□ 本報記者 束洪福

　　頁巖氣是一種清潔、高效的能源資源。以中國石油勘探開發研究院為主，聯合中國石油西南油氣田分公司、浙江油田分公司、西南石油大學共同承擔的“中國海相頁巖氣形成富集條件研究、勘探評價技術及應用”項目，經過科技人員5年的不懈攻關，形成了一系列具有國際領先水準的重大創新性成果和關鍵性技術突破，並初步獲得了産業化應用，這對我國頁巖氣地質理論建立和勘探開發實踐具有里程碑意義。無疑，該成果榮獲2013年度中國石油和化工自動化行業科技進步一等獎，由此誕生了我國開展頁巖氣地質評價與勘探開發先導試驗以來，迄今獲得的第一個國家層面的頁巖氣科技進步大獎。

　　項目主要完成人：鄒才能，陳更生，董大忠，李建忠，王玉滿，王社教，李登華，李新景，蔚遠江，梁興，黃金亮，呂宗剛，王蘭生，王世謙，蔣裕強等。

　　曾經歷熱捧、質疑甚至被判定為“陰謀論”的頁巖氣，因2000年的北美“頁巖氣革命”推動了全球非常規油氣獲得戰略性突破，並成為當今最熱的天然氣勘探開發領域。北美産氣頁巖為泥盆係、石炭係和二疊係海相頁巖。而中國海相頁巖氣資源豐富，華北、南方、塔裏木和青藏等構造穩定地區大量發育了保存較好的古生界海相頁巖。保守估計，僅四川盆地下寒武統筇竹寺組和下志留統龍馬溪組的海相頁巖技術可採資源量就達5萬億立方米，與該盆地的常規天然氣資源相當，是我國最為現實的頁巖氣勘探開發領域，勘探潛力巨大。

　　項目團隊調研認為，與北美頁巖氣相比，我國海相頁巖由於埋藏較深、地表條件與頁巖熱演化史複雜、頁巖分佈層位和構造運動多、勘探研究程度低等，面臨海相富有機質頁巖發育特徵與展布規律、海相頁巖氣形成及富集機理與主控因素、儲層表徵方法與評價技術、頁巖氣資源評價規範標準與評價技術和資源分佈、有利區分佈預測及優選評價技術和有利勘探目標和區帶評價優選等五大關鍵技術問題亟待建立和發展。自2008年以來，研究團隊依託頁巖氣國家專項等多項重大課題，跑遍川、渝、陜、滇、黔、桂、湘、鄂等十省市，風餐露宿五春秋，調查測量野外剖面60條近百公里，鑽獲岩芯萬餘米，鑽井分析300口進尺萬餘米，採集樣品數萬件、近五噸重，分析測試30余項萬餘塊次，通過大量實物工作量和紮實的基礎研究，創新形成了一套如下所述具中國特色的海相頁巖氣形成富集地質理論、勘探評價方法與技術：

　　 1. 揭示了中國海相頁巖氣形成地質條件與富集機理，豐富了我國非常規天然氣地質理論，為海相頁巖氣勘探評價提供了理論基礎。項目研究指出中國南方古生界下寒武統筇竹寺組（牛蹄塘組等相當層位）和上奧陶統五峰組-下志留統龍馬溪組頁巖地層主要沉積于濱岸體系與陸棚體系（局限淺海）中，總有機碳含量高（TOC>2%）的海相頁巖分佈面積佔頁巖總面積的71%—87%，鏡質體反射率Ro>1.1%，發育天然（微）裂縫和基質孔隙，其中有機質熱演化過程中所形成的有機質奈米級孔隙是海相頁巖氣賦存與富集的重要空間。明確半深水-深水陸棚相是海相富有機質頁巖形成的主要環境，硅質頁巖、鈣質頁巖為優質儲層的主要岩石類型，連續厚度大、有機質奈米孔隙發育、地層超壓、處於有效生氣窗為頁巖氣富集重要條件。這為我國頁巖氣勘探評價提供了理論基礎，明確提出了海相頁巖氣為我國頁巖氣勘探優先發展領域，增加了天然氣資源新類型和新領域。

　　2. 創立了中國海相頁巖氣地質評價技術，有效指導和成功實現了我國海相頁巖氣有利區/層段的選擇和地質評價。針對南方海相頁巖發育層係多、分佈面積廣，勘探程度低、鑽井少，露頭豐富、頁巖地層出露完整等特點，創新了海相頁巖氣地質研究方法與流程、富有機質頁巖層段識別與評價方法、野外地質調查方法與技術、頁巖岩相與沉積微相識別與表徵方法，制定了《頁巖氣地質評價方法》國家標準，運用伽馬能譜儀、元素捕獲儀、探地雷達及陸地鐳射三維全資訊掃描器等數字化新方法建立了長寧雙河、綦江-觀音橋和華鎣溪口等首批海相頁巖地層數字化標準剖面，鑽探了我國第一口頁巖氣地質評價淺井—長芯1井，首次確定了淺水陸棚、半深水陸棚、深水陸棚三種沉積環境海相富有機質頁巖岩相與沉積微相，指出有利岩相組合與富有機質頁巖集中段的分佈範圍和有利區/層段優選標準，有效指導並成功實現了長寧、威遠等區帶的頁巖氣鑽井卡層和取芯、先導試驗區壓裂層段的選擇和資源量估算。

　　 3. 研發形成了中國海相頁巖儲層表徵與評價技術，為研究我國頁巖氣成藏機理、儲層預測、富集區優選及資源量計算提供了重要手段和依據。首次將陰極發光、氬離子拋光、高解析度場發射掃描電子顯微鏡（BSEM）、聚焦離子束（FIB）、奈米CT、核磁共振、氣體等溫吸附等多種測試手段組合應用，建立了海相頁巖儲層實驗測試技術、頁巖儲層表徵方法與評價技術。在國內首次發現南方古生界高成熟海相頁巖發育大量有機質奈米孔隙，劃分出粒間孔、粒內孔、晶間孔、有機質孔等多種孔隙類型，有機質奈米孔隙對頁巖儲層孔隙度貢獻達12%—30%，是頁巖儲層孔隙重要的有效儲集空間，有機質熱演化是該類孔隙形成的主要控制因素。確定了中國高-過成熟海相頁巖氣儲層評價參數與標準。這為揭示頁巖氣成藏機理、準確評價頁巖氣儲層、預測優質頁巖儲層分佈、尋找頁巖氣富集核心區帶、評價頁巖氣資源潛力提供了理論依據，具有重要實踐意義。

　　 4. 創建了中國海相頁巖氣資源評價技術流程、方法與參數體系，完善和發展了我國油氣資源評價技術系列，增加了非常規天然氣資源。項目通過北美頁巖氣資源評價技術（方法）系統解剖，採用動、靜態結合法，建立了中國海相頁巖氣資源評價流程和成因法、容積法、類比法、EUR法、含氣量法5種資源評價方法，確定了參數體系、取值方法、評價標準與技術規範。重點評價了我國海相頁巖氣資源潛力、有利區帶分佈與規模，建立了中國海相頁巖氣資源評價基礎數據庫，採用多種方法估算中國海相頁巖氣可採資源量8.8萬億立方米。明確了我國海相頁巖氣發展前景，指出上揚子地區以寒武係筇竹寺組和志留係龍馬溪組為主的海相頁巖氣資源豐度高、含氣量大，是最現實的頁巖氣突破區。

　　 5. 創立了中國海相頁巖氣選區評價技術，助推了我國海相頁巖氣的勘探突破和非常規天然氣的發展。剖析北美頁巖氣有利區、核心區地質條件與關鍵要素，創立形成了我國海相頁巖氣“四圖一表”選區評價新技術，建立了以頁巖脆性礦物、黏土礦物、有機碳、成熟度、物性和有效厚度等為重點的有利區、核心區評價關鍵參數體系和評價標準，優選了川南、黔北、渝東—湘鄂西等海相頁巖氣富集有利區，建立了威遠—長寧和昭通等首批頁巖氣勘探開發工業化示範區、富順—永川國際合作區及井位建議。突破了傳統常規油氣區帶與目標評價模式，推動我國首口頁巖氣探井威201井獲得高産氣流，實現了中國頁巖氣的首次工業化突破，指導了中國南方海相頁巖氣的勘探開發。

　　總之，該項目理論與技術達到了國際先進水準，在複雜地區頁巖氣富集條件和評價技術方法等方面處於國際領先水準，相關研究成果創造了數個國內首次：首口頁巖氣地質評價淺井（長芯1）、首批頁巖地層數字化露頭標準剖面、首批頁巖氣礦權區、首次發現頁巖奈米孔隙、首口頁巖氣突破井（威201）、首批頁巖氣示範區（長寧—威遠、昭通）、首個頁巖氣地質評價國家標準，豐富了非常規油氣富集理論，增加了天然氣資源和勘探新領域，對頁巖氣儲層表徵、富集區優選、資源量估算等具有非常重要的作用。研究團隊應用該項目的研究認識和資料成果，出版專著3部，發表論文101篇，其中重要論文37篇，SCI和EI收錄10篇；制定國家標準1件、行業標準6件，已授權實用新型專利1件，申請受理技術發明專利1件、實用新型專利7件。

　　項目成果在頁巖氣勘探開發實踐中發揮了重要作用，推廣應用見到了良好效果。長寧—威遠、昭通國家級示範區、富順—永川國際合作區的頁巖氣勘探開發均取得重大突破，2009—2012年，鑽探的威201、寧201等130口頁巖氣井，壓裂獲工業氣流1.0—43.0萬方/日，累計産氣2.1億方，5年累計獲得經濟效益5億多元，社會效益也十分顯著。該研究成果和相關勘探評價技術也在國家頁巖氣發展戰略、規劃編制中得到廣泛應用，對保障我國天然氣安全供給具有重要的理論與現實意義。