家石油協(xié)會(huì)的估計(jì)”【16】。從2003年到2011年，北美地區(qū)的頁巖氣儲(chǔ)量增加50倍，其儲(chǔ)量估算的隨意性令人質(zhì)疑。

據(jù)吳愷媛【17】，“《紐約時(shí)報(bào)》引述多封業(yè)界及地質(zhì)學(xué)家內(nèi)部電郵，質(zhì)疑油企高估頁巖氣盈利前景，夸大油井蘊(yùn)藏量，甚至將相關(guān)投資形容為龐氏騙局。

油公司一致唱好頁巖氣之際，卻未有說明開采的難度和成本，雖然美國本土的確有不少活躍油井，但通常被大范圍產(chǎn)量較低、開采成本較高的油井包圍，而且不少主要油井的產(chǎn)量跌幅亦比想象中快”。

7 結(jié)論和建議——“頁巖氣事件”凸顯我國石油科學(xué)嚴(yán)重落后，必須重建中國的石油地質(zhì)學(xué)理論

據(jù)悉，中國工程院14位院士力諫開發(fā)非常規(guī)油氣并正在開展頁巖氣重大咨詢研究項(xiàng)目【18，19】。這些專家秉持石油有機(jī)成因。

石油有機(jī)成因隨精密儀器自西方引入我國。現(xiàn)在看來，精密儀器并不代表先進(jìn)科學(xué)理論。有機(jī)成因所依據(jù)的是石油與油藏附近泥巖中烴類的親緣關(guān)系。如果考慮到石油極易運(yùn)移，泥巖中的烴類完全可以從外部滲入進(jìn)去，考慮到石油中還有大量生物毒性的金屬成分，甚至是地幔來源的金屬，考慮到生物標(biāo)記物并非生物特有而是廣泛分布在宇宙中，隕石和地幔巖捕擄體中都有烴類抽提物，考慮到世界石油分布的不均勻性、波斯灣地區(qū)擁有世界60%的儲(chǔ)量，我們還有什么理由堅(jiān)持有機(jī)成因呢？

“一般認(rèn)為泥頁巖主要由粘土礦物組成，其次為碎屑礦物如石英、長石和少量自生非粘土礦物，包括鐵、錳、鋁的氧化物和氫氧化物、碳酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硅質(zhì)礦物及一些磷酸鹽等。實(shí)際上其礦物組成與含量變化很大。富含SiO2（有時(shí)高達(dá)85%以上）者為硅質(zhì)泥頁巖；含大量碳化有機(jī)質(zhì)者為碳質(zhì)泥頁巖；含較多分散有機(jī)質(zhì)和硫化鐵者為黑色泥頁巖”【4】。

可見泥頁巖并沒有離開碳硅泥巖系【20】的范疇。泥頁巖的碳、硅、泥三元組分和熱液巖石的三元組分：石英（玉髓等）、碳酸鹽（方解石、白云石、菱鐵礦等）及熱液蝕變粘土礦物完全相當(dāng)【21】?！按嘈缘V物（如硅質(zhì)、碳酸鹽等）富集的泥頁巖比主要由粘土礦物等構(gòu)成的巖石更容易產(chǎn)生裂縫”，這些泥頁巖的主要成分并非泥質(zhì)而是SiO2，其實(shí)就是硅巖或硅質(zhì)巖。而硅巖是地幔烴堿流體造成的堿交代作用排硅的產(chǎn)物。這就引出一個(gè)已經(jīng)回避20年的重要概念——地幔烴堿流體。而地幔烴堿流體才是正確認(rèn)識(shí)油氣來源的關(guān)鍵。

來自北美阿巴拉契亞盆地志留系和奧陶系的非常規(guī)氣【22】，深度大于3000m的碳同位素全部表現(xiàn)為反序排列（δ13C1＞δ13C2＞δ13C3），系幔源特征。這是該地區(qū)天然氣來自地幔的直接證據(jù)。根據(jù)烴堿流體地球化學(xué)原理，硅質(zhì)和烴類正是地幔烴堿流體上升到淺層的兩大端元產(chǎn)物。

否定頁巖生氣，就是否定有機(jī)成因。當(dāng)前石油科學(xué)研究最重要的任務(wù)，即重建石油地質(zhì)學(xué)理論。大慶油田有5000萬t以上穩(wěn)產(chǎn)22年的勘探開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，有連續(xù)8年開展幔源石油天然氣地質(zhì)研究的經(jīng)歷，有全國公認(rèn)的幔源二氧化碳和幔源烴類氣田。在此特別向國家有關(guān)部門推薦，以大慶油田為依托，設(shè)置《松遼盆地幔源油氣地質(zhì)特征研究》國家項(xiàng)目，建立石油地質(zhì)學(xué)新理論，建立新的石油勘探開發(fā)指導(dǎo)原則。

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ON THE SHALE GAS ORIGIN AND ITS INDUSTRIAL PROSPECTS

Cui Yongqiang Yang Yongbin Ma Guangyu Lin Lina Zhang Nannan Meng Defu
E&D Research Institute of Daqing Oil Field Company Ltd.，Daqing，Helongjiang，163712，China

Shale can not generate gas，and shale gas reservoir is just traditional fractured mud and shale gas reservoir with shale as its reservoir and fractures as its reservoir spaces. In North America，shale gas reservoirs containing mainly siliceous cementation and siliceous rock，with relatively high production. Consequent relationship between shale gas and alkali mantle fluid is pointed out from view of siliceous source. Shale gas in depth of ＞3000m in Appalachian Basin has completely inverted sequence of methane homolog carbon isotope value，geochemically proving its mantle source. If shale is only reservoir not source rock，Chinese 12thfive-year-plan with a target of 6000×108m3proved reserves and 65×108m3production in 2015 will lose geological basis. Because of enormous environmental hazards，hydraulic fracturing for development of shale gas is prohibited by legislation in Britain，the United States，Germany，Switzerland，Bulgaria and Australia. All hydraulic fracturing licenses are deferred in South Africa. Issues caused by shale gas development is not only harmful gas revealed to atmosphere，but also 260 kinds of harmful chemicals flow back continuously to surface with 10000m3fracturing fluid，causing much contamination to environment and water shortage of industrial and civil use. In America，shale gas is called “false-commercial product” by market analyst，with price within cost interval. China plans to 2020 shale gas production reached 60～100 billion cubic metres. According to American experience，at least 20000 shale gas well needed，within 10 years the investment required to reach 400～600 billion yuan. Apparently，shale gas will become the black hole that engulf the achievements of Chinese decades economic development，and might be a "Chernobyl" that destroying descendants living environment.

shale gas; hydraulic fracturing，environmental protection，petroleum geology，hydrocarbon alkalic-fluids，mantle hydrocarbon theory

TE122

A

1006–5296（2012）02–0065–06

*第一作者簡介：崔永強(qiáng)（1965～），男，石油地質(zhì)專業(yè)，高級工程師。研究方向：構(gòu)造地質(zhì)、深部流體、油氣成因。E-mail: cyq_52@sina.com; cuiyongqiang@petrochina.com.cn, 聯(lián)系電話：13945976152.

2012-01-08；改回日期：2011-05-21;2012-06-11