页岩气资源开采现状与发展前景

陆松梅 何智斌

（ 云南省煤炭产品质量检测站，云南曲靖 655000）

页岩气属于非常规天燃气矿藏资源，以吸附、游离的状态存储于页岩或夹层中，具有源储共生的特点，在盆地、斜坡等地质环境中连续性聚集，实际开采周期较长、生产速率稳定、无需排水、勘探准确率较高等特点，生产周期普遍在30～50年。由于页岩气资源在我国分布范围广阔、储量大，和常规油气资源油气互为补充，具有较高的市场化、商业化开发价值，可以有效缓解小康社会快速建设时期工业产业规模化生产带来的能源紧缺问题，作为新能源支持绿色、健康、可持续经济产业的广泛建设[1]。

1.页岩气非常规能源的开发价值

美国在1921年勘探发现页岩气后，非常规能源的勘测与开发产业迈入高速发展阶段，纵观页岩气的发展历史，可以发现美国天然气市场中，页岩气占据的市场比重逐年上涨，到了2018年，页岩气已经在天燃气总量中占据了71%的比重，而美国借助页岩气开发掀起的能源产业革命，预计22年将会实现国内能源供应系统的独立。随着页岩气商业化、市场化开发进程的快速推进，越来越多的国家在建设新时期能源体系时，将重点放在页岩气工业生产方面，并取得了显著的成果。深入、综合分析页岩气的性质、构成、分布特点，可以有效为该类能源的大规模、稳定性开发提供支持。页岩气在页岩层中的存储状态以吸附、游离两种形式为主，在工业开发的过程中，需要经由人工改造后，划分具体的“甜点区”“甜点段”，才能形成稳定的天燃气开采点，因此页岩气也被称为“人工气藏”。

2.国内页岩气非常规能源分布特点

从国内当前页岩气的矿藏资源分布相关数据调查可知，我国该类资源的存储量较大，根据不同的资源评价方法、技术应用的不同，各机构对页岩气的资源分布、含量预测结果有着较大的区别。如，根据中国石油（中国石油天然气股份有限公司）最新资源评价预测结果数据现实，国内陆上页岩气具有工业开采价值的资源总量为12.85×1012m3，其中，海相页岩气可采资源量为8.82×1012m3，占比为69%；海陆过渡相页岩气可采资源量为2.37×1012m3，占比为18%；陆相页岩气可采资源量为1.66×1012m3，占比为13%。资源分布形式具有多样化、复杂性的特征，开发潜力巨大。但根据实际开采情况可知，当前我国浅海相3500m以上的资源利用率相对较高，在陆相、海相深层与过渡相领域的开发水平有待提升。其中，海相页岩主富集、高产地区主要集中在四川盆地、塔里木盆地、羌塘盆地等地区；过渡相集中在华北、南方地区；陆相分布于松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地等。在四川盆地与周边地区的海相、陆相、过渡相页岩气蕴含了6套地层，从平面上分布情况来看，具有存储结构稳定、连续性聚集、厚度大的特点。目前四川盆地及其周缘五峰组—龙马溪组海相页岩气勘探开发已取得重大突破，形成了规模化的工业生产体系[2]。

目前，我国海相页岩气的商业化、工业化开发发展形势较为迅猛，但与之相对应的，陆相、过渡相由于成藏条件、地质结构、分布形式等方面的特点，开发难度较高、工业生产价值较低。过渡相在页岩层分布以多层、分散形式为主，包含砂岩夹层，且横向结构变化大，制约了过渡相地质层页岩气的整体开发质效。通常在过渡相勘探评估报告中，甜点区的划分应综合考虑连续厚度高、气体稳定保存、埋深适中的地区。近几年，国内非常规能源体系中，过渡相区域页岩气的开发处于资源预测与勘探评估工作阶段，总体处于勘探评价阶段，在鄂尔多斯盆地位置勘测出了工业气流，预示着该区域具有广阔、稳定的建设前景。陆相页岩的连续厚度普遍较高，以生油状态为主，储集结构空间有限，且黏土矿物的总比重较高，储层岩性变化频繁、可压裂性弱，地质勘探与能源开发的实际难度较高。当前，仅在四川盆地下侏罗统和鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组陆相页岩获得了工业气流，资源前景存在较大不确定性。

3.页岩气能源开发现状

3.1 理论与技术体系不成熟

随着国际能源开发技术的突破创新，页岩气的开采量逐年上涨，从能源具体勘探情况来看，页岩气主要分布在北美、中国、拉美等地区，其中，美国对非常规能源的评估勘探与开采技术、经验更为丰富，能源产业链的建设进程相对较快，逐步形成了商业化、市场化规范体系。由于页岩气主要集中在盆地区域，因此。我国页岩气工业开发地区集中在塔里木盆地、羌塘盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、四川盆地及其周边地区。从能源实际开发形式来看，我国相关页岩气项目的地质勘测、生产开发核心技术研发时间较短、技术应用创新嫩度大，且对非常规能源的矿藏形成条件、地下分布等评估预测理论体系、实践认识不成熟。同时，幅员辽阔的土地与多样性的自然环境，使得我国矿藏开发无法直接借鉴其他国家的先进技术，对于埋藏较深、分布较广的页岩气工程，需要适用因地制宜的开采技术，页岩气能源项目的勘测与开采没有形成成熟、系统的技术体系[3]。

3.2 勘探与开采环境复杂

页岩气的实际成藏条件复杂、非均质性强、储层地质性质多变、储层致密、渗透率较低，采收率受技术、环境、设备等方面的限制，能源生产成效达不到预期。而我国相较于美国、拉美等地区的页岩气，埋藏更深，如，美国气层深度范围普遍在800m～2600m，四川盆地的气层深度范围为2000m～3500m，开采难度被进一步提升，能源生产的安全性、稳定性难以保障。与此同时，部分页岩气分布在盆地、山区等地质环境中，生产设备的运输、装设、水电管网铺设等工程建设的专业要求高、经济成本投入规模大，导致页岩气的商业化利用难度增加，且长期生产过程中，还会对周边地质环境、水环境、气候条件等造成连带性的影响，也在一定程度上阻碍了页岩气多元化、综合性开发体系的有效建设。

4.页岩气开发前景

相较于常规油气矿藏开采模式，非常规页岩气由于分布形式表现为连续性聚集、源储共生的特征，通常分布在斜坡、盆地地势的页岩层中，圈闭界限表现不明显，与常规油气储藏分布存在显著差异，勘探以“甜点”战略为主。在平面上，“甜点”勘探与开采战略是将开采价值高、油气富集的地区划分为“甜点区”；在剖面上，将具有人工改造价值的高产页岩气分布区划分为“甜点段”。在未来，随着低碳环保、可持续发展、节约型社会等建设理念的广泛普及，在非常规油气能源勘探、开发领域，人工智能、大数据、3S等技术向着更高层次的应用发展，对“甜点区”“甜点段”的开发不能直接借用北美地区的资源开采技术，还需要结合我国页岩气储层的分布特点，采用创新技术、思维与战略，打造致密气、页岩气、煤层气为一体的综合性、立体化勘探开发利用体系，积极探索超深层能源安全、高效开采方法，为页岩气的市场化、规模化开采与应用提供支持[4]。

5.页岩气工业化开发体系的优化建议

5.1 统筹规划，构建页岩气资源信息共享平台

在现代能源体系规划建设的过程中，政府部门应积极发挥主导作用，统筹规划，深化与能源企业的沟通协调，建立完善的地质勘测、开发信息档案机制。同时，打造网络信息共享平台，实现资料的高效利用共享，为页岩气能源的实际开发提供完整、可靠的信息支持。在页岩气资源计算与评估领域，积极运用现代大数据、3S、人工智能等技术，提升资源评估结果的准确性，合理规划页岩气高产富集区。在核心技术研发领域，设置专项财政支持投资项目，将页岩气分布勘探、生产技术作为重点，鼓励国内企业、科研院所、大学等研究机构通过技术交流、联合研究、国际合作等方式攻关页岩气勘探开发核心技术，加快国内页岩气领域专业地质理论与实践体系的建设，为我国现代能源发展大格局的建设奠定基础[5]。

5.2 完善页岩气能源生产产业链

为全面建设非常规能源商业化、工业化开发与供应体系，需要相关管理部门与科研、能源企业单位积极探索能源勘探与生产集成技术与设备的制造情况，紧跟国际能源市场发展形式，合理借鉴先进勘探、开采技术，集中优势，打造符合国内绿色能源体系建设要求的产业链，深度整合页岩气产业、技术、市场、政策等方面的优势资源，切实落实能源安全保障战略，推进我国能源消费与市场供需结构的优化升级。

5.3 贯彻绿色环保、可持续发展的能源开发原则

2020年联合国大会上国家主席习近平提出了“3060碳达峰、碳中和”的能源发展战略，并将其写入到“十四五”规划中，为我国清洁、绿色能源产业的现代化发展指明了方向。在页岩气能源开发项目中，建议从国家层面统筹生态保护红线等敏感区与非常规天然气井场、管网等用地，针对非常规天然气井产量大的情况，相关生产单位可以在深入研究地形、地质等开采环境条件的基础上，打造一个平台，多口开发井进行共用，控制井场用地占地面积，协调页岩气生产效益、环境效益之间的关系，从而推动非常规页岩气的稳定、快速生产，全方位、多层次的保障我国能源开发现代化战略与双碳目标的有效落实。

5.4 建立健全非常规能源市场监管机制

近年来，我国在页岩气储藏勘探、生产开发领域投入了大量的人力、物力，在技术攻关、商业化发展方面取得了巨大的突破，但随之而来的，非常规能源的大规模开发，也对环境治理、核心技术研发、能源市场等领域的发展产生了连带影响。为有效维护能源产业的发展秩序、控制页岩气工业开发的各种风险，需要相关部门逐步强化页岩气探测、生产、供应环节的管理，构建覆盖非常规能源开发全过程的监管机制，明确能源企业获取、转让页岩气矿权的手续与要求，严格审核勘探开发关联企业的资质。通过统一性、规范性的行业规范与法律规范，对能源企业的生产、经营模式进行约束，为页岩气的高效化、稳定性开发提供制度保障。

6.结论

页岩气作为非常规油气资源，以其经济性、环保性、清洁性的优势，在国际能源市场占据了重要的位置。在双碳战略全面实行形势下，为有效提升页岩气的整体开发质量与效率，缓解能源供应紧张的问题，政府部门与相关能源企业应全面、深入梳理国内陆相、海相、过渡相页岩气的分布形式、开采特点、勘探与生产技术应用现状，结合专业机构资源预测与评估数据，做好能源开采战略规划，加强技术攻关，贯彻生态效益与经济效益平衡、可持续发展的建设原则，积极探索符合我国现代能源生产需求的页岩气工业化开发路径。