有机质页岩微观特征评价技术国际标准化研究

卢亚亚

摘 要：在全球“双碳”背景下，有机质页岩微观特征评价技术作为非常规清洁能源——页岩气的勘探开发关键技术之一，有效解决了“找对”“钻准”“压好”探点的世界性难题，为区块高产稳产奠定重要基础。在技术成熟度高、国内外无相关标准的前提下，顺利开展了《有机质页岩微观特征评价规范》国际标准的立项工作和国际标准化研究工作，是页岩气国际标准“走出去”战略的重要一步，为提升中石油乃至中国在国际标准化研究领域的国际影响力奠定重要基础。

关键词：双碳，页岩气，微观特征，评价规范，国际标准化

页岩气作为全球能源结构变革中的“过渡能源”，越来越受到各国政府的青睐，各国能源公司在页岩气勘探开发领域投入大量人力财力，科技研发水平大幅提升。近10年来，我国页岩气勘探开发进入快速发展阶段。国家能源局公布的数据显示，2022年我国页岩气产量达到240亿立方米，较2018年增加120%。目前，我国已实现了中浅层页岩气的高效规模开发，在四川盆地发现并探明了涪陵、威远、长宁、太阳4个大型页岩气田，形成了年产300亿立方米的产能规模，成为我国页岩气产量的主阵地。截至2021年底，我国页岩气累计探明地质储量超2.75万亿立方米，探明率不足3%，页岩气勘探开发大有可为[1]。有机质页岩微观特征评价是页岩气勘探开发中一项尤为重要的基础性地质研究工作，对页岩气甜点优选、开发选层、指导钻井和压裂等多个环节都起到了至关重要的作用。

标准是经济活动和社会发展的技术支撑，是国家基础性制度的重要方面。标准影响经济活动的研发支出、生产和市场渗透等多个方面，对推动创新、提高生产率和调整市场结构具有重要影响[2]。制定国际化、标准化的有机质页岩微观特征评价规范，对推动中石油海外工程和合作项目的优质运行具有重要意义，也对提升中石油页岩气地质研究技术领域的国际话语权意义重大。

1 有机质页岩微观特征评价技术简介

有机质页岩微观特征评价技术是指从矿物组分层面开展的有机质页岩甜点评价，主要包括划分页岩笔石带、建立等时地层格架、划分页岩岩相和页岩气甜点评价等工作，其中甜点评价包括7项主要技术参数及参数指标范围（如图1所示）。依托国家科技重大专项《四川盆地及周缘页岩气形成富集条件、选区评价技术与应用》（201705035-004），有机质页岩微观特征评价技术首次系统建立了以“元素分析+相分析”为基础的有机质页岩评价体系，突破了有机质页岩地质工程甜点认识不统一的技术瓶颈，解决了等时地层格架下目标甜点优选的技术难题。首次建立了地质+钻井+压裂的页岩气开发技术融合应用体系，提升了地质工程一体化技术应用效果，解决了“找对”“钻准”“压好”甜点的世界性难题，是一项新颖性和创造性极高的优势技术。

2015年以来，该技术在四川威远区块、浙江昭通、黄金坝和紫金坝区块、荆門区块等得到了规模化应用。其中，长城威远区块页岩气水平井甜点钻遇率由75%提高到96%以上，平均单井测试产量由8万方/天提高至20万方/天以上，已建成了十余个日产超百万方平台。此外，该技术已在加拿大等国家的中石油海外工程和合作项目中成功推广应用，应用前景广阔。技术成果获中国石油集团公司专利金奖1项，中国地球物理科学技术科技进步二等奖1项，中国石油和化工自动化应用协会科技进步二等奖1项，中国石油和化学工业联合会科技进步三等奖1项。申请发明专利5件，出版页岩气专著2部，发表论文10余篇。

2 有机质页岩微观特征评价国际标准立项研究

2.1 有机质页岩微观特征评价技术标准化需求

标准作为国际交往的技术语言和国际贸易的技术依据，在保障产品质量、提高市场信任度、促进商品流通、维护公平竞争等方面发挥了重要作用。标准化可以提高技术生命周期内的效率，也可以通过抑制对创造下一个周期的技术创新的投资，将现有的生命周期延长到过渡的程度。2021年10月，党中央、国务院印发《国家标准化发展纲要》，明确提出国家应用类的科技成果要有50%转化为标准。如何建立科技成果和标准化的互动，推动更多科技成果转化为标准，是目前比较迫切的问题[3]。

有机质页岩微观特征评价是页岩气勘探开发中一项尤为重要的基础性地质研究工作，对页岩气甜点优选、开发选层、指导钻井和压裂等多个环节都起到了至关重要的作用。制定国际化、标准化的有机质页岩微观特征评价规范，对推动中石油海外工程和合作项目的优质运行具有重要意义，也对提升中石油页岩气地质研究技术领域的国际话语权意义重大。目前，国际上还未形成从矿物组分层面开展有机质页岩甜点评价的统一有效的标准或规范，供区块实际开发过程中借鉴。因此，迫切需要在页岩气开发领域制定一项标准化高的、可操作性强的有机质页岩微观特征评价规范。有机质页岩微观特征评价技术在成熟度、先进性、适用性和国内外技术认可度等方面均较强，是一项具备国际标准化条件的优势技术。

2.2 有机质页岩微观特征评价标准对标

目前，国际上没有相关国际标准。国内现有相关标准，如：GB/T 31483-2015《页岩气地质评价方法》，均用宏观指标（如：TOC、孔隙度等）评价有机质页岩，不能有效表征页岩甜点在纵向和平面上的差异。本标准拟开展不同岩相岩性、物性、含气性、电性、地化特性和脆性等“七性”评价，明确储层微观特征，进而从矿物组分层面开展有机质页岩甜点评价。

3 有机质页岩微观特征评价国际标准

3.1 有机质页岩微观特征评价技术领域国际标准化组织

我国天然气工业发展从“常规”迈向“非常规”，页岩气、煤层气等领域的国际标准化工作需要投入更多精力。围绕国家“双碳”目标以及中石油“三步走”绿色能源发展规划，在新能源领域部署技术研发、标准研制与产业推广，培养更多具有国际视野的标准化人才，持续提升国际影响力[4]。

本国际标准依托ISO/TC 193/SC 3工作组开展相关工作。天然气上游分委会（ISO/TC 193/SC 3）成立于2000年，是国际标准化组织天然气技术委员会（ISO/TC 193）下属的一个分委会，主要从事天然气上游领域的有关分配、测量、湿气和水合物管理的标准化工作。致力于在中国和ISO之间搭建起良性、互通、友好的交流平台，进一步推动天然气上游领域质量和测量技术的发展，促使中国全方位、多层次参与到标准化工作中，推动国际国内标准一体化[5，6]。该分委会国内技术归口于中国石油西南油气田分公司天然气研究院。天然气研究院作为中石油高精尖科研院所之一，充分利用承担ISO/TC 193国内技术对口单位的国际平台和国际标准研制经验，积极致力于提升中国天然气分配测量、硫化氢测定、非常规天然气分析测试等专业的技术实力，推动国内天然气标准走向国际。

2022年5月，《天然气-上游领域-滑溜水降阻性能测试方法》国际标准新工作项目作为国际社会提出的第一项涉及页岩气勘探、开发的国际标准项目，顺利通过认定，标志着我国页岩气技术标准国际化迈出第一步[7]。在《有机质页岩微观特征评价规范》国际标准的制定过程中，将充分借鉴此标准立项的成功经验，借助相关平台，进一步加强与国际同行的沟通，为国际社会在页岩气等非常规储层的勘探开发利用贡献中国标准的力量。目前，《有机质页岩微观特征评价规范》国际标准必要性较强，前期基础夯实，人力资源基础坚实，对口组织明确，技术路线清晰，前期进展顺利，顺利通过勘探与生产专业标准化技术委员会审定，已入选中国石油集团2023年国际标准培育计划项目。

3.2 标准应用效果和市场前景

该国际标准的成功制定，将使中石油参与更多的全球非常规油气勘探开发工作，扩大中国公司在国际页岩油气服务方面的市场占有份额。同时，对于展现中国在页岩气评价领域的技术实力，深化中国乃至国际页岩气勘探开发评价方法与技术，具有极大的促进作用。同时，该国际标准可以显著加快页岩气产能建设步伐，助推节能减排和能源结构转型升级，为实现“碳达峰碳中和”目标做出贡献，为拉动当地产业经济发展和培育非常规油气开发事业的人才队伍提供助力，具有显著的经济效益和社会效益。

同时，作为一种基础型标准，本标准中基于元素分析的页岩地层评价方法、有机质页岩相模式建立方法等核心方法技术不仅对页岩油气勘探开发具有重要作用，还可用于致密气、煤层气等其他类型常规、非常规油气勘探开发，以及用于确定矿源、古生物断代和地质水文勘测等多个领域，市场前景十分广阔。

3.3 国际标准运行保障措施

3.3.1 “技术－专利－标准”三者有机结合

明确“研发技术，申请专利，制定标准”三者有机结合的标准培育模式，积极推进“技术专利化、专利标准化、标准国际化”，充分发挥有机体的整体效能。同时，实施专利与标准融合战略，让拥有核心专利技术的企业将专利技术成功地与标准相结合，让专利借用标准的“外衣”，克服了自身适用范围的不足，达到自身价值最大化的同时，以方便其他企业对该标准的使用。

3.3.2 深入分析标准形势，启动标准导航工作

贯彻落实国家标准化发展战略，以有机质页岩微观特征评价技术为试点，聘请外部专业机构开展该领域国际标准的宏观趋势分析、申请人态势、技术来源、全球布局和关键问题的解决方案。重点关注斯伦贝谢、贝克休斯等典型头部企业的技术发展路线和趋势，在充分了解竞争对手技术进展和该領域技术部署的基础上，进行技术分解和标准分析，确定布局策略和方向，保证国际标准顺利实施。

3.3.3 加强标准知识培训，提高国际标准化研究能力

举办“国际标准化能力提升培训”系列活动，开展国际标准化知识的培训，包括国际标准化组织概况、我国国际标准化工作管理要求、国际标准制修订程序、国际标准化工作原则和良好实践、国家采用国际标准情况概述、担任国际标准注册专家、召集人和主席要求、国际标准起草指南等内容，为培养和造就一支“懂专业、懂规则、懂外语”的复合型国际标准化人才队伍提供有力支撑，更好地服务页岩油气创新发展。

3.3.4 加强国际化组织交流，提升国际标准影响力

近年来，中国与欧洲标准组织、巴基斯坦、法国、新加坡等9个与会区域标准组织和国家标准化机构签署双多边合作文件，进一步拓展了合作渠道。与一批共建“一带一路”国家持续开展标准信息交换合作，推动标准互换互认，提高我国与国际国外标准的一致化水平，促进国家间标准体系兼容。同时，积极开展国际标准化组织年会宣讲，参加标准化大会，与IEC、ISO等国际标准组织官员、国内外开展标准化教育的院校和培训机构等围绕标准化教育和人才培训培养连续进行专题研讨，不断交流标准化教材、培养模式等先进经验。

4 结论与建议

4.1 结论

我国天然气工业发展从“常规”迈向“非常规”，作为页岩气开发关键技术之一的有机质页岩微观特征评价技术有效解决了“找对”“钻准”“压好”甜点的世界性难题，为区块高产稳产奠定重要基础。在国际标准形势分析和导航工作基础上，通过实施专利与标准融合战略，实现“技术专利化、专利标准化、标准国际化”，结合标准知识培训和国际化组织交流合作，显著提升有机质页岩微观特征评价技术的国际标准化研究水平。研究成果为《有机质页岩微观特征评价规范》编制工作的顺利推进奠定基础，也将有力提升中石油乃至中国在国际标准化研究领域的国际影响力。

4.2 建议

建议国际标准化组织的国内对口单位积极搭建标准“走出去”的绿色通道，指导国际标准化组织年会宣讲事宜，推荐参加AAPG年会等国际化大型会议，以便标准编制部门积极宣讲推介技术实力和国际标准化能力，为国际标准的顺利落地保驾护航。

参考文献

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常宏岗，罗勤，周理，等．中国天然气产品及分析测试技术标准体系的建设和展望[J]．天然气工业，2012，32（5）：66-69．

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我国页岩气技术标准国际化迈出重要一步[J].河南科技，2021，40（20）：2.