漫话页岩气及其勘探开发（11）
胡经国
江西首口页岩气参数井终孔10月9日，由江西省地矿局地质大队负责施工的江西省页岩气资源调查首口参数井修页1井钻探顺利终孔深度为447.35米，岩芯采取率98％，各项技术指标均达到了地质要求，有关地质数据分析正在加紧进行中。该孔是专门为解决赣西北地区下古生界页岩气资源评价而设计的调查参数钻井。
据悉，此类井位置论证要求严格，需要通过现场解吸、等温吸附、测井和样品测试等方法，获得目的层下寒武统观音堂组和王音铺组富有机质页岩的含气性参数和页岩气评价的关键参数，为赣西北地区下一步页岩气勘探开发工作提供依据。项目主要任务是：现场解吸10样次，测井1井次，样品分析100样次，获得下寒武统观音堂组和王音铺组富有机质页岩的含气性参数和页岩气评价的各类参数。该孔的顺利施工，拉开了江西省页岩气勘探的序幕。聚焦江西省首个页岩气区块3月22日，江西省首个页岩气探矿权区块赣西北修武盆地区块正式开工勘查，下半年将施工探井，争取年底实现点火试气。
江西省煤田地质局党委书记黄登龙充满信心地说：“过不了多久，页岩气将在‘缺煤、少气、无油’的江西省‘登堂入室’，正式走进人们的生活。”修武区块页岩气估算资源量3000亿立方米年1月，国土资源部公布第二轮页岩气探矿权招标结果，江西省煤田地质局的合作企业江西天然气控股有限公司中标江西省修武盆地页岩气区块。引领“能源革命”的页岩气即将来了，占据江西页岩气一席的修武区块无疑成为焦点。
黄登龙说：“修武区块是全国20个区块之一。具体位置为修水到武宁，靠修水一侧勘探开发的面积598平方公里，分布的范围有10多个乡镇有3000多亿立方米页岩气的资源量。”作为目前江西省唯一具有气体勘查甲级资质的单位，去年该局就与中国矿业大学共同开展全省页岩气资源调查评价工作，并组织技术人员选择页岩发育较好的赣东北、赣西北、赣西、赣南为主要调查区，调查了诸多野外露头。
调查分析表明，赣西北早寒武系地层总有机质含炭量大约2%～10%；而且分布范围广、厚度大，分布面积达3400平方公里，厚度大于100米；富含脆性矿物，易于压裂，岩石裂缝、微孔隙和微裂隙非常发育，可以吸附和储存大量气体，保存条件较好埋深适中具备页岩气成藏条件的基本要求。
“根据估算，省页岩气的资源量5万亿立方米，资源潜力可观。勘探分三年实施明年是“重头戏”
“中标只是一个全新的开始，接下来进入实质性勘查开发阶段。”黄登龙说，取得探矿权后，省天然气控股有限公司和省煤田地质局共同退出登录成立江西省页岩气有限公司，探矿权转入新公司使用。根据项目实施方案，《江西修武盆地页岩气区块勘探项目》首期勘查设计施工11口井，预算投入勘查经费4.3亿元。
据介绍，整个勘探工期分三年实施。第一年将投入6000多万元，完成15万的地质图修测、4口资料井施工、实测地质剖面及二维地震施工项目这些工作本月都要开工。资料井是为了获得赣西北区块富有机质页岩含气性等关键参数而部署的，是编制页岩气开发方案所需要的资料而钻的取芯井，1000米左右。年8月份左右，就要开工江西省页岩气的第一口探井，争取年年底点火试井。
黄登龙表示，明年是重头戏，主要任务实施三维地震，这是为选择探井和试采井做准备的。明年同时开工34口水平井试采这个年度工程将投入两亿多元。后年进入实质开发阶段，投入的资金量1亿多元。力争后年出气，打成华东地区第一口页岩气井。核心技术寻求国外战略合作单位
页岩气是蕴藏在页岩层中的天然气由于页岩气蕴藏在页岩的细微裂隙中，渗透率低，开采难度较大，在国页岩气还处于起步阶段。水平钻井技术和压裂技术是最核心的技术，目前仅美国等少数国家掌握。与美国相比，国在资源评价和水平井、压裂增产开发技术等方面，尚未形成页岩气勘探开发的核心技术体系。
“从技术和成本角度分析，页岩气的勘探开发大致涉及勘探、钻井、压裂作业和采气等4个主要阶段。我们积极寻求与国内大型企业、省内国有企业等愿意承担风险的大型企业合作，共同勘查开发页岩气。”黄登龙说，目前有香港陆海天然气公司、央企神华集团等大型公司有意向和我们合作，都想在江西页岩气勘探开发领域分得第一桶金。
“修武盆地区块页岩气探矿权项目，引得拥有丰富页岩油气开发经验的美国公司也将注意力投向这个市场我们与美国哈里伯顿公司签订了一项意向性的合作协议。”黄登龙表示。
“跟美国公司合作，主要是利用他们成熟的页岩气开采压裂技术。”黄登龙说，页岩气严格意义上属于非常规天然气，以游离状态和吸附状态存在于页岩层里，资源规模非常可观国资源量仅次于美国。
当前，国页岩气勘查、开采尚处于起步阶段，页岩气勘探开发初期风险大、成本高。目前，国家层面的优惠政策规定，对页岩气开采补贴0.4元/立方米，依法减免页岩气矿业权使用费和矿产资源补偿费。而江西在此基础上还减免了进口设备进口税、增值税，并明确要求页岩气开发和配套设施建设用地可优先审批。“江西这次率先出台页岩气规划并提出系列保障措施，显示了省政府大力发展页岩气的决心和力度。”
为了扶持页岩气勘探开发，江西省也出台多项政策，每年拿出30005000万元，用于页岩气勘探开发。中标区块可以申请中央有关页岩气的调查评价费用。“十二五”末将实现天然气管网全覆盖
黄登龙介绍，江西省去年消耗煤炭达6500多万吨，其中自产只有2700万吨，60%需要引进。如果江西页岩气开发成功，就会改变全省能源结构。
据了解，江西省民用燃料的需求量大，能源利用方式从以煤炭为主向以天然气为主转变。目前全省天然气管网，各设市区已经铺设天然气管道1000多公里。“十二五”末将实现天然气管网全面覆盖11个设市区及100个县（市、区），确保天然气利用最大化。
“随着全省天然气管网建设的铺开和完善，勘探开发出来的页岩气可以直接输入天然气管网系统，输送至全省各单位和千家万户，满足工业及民用能源需求。”黄登龙说。
页岩气开采成功，将如何运用？“使用煤炭和油气能源的地方将部分或逐步被天然气、页岩气取代，包括工业、供电、供暖、做饭等……”黄登龙说，展望未来，页岩气将会非常贴近生活。“在页岩气开发利用日益得到国家和市场关注的大背景下，江西页岩气开发利用必将大有作为。”“页岩气华东第一井”设计孔深1500米中国矿业报月日，江西省地矿局召开了页岩气勘查工作推进会，确定“华东第一井”首钻施工地点为武宁县清江乡，设计孔深1500米，计划6月左右开钻。至此，号称“页岩气华东第一井”的江西页岩气钻探点火井进入开钻倒计时。
两年前，江西省地矿局着手进行页岩气的研究工作，并做了大量的基础地质调查，取得了丰硕的成果。但是，页岩气是一种非常规天然气资源，勘查工作难度较大，此前在江西甚至华东都无先例。因此，江西省地矿局自去年10月“赣页一井”施工设计顺利通过国家级评审后，一直未敢轻易开钻。“赣页一井”是中国地调局确定的全国页岩气资源调查评价与勘查示范试点项目的第一井，也是华东地区第一口页岩气点火井，对今后华东页岩气开发影响巨大。
为了选好这关键的第一口井的位置，按照中国地调局的安排，江西省地矿局在江西萍乐坳陷区和修武盆地先后布置了两口先导井，通过先导井来判断最佳的点火井位置。为此，去年年底和今年年初，江西省地矿局页岩气调查研究院先后施工了修水“修页一井”和丰城“丰页一井”。在“丰页一井”施工过程中，江西省页岩气调查研究院发挥技术优势，与中南大学何继善院士的科研团队合作，采用“广域电磁法”了解拟选区的深部地质构造，最终将丰城市湖塘镇定为施工地点，设计钻井深度为1000米。这是江西省第一口超千米的页岩气井该井的顺利实施对最终确定“页岩气华东第一井”的点火井施工地点起了关键的作用。根据先导井的分析，“华东第一井”理想的出气地点最终选在武宁县。“页岩气华东第一井”开钻后的主要工作是摸清该区域页岩气的“家底”如果施工顺利该井最快今年年底就能出气。
巧合的是，“华东第一井”最终确定的施工地点，与此前由国土资源部招标、江西省天然气公司中标的江西第一块页岩气勘探区块不谋而合。去年，国土资源部油气中心将江西修武盆地区块作为江西第一块页岩气勘探区块面向社会招标，由江西煤田地质局和江西省天然气公司联合中标。但是，由于缺乏基础地质数据，中标企业一直未敢进行实质性钻探。此次“华东第一井”最终确定的施工地点武宁县清江乡，与中标的江西第一块页岩气勘探区块相距不到20千米，在勘探工作上几乎是重合。江西省地矿局的“页岩气华东第一井”施工后一旦点火成功，不但给中标企业吃下定心丸，还将为后者进行商业勘探提供重要的基础地质数据。湖南省页岩气开发迈出实质性步伐7月22日，页岩气开发迈出实质性一步，湖南华晟能源投资发展有限公司在长沙成立这是由省政府打造的首个省内页岩气开发主平台，它由华菱集团、湘煤集团、湖南发展集团共同组建。常务副省长于来山要求加强对页岩气这一战略性资源的主导权和控制力，实现本省对页岩气资源收益的分享。
页岩气是一种清洁、高效的非常规天然气资源，也是国满足能源需求增长，增加能源自给，改造能源结构的战略性资源。据勘探，省页岩气可采资源量达1.52万亿立方米，占全国储藏量的10%以上。
为实现省页岩气资源有序开发和页岩气产业健康发展，省政府要求华菱集团牵头，整合省内资源和能力，组建湖南省页岩气投资开发平台公司，参与页岩气区块探矿权招投标及勘探开发工作。
于来山要求，全省各级各部门都要全力支持华晟能源，通过省内这一平台公司的运作，加强对页岩气这一战略性资源的主导权和控制力，实现本省对页岩气资源收益的分享。省国土资源厅要为华晟能源获取省内页岩气资源提升必要支持，以满足华晟能源页岩气产业发展的资源保障；省发改委要尽快制定我省页岩气产业发展规划和产业政策，以实现湖南一次性能源产销基本平衡和页岩气资源的可持续开发；省财政厅要加大对省内页岩气资源调配评价、基础研究和技术研发的政府资助力度，支持华晟能源与省内地勘单位共同开展省内页岩气资源调查与评价工作；省地勘局、省煤田局等省内地勘单位要充分利用自身优势，积极跟踪和研发页岩气产业技术，支持华晟能源做好页岩气区块探矿权投标文件准备工作。湖南页岩气资源量7万亿立方米经初步估算，省页岩气地质资源量达7万亿立方米。这一振奋人心的结果，是湖南煤炭地质勘查院经过1年多勘探研究得出的。
由省科技厅组织的《湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价》项目评审会8月25日在长沙举行。中国工程院院士康玉柱等一批专家，对该项目成果进行了鉴定。专家认为，该成果达到了国内领先水平，部分成果达到了国际先进水平，对湖南页岩气下一步勘探和开发具有重要的指导意义。
“湖南是第一个‘吃螃蟹’的。”中南大学油气研究所所长郭建华教授指出，目前，国内还没有一个省份对其境内的页岩气含气层系、成藏条件、储量水平等作出如此细致的评价。
这一创新性研究成果，明确提出了省境内页岩气烃源岩及含气层系，总结了页岩气层次的分布特点。目前，省页岩气资源主要分布在湘西北，初步估算为4.81万亿立方米，占全省总资源量的近7成；其次是湘中，资源量为1.25多万亿立方米；湘东南资源量近1万亿立方米。
通过对页岩气成藏地质条件研究，省境内3个有利勘探区块首次“浮出水面”，分别位于涟源、桑植、石门。
日前，湖南煤炭地质勘查院的主管单位湖南省煤田地质局，已与华电集团、华晟能源投资发展有限公司，合资组建湖南省页岩气开发有限公司，主要开展页岩气勘查、开发、利用及管网建设等。据湖南省煤田地质局局长林中湘介绍，下一步该局将尽快完成《湖南省页岩气资源调查评价》，制定页岩气勘查规划；在已确定的3个有利勘探区块中选定1个，开展示范性勘查开发，同时加强适用省地质情况的页岩气勘查开发技术攻关。湖南储丰富页岩气8月25日，湖南省煤田地质局实施的《湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价》获得项目评审专家高度评价。“这是针对湖南省页岩气成藏地质条件及资源评价的首份系统性的科研报告，部分研究成果达到国际先进水平。”根据研究成果，湖南省页岩气地质资源量约为7万亿立方米主要分布在湘西北项目组优选出的三个有利勘探区带分别位于涟源、桑植和石门。
项目专家组组长、中国工程院院士康玉柱认为，这项研究对湖南省下一步页岩气的勘探和开发具有重要的指导意义。评价报告明确提出了湖南省境内页岩气烃源岩及含气层系的分布特点，首次系统分析了湖南省页岩气资源潜力。
潜力评价结果显示，全省页岩气地质资源量约为7万亿立方米主要分布在湘西北，初步估算为4.81万亿立方米，占全省总资源量的近7成其次是湘中，资源量为1.25多万亿立方米湘东南有资源量近1万亿立方米。项目组通过成藏地质条件研究，优选出湖南省内页岩气的三个有利勘探区带分别位于涟源、桑植、石门。
据介绍，湖南省煤田地质局将在此基础上尽快完成《湖南省页岩气资源调查评价》，制定湖南省页岩气勘查专项规划在已确定的3个有利勘探区块中选定1个，开展示范性勘查开发，同时加强适用湖南省地质情况的页岩气勘查开发技术攻关。张家界油气勘探开发提速“气化湖南”不是梦页岩气这种清洁高效的能源，在美国商业开发成功的示范作用下，引起了全球的高度关注。作为“无油无气、缺煤少电”的湖南，更是把对页岩气的开发利用提到了战略高度，组建了专门的研究部门，并提出了“气化湖南”的发展目标，以期从根本上缓解能源资源对经济社会发展的制约。
目前，湖南在页岩气地质理论、潜力评价和有利区优选等方面进行了初步探索，并取得了一定的进展。据初步调查显示，湖南的页岩气勘探潜力巨大。如何将湖南丰富的页岩气资源的经济作用有效地发挥出来，让气化湖南梦想成真，这将是湖南未来页岩气勘探与开发面临的一大挑战。就此问题，记者近日专访了湖南省煤炭地质勘查院院长何红生。
记者：页岩气的开发对湖南将会产生什么积极影响？
何红生：湖南是一个贫煤、无油、少气，能源相对贫乏的中部内陆省份。页岩气的勘探开发是湖南开发利用新能源的重要途径之一，有利于缓解能源紧张局面，改变并优化湖南的能源格局，保护生态环境，推动湖南经济健康平稳发展。
国家发改委等4部委于2012年发布了《页岩气发展规划（20112015年）》，将湖南列为全国13个页岩气重点勘探开发省份之一。依据目前的调查结论，湖南省页岩气具备良好的开发利用前景。据中石油有关专家估算，湖南的页岩气远景资源量达9.2万亿立方米，约占全国的7%，位居全国第六。根据针对湖南省天然气的十二五发展规划预测，如果湖南的页岩气可开采量按保守的1.5万亿立方米测算，那么可满足湖南使用数百年。假设这一预测可以实现，湖南不但有可能实现天然气自给，还可以减少煤炭外购，为湖南省带来新的能源革命。
记者：近年来，湖南省的页岩气研究进展如何？
何红生：经历了近60年的能源地质（煤炭、石油、天然气等）调查与勘探工作，湖南已取得了一些勘探资料，为页岩气的勘探开发提供了宝贵的基础。近年来，湖南省在煤层气和页岩气资源调查方面也开展了一系列工作，取得了重要进展。省内的油气地质勘探研究工作早在1966年就已经开始通过30多年的不断努力，先后完成了包括地质大剖面、地面地质面积详查、遥感卫星解译、重磁力大剖面、重力面积详查、地震概查、MT大剖面、MT面积概详查、以及LOTEM方法实验等方面的工作，获得了丰富的勘探资料，为湖南省页岩气的勘探开发提供了一定的基础。
另外，湖南省煤田地质局在煤层气资源潜力调查方面做过很多工作。1997年1月，该局提交了湖南省煤层气资源评价报告；2008年11月，湖南省煤炭地质勘查院（隶属于湖南省煤田地质局）提交了湖南省煤层气预抽放技术研究报告；2011年3月，湖南省煤田地质局承担了湖南省邵阳短陂桥矿区南段煤层气地面开发利用示范项目。
记者：作为湖南省页岩气勘探的技术研究部门，湖南省煤田地质局在页岩气研究方面做了哪些工作？
何红生：我们搭建了组织管理平台。我省煤田地质局组建了湖南省天然气（煤层气）开发有限公司以及气体矿产开发中心；省煤炭地质勘查院成立了气体矿产研发中心等机构，专门负责气体矿产的科研、勘探和开发工作。同时，搭建资质资信平台。2011年前，省煤炭地质勘查院是湖南省内一一家拥有气体矿产勘查甲级资质的单位。到目前为止，湖南省成功申报了14个气体矿产勘查资质。其中在甲级资质中，湖南省煤田地质局占了5个。
我们还积极引进人才，加强人才培养力度。不断引进油气专业人才和经验丰富的学科带头人，充实壮大页岩气项目团队与中国地质大学（北京）合作成立页岩气专业研究生班，专门培养页岩气专业的硕士、博士人才；先后邀请中国地质调查局、中国地质大学、中南大学、中国科学院广州地球化学研究所的相关专家以及加拿大CSUG公司总裁迈克道森等油气领域的权威人士开展有关页岩气知识的讲座；组织技术人员参加国内外页岩气研究的相关培训，并赴重庆、江西、贵州等省实地考察页岩气参数井。不断加强学术交流以促进技术提升。成立了全国第一家气体勘查学会湖南省地质学会气体勘查专业委员会创办了《页岩气简报》，及时报道湖南省煤田地质局、湖南省乃至全国的页岩气工作动态。搭建开发合作平台。以页岩气勘查为重点，与高校合作开展信息软件开发以及勘探开发关键技术的研究；积极与央企、国企对接合作，分别与华电、华能、中石化、华菱集团和华晟公司签订了湖南页岩气开发利用合作协议，与华电集团共同出资组建了湖南省页岩气开发有限公司（华电控股）。
记者：湖南省煤炭地质勘查院主要承担了哪些科研项目？进展如何？
何红生：湖南省对页岩气的研究与资源调查刚刚起步，作为省煤田地质局页岩气研究工作的承担主体，省煤炭地质勘查院对页岩气的研究走在全省的前列。我院自2010年以来，先后承担了3项重大科研项目：包括向国土资源部申请的中国地质调查局发展研究中心“非常规能源资源调查评价”的下属专题“湖南省页岩气资源潜力调查评价”；与湖南继善高科技有限公司、湖南科技大学合作申请了湖南省科技厅重大专项“页岩气资源评价与电磁探测装备系统研发”项目，我院承担其下属子课题“湖南页岩气富集机理及其富集区预测研究”；承担了由湖南省煤田地质局自筹科研基金开展的“湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价”项目。其中“湖南省古生界页岩气成藏条件与资源评价”项目于2012年7月完成，湖南省科技厅组织专家组对该项目的成果进行了评审。以中石化康玉柱院士为组长的专家组一致认为：该项成果达到了国内领先水平，部分研究成果达到国际先进水平，同时，该项成果还具有很好的社会效益和经济效益。
2012年8月，省煤炭地质勘查院向武汉地调中心递交了省内八大区块的页岩气资源调查评价项目建议书。2012年9月，以我院为主要承担单位，向中国地质调查局申请了湖南零陵凹陷页岩气资源潜力调查评价和湖南衡阳有利目标区页岩气资源潜力调查评价项目立项；并作为参加单位，与中国地质大学（武汉）合作申请了湖南邵阳凹陷上古生界页岩气资源潜力调查评价项目。
2012年下半年，湖南省煤田地质局联合湖南省页岩气开发有限公司在湘西北地区的永页1井和常页1井两口页岩气参数井进行施工。其中，常页1井于2012年9月6日开钻，同年12月15日完钻，完钻井深1377.68米，揭露牛蹄塘组黑色页岩视厚度697米以上，真厚度310米，且含气量测试情况良好，说明该地区具有较好的勘探前景。永页1井和常页1井均属于湘西北地区第一批页岩气参数井，对湘西北地区乃至湖南省页岩气资源评价及开发示范具有极其重要的参考价值。
记者：湖南省的页岩气资源调查工作现在取得了哪些主要成果？
何红生：我省的页岩气研究工作主要是围绕页岩气的成藏地质条件及资源量预测展开的，重点针对湘西北地区、湘中和湘东南地区的主要目的层。通过近几年的综合研究，取得了许多成果和新的认识。
研究表明，湖南省页岩气烃源岩主要有以下3种类型：湘西北地区下古生界下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组的海相黑色页岩；湘中、湘东南地区上古生界多套含煤的海陆过渡相泥页岩地层；洞庭湖盆地及其周缘志留系古近系大量的油气显示揭示该区具有较好的页岩气成藏条件。
基本查明了湖南省境内的主要页岩气烃源岩及含气层系。湘西北、湘中以及湘南地区主要层系有8套：湘西地区的主要目的层系是寒武系的牛蹄塘组和志留系的龙马溪组湘中和湘东南地区主要目的层系是上泥盆统的锡矿山组，下石炭统的邵东组、孟公坳组、刘家塘组以及测水组，上二叠统的龙潭组。洞庭湖盆地的钻井和地面油气显示普遍。
通过对湖南省内页岩气资源量进行的统计和评估，计算出湖南省页岩气资源量为7万亿立方米（类比平均值）。
优选了3个有利的勘探区带，分别是湘西北桑植石门复向斜南部斜坡带至沅陵常德一线，涟源凹陷的桥头河向斜及冷水江复向斜东部斜坡带。特别是桑植石门复向斜区至沅陵常德一线的下寒武统牛蹄塘组具有形成页岩气藏的有利地质条件，页岩气资源丰富，是下一步我省的重点研究和勘探区带。
记者：湖南省页岩气开发工程中还存在哪些问题？
何红生：我省的页岩气勘探开发刚刚起步，对页岩气进行大规模的勘探利用并非易事，所需投资大、风险高、技术精、周期长，一些问题亟待解决。目前还存在缺乏统一管理、资源潜力有待进一步证实、技术有待突破、环境保护措施不足等问题。
记者：针对湖南页岩气勘探现状，下一步勘探工作该如何进行？
何红生：一是加强基础理论研究，形成适合湖南实际的技术方法、技术标准和规范；设立统一的监管机构，建立合作和交流平台，及时解决研究勘探开发过程中遇到的各种问题；加大页岩气勘探开发技术攻关，加强页岩气研发中心和重点实验室建设，建立高层次人才培养基地；落实页岩气产业鼓励政策；制定页岩气勘探开发环境保护措施。
二是加大资金投入，配备页岩气勘探开发的相关配套设备，包括物探、钻探以及实验分析设备等，建议国家和地方政府制定具体补贴政策。
三是以国家页岩气资源调查项目为支撑，两三年内对全省页岩气富集地区开展页岩气参数试验孔的施工，获取页岩气储层的各项参数，进一步优选靶区并在目标靶区内施工页岩气评价井34口，进一步查明气藏类型、构造形态、含气层厚度及物性变化，评价气田的规模、产能及经济价值，为全省的页岩气商业开发利用提供地质依据。
四是应尽快建立12个页岩气勘探开发示范区，并实施12口压裂试验孔以点带面，在获取成功经验的基础上，进一步推动湖南省页岩气产业取得实质性的全面突破，以最少的投入，获得最大产出。在前期资料收集和野外地质调查的基础上，结合常页1井的施工情况，预测常德地区烃源岩分布范围东西宽约50千米、南北长约80千米，总面积约4000平方千米，可作为优先考虑的页岩气开发示范区。
2013年7月18日编写于重庆
2022年2月9日修改于重庆
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