貴州省盤州地區(qū)頁巖氣研究進展

楊瑩潔　黃宇琪　丁雪　張桂娜　楊玉蘭　林琴

摘 要

現(xiàn)如今隨著我國社會與經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型也迫在眉睫，天然氣資源的重要性日益凸顯。而頁巖氣作為一種資源潛力非常大的非常規(guī)天然氣能源，對我國的能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和未來非常規(guī)天然氣的發(fā)展有巨大作用。盤州市位于貴州省西北部，煤炭資源豐富，是西南地區(qū)重要的煤炭產(chǎn)區(qū)，該地區(qū)發(fā)育的大套海陸過渡相煤系地層，具有很大的頁巖氣資源勘探潛力，但海陸過渡相頁巖的地質(zhì)特點及盤州地區(qū)的地貌特點等，使得該地區(qū)的頁巖氣資源勘探仍處在探索階段。

關(guān)鍵詞

貴州省;盤州市;頁巖氣勘探開發(fā)

中圖分類號： F426.22;TE151 ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 97

0 引言

中國的煤炭資源豐富但油氣資源相對缺乏，這決定了我國以煤炭資源為主的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，這樣的能源結(jié)構(gòu)給環(huán)境造成了較大的壓力。而天然氣作為一種較為清潔環(huán)保的重要能源類型，受到了全世界的關(guān)注，現(xiàn)全球天然氣資源開發(fā)利用發(fā)展迅速，隨著我國對天然氣資源的勘探開發(fā)逐漸深入，天然氣資源占總體能源消費的比例也逐漸增加（在2016年就占據(jù)了能源總消費的6.2%），但仍遠低于世界平均值23.8%和美國的31.5%[1]。

參加2018年12月13日舉行的“2019國際能源發(fā)展高峰論壇”的專家認為，當(dāng)前，世界正迎來低碳、無碳的新一輪能源轉(zhuǎn)型。從較為單一能源結(jié)構(gòu)逐漸向多元化轉(zhuǎn)型，這一轉(zhuǎn)型一方面需要非化石能源的利用，另一方面化石能源如何清潔化利用。天然氣作為一種低碳、清潔的能源，目前已經(jīng)成為許多國家重要能源類型之一。就中國而言，中國傳統(tǒng)天然氣資源儲量有限，其生產(chǎn)不能滿足目前天然氣消費的國內(nèi)需求（中國傳統(tǒng)天然氣資源總量為56萬億立方米，居世界第六位）。

目前我國經(jīng)濟的快速發(fā)展導(dǎo)致天然氣供需缺口逐漸增大[2]，加之我國天然氣資源的匱乏，直接導(dǎo)致我國天然氣對外依存度也在逐年攀升，至2017年，我國天然氣產(chǎn)量為1479億立方米左右，但總消費需求量則高達2407億立方米，對外依存度達到39%。且天然氣需求量仍在逐年上升，這將稱為我國社會發(fā)展和國家安全的重大隱患[3]。

為推動天然氣資源勘探開發(fā)，近年來，非常規(guī)天然氣能源的勘探開發(fā)逐漸受到重視。頁巖氣是一種重要的非常規(guī)天然氣資源，我國頁巖氣資源儲量巨大，具有重要的勘探開發(fā)潛力。

1 頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)外頁巖氣的勘探開發(fā)現(xiàn)狀

頁巖氣是以吸附態(tài)和游離態(tài)為主要狀態(tài)且主體賦存于頁巖層系中，未發(fā)生大規(guī)模長距離運移的一種非常規(guī)天然氣[4]。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣具有分布面積廣，富集厚度大的特點。美國在2000年左右，頁巖氣勘探開發(fā)尚未取得較大的突破時，美國的天然氣資源主要靠進口，至07年左右北美地區(qū)頁巖氣現(xiàn)商業(yè)開采后，美國進口天然氣量開始下降，至2014年美國基本擺脫天然氣依靠進口的局面，在2018年時美國頁巖氣產(chǎn)量達到6122.億立方米，這一改變深刻影響了世界政治經(jīng)濟格局，也使得世界各國開始重視頁巖氣的開發(fā)和利用。

根據(jù)美國能源信息署（EIA）評估，我國頁巖氣可采儲量約為36萬億立方米，位列世界第一。根據(jù)國土資源部頁巖氣資源調(diào)查研究顯示，我國頁巖氣主要分布在我國北方和西南地區(qū)，鄂爾多斯盆地和四川盆地實現(xiàn)了商業(yè)開發(fā)，2015年，我國頁巖氣產(chǎn)量約為45億立方米。

1.2 貴州頁巖氣資源研究概況

根據(jù)2011年全國頁巖氣資源潛力與有利區(qū)優(yōu)選成果，貴州省頁巖氣資源總量在全國排名第四位，發(fā)展?jié)摿薮?。目前國?nèi)主力產(chǎn)氣層下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖在黔北、黔西北有較大范圍發(fā)育，且習(xí)頁1井等頁巖氣探井揭示了龍馬溪組在貴州具有較高的含氣量。同時，黔西、黔西南地區(qū)廣泛發(fā)育的海陸過渡相頁巖層系也顯示了很高的含氣量，具有很大的資源潛力及研究價值。

貴州黔北習(xí)水丁山于2013年完鉆了以龍馬溪組為目的層系的丁頁2HF探井1口，隨后便進入試采階段且試采之后平均其產(chǎn)氣量達4.3萬m3/d。位于正安縣安場鎮(zhèn)的安頁巖氣勘查區(qū)，含頁巖氣層系的面積高達695.11平方公里。從2015年下半年開鉆，到2016年上半年完鉆的安頁一井，是該區(qū)的第一口頁巖氣勘探井，井深約2900米，該井一共有四個含氣層，分別是五峰——龍馬溪組、棲霞組、寶塔組、石牛欄組四個含氣層。2018年，安頁1井成功完成測試并使用一定的技術(shù)手段，使得大約5000居民使用上了天然氣。

1.3 盤州頁巖氣資源研究概況

盤州市地處黔西地區(qū)，龍?zhí)督M等海陸過渡相煤系地層作為煤炭產(chǎn)層已經(jīng)具有很長的開發(fā)歷史，使煤炭勘探開發(fā)經(jīng)驗及地質(zhì)資料的積累更為豐富，近年來，貴州省政府也加大了對頁巖氣資源的勘探力度，使盤州市成為貴州西部地區(qū)重點勘探地區(qū)之一。

2012年4月，貴州省建立了以頁巖氣和煤層氣研究為主的研究中心，主要研究未來社會以頁巖氣和煤層氣的開發(fā)利用等工作。項目中心經(jīng)過兩年多的研究開發(fā)，在盤縣中山區(qū)松河實施了頁巖氣、煤層氣勘探開發(fā)試驗井，取得了技術(shù)突破和成果。2013年，在六盤水境內(nèi)鉆探了貴州省內(nèi)舊司組第一口成功點火并獲得工業(yè)氣流的頁巖氣井“水頁1井”。2013-2015年，在盤州市開發(fā)目的層為龍?zhí)督M的“三氣”，共探共采的參數(shù)井9口、調(diào)查井5口，壓裂排采井9口，開發(fā)壓裂排采后，雖然單井日產(chǎn)氣量高達兩千米，但目前還并未其進行開發(fā)利用。

2 盤州頁巖氣勘探存在問題

2.1 理論基礎(chǔ)薄弱

盤州地區(qū)主要的潛質(zhì)頁巖層系為海陸過渡相，而目前全球范圍內(nèi)成功勘探開發(fā)的絕大多數(shù)潛質(zhì)頁巖層系均為海相地層，這使得盤州市地頁巖氣資源的地質(zhì)特征、富集機理與目前研究成熟的產(chǎn)氣層系區(qū)別較大，能夠借鑒的研究成果較少。

2.2 技術(shù)難度大

頁巖屬于“低孔低滲”，這種特點就使得大多數(shù)頁巖氣井必須實施壓裂改造后才可能獲得工業(yè)氣流，海陸過渡相頁巖層系黏土礦物含量高，巖層脆性低，壓裂難度遠高于海相地層。且盤州市地區(qū)屬于山地地貌，地質(zhì)條件復(fù)雜，埋深較大，開采的難度也隨之增加。

2.3 基礎(chǔ)設(shè)施落后

盤州市雖然在煤炭資源勘探開發(fā)方面有很長的歷史，但在油氣勘探開發(fā)方面的經(jīng)驗卻相對欠缺。當(dāng)?shù)毓愤\輸網(wǎng)絡(luò)、水電管道等基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋率也并不高，給當(dāng)?shù)氐纳絽^(qū)鉆探施工帶來了一定的困難。在后期，要實現(xiàn)資源利用，天然氣運輸還需要大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

3 盤州頁巖氣勘探開發(fā)建議

3.1 產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合

盤州市煤炭企業(yè)眾多，且相當(dāng)一部分處于轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵階段，頁巖氣資源研究應(yīng)與當(dāng)?shù)孛禾科髽I(yè)緊密結(jié)合，依托煤炭開發(fā)資料，充分利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，并與企業(yè)共享勘探成果。這樣的產(chǎn)學(xué)研緊密研究，既能夠高效整合現(xiàn)有資源，加快推進地區(qū)頁巖氣資源勘探進展，又能夠為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)提供轉(zhuǎn)型發(fā)展新方向和新領(lǐng)域，帶動盤州地區(qū)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，促進經(jīng)濟發(fā)展。

3.2 政策性指導(dǎo)及支持

自2009年以后，頁巖氣便被國家能源戰(zhàn)略置于了一個非常重要的位置，在頁巖氣產(chǎn)業(yè)政策（2013年底第5號通知）中也明確地指出，頁巖氣的勘探和開發(fā)應(yīng)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。第三屆中國油氣資源發(fā)展戰(zhàn)略高端研討會在2018年底的時候于北京召開并且提出，要加大對石油和天然氣的勘探開發(fā)力度，爭取實現(xiàn)油氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，要按照“東西并重，陸海并進，常非并舉”的總體思路，就是圍繞勘探開發(fā)的有利區(qū)進行開采，力爭在2020年實現(xiàn)天然氣總產(chǎn)量2000億立方米左右，其中致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣資源也成為天然氣增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。為響應(yīng)國家資源開發(fā)建議及政策，貴州省也相繼出臺一系列相關(guān)指導(dǎo)性文件，鼓勵頁巖氣資源勘探開發(fā)。目前，貴州省、六盤水市、盤州市相關(guān)政府部門大力支持頁巖氣資源研究項目，聯(lián)合區(qū)域內(nèi)外各高校，大力推動區(qū)域內(nèi)頁巖氣資源勘探和開發(fā)進程。

4 結(jié)語

頁巖氣資源的開發(fā)利用對于未來緩解貴州省能源緊張的狀況、改變現(xiàn)在貴州省以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)、提高“清潔能源”比例、緩解環(huán)境壓力，促進經(jīng)濟增長等。同時，頁巖氣資源的勘探開發(fā)有利于區(qū)域經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，為本地經(jīng)濟注入新動力，加快脫貧攻堅步伐。盤州市是目前貴州省內(nèi)最有可能實現(xiàn)頁巖氣勘探突破的區(qū)域之一，該地區(qū)具有重大的頁巖氣資源潛力。充分利用盤州地區(qū)現(xiàn)有地質(zhì)資料及煤炭開發(fā)經(jīng)驗，加強海陸過渡相頁巖氣資源富集機理研究，推動產(chǎn)學(xué)研合作，在國家和地方政府推動下，盤州地區(qū)頁巖氣資源實現(xiàn)勘探進程必將進一步加快。

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