宋振響 ，徐旭輝，王保華，趙琳潔，楊國橋，邱 岐

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所, 江蘇 無錫 214126； 2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院, 北京 100083)

繼2012年中國第一個商業(yè)頁巖氣田——涪陵頁巖氣田發(fā)現(xiàn)以來，國家不斷加大頁巖氣勘探開發(fā)力度，相繼在四川盆地探明了涪陵、威遠(yuǎn)、長寧和威榮4個整裝頁巖氣田，為打好中國“十三五”階段的“穩(wěn)油增氣”攻堅戰(zhàn)作出了積極貢獻。盡管四川盆地五峰組-龍馬溪組頁巖氣獲得了重大突破，但較中國21.81×1012m3(2017年國土資源部評價)的頁巖氣可采資源量來看，目前探明的頁巖氣僅為冰山一角。下一步如何借鑒四川盆地頁巖氣的成功勘探開發(fā)經(jīng)驗，有效指導(dǎo)其他盆地(地區(qū))的頁巖氣資源潛力評價和有利區(qū)優(yōu)選工作，盡快發(fā)現(xiàn)下一個“涪陵頁巖氣田”，成為中國頁巖氣勘探開發(fā)面臨的重要問題。

現(xiàn)階段來看，“資源摸底、甜點優(yōu)選”仍是當(dāng)前中國頁巖氣發(fā)展的首要問題?？陀^、準(zhǔn)確評價重點盆地主要泥頁巖段的頁巖氣資源潛力是頁巖氣獲得突破的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是下一步頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選的前提。近年來，頁巖氣資源評價方法得到了不斷的完善與發(fā)展[1-8]，由于不同評價方法也有一定的局限性和適用性，導(dǎo)致不同時期、不同機構(gòu)對頁巖氣資源評價結(jié)果可比性較差。因此，有必要系統(tǒng)總結(jié)目前頁巖氣資源評價中采用的主要方法及其適用性，結(jié)合資評方法研究進展和頁巖氣勘探開發(fā)需求，建立適合中國地質(zhì)實際的頁巖氣資源評價方法及關(guān)鍵參數(shù)體系。這將為客觀評價頁巖氣資源潛力奠定理論基礎(chǔ)，并將有效指導(dǎo)中國新一輪的頁巖氣資源評價和有利區(qū)優(yōu)選工作。

1 頁巖氣資評方法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用情況

1.1 資評方法分類

近20年來，隨著國內(nèi)外頁巖氣資源勘探開發(fā)的快速的發(fā)展，頁巖氣地質(zhì)評價與勘探開發(fā)力度逐年加大，這也帶動了頁巖氣資源評價方法的完善與進步。頁巖氣資源評價方法較多，依據(jù)各資評方法基于的原理，筆者將目前常用的頁巖氣資評方法劃分為3大類，分別為靜態(tài)法、動態(tài)法和綜合法，每種方法下又可細(xì)分為若干種具體評價方法(圖1)。

1.1.1 靜態(tài)法

靜態(tài)法主要依據(jù)富有機質(zhì)泥頁巖層系的靜態(tài)地質(zhì)指標(biāo)計算頁巖氣資源量，具體又可以劃分為成因法、統(tǒng)計法和類比法。

圖1 頁巖氣資源評價方法分類Fig.1 Classification of shale gas assessment methods

1) 成因法

成因法主要是從泥頁巖生、排、滯留烴演化過程出發(fā)，通過計算待評價區(qū)泥頁巖生/排油、氣量和原油裂解氣量，得到泥頁巖中殘余天然氣量[2]。成因法主要包括地球化學(xué)法和盆地模擬法兩種[5]。地球化學(xué)法計算頁巖氣資源量的思路分為兩種：一種是用泥頁巖的總生氣量減去總排氣量及天然氣運聚過程中的各種損耗量，得到殘留在泥頁巖層系中的天然氣量[3]；另外一種更直接的方法是在生、排烴模擬實驗基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，直接得到不同演化階段生-排-滯留油氣產(chǎn)率[9]、干酪根裂解氣產(chǎn)率[10]和殘留油裂解氣產(chǎn)率[11-12]，在此基礎(chǔ)上采用成因法計算頁巖氣資源量。

2) 統(tǒng)計法

統(tǒng)計法是常規(guī)油氣資源評價中常用的一種評價方法，也是一種較成熟的評價方法，是通過對中、高勘探程度區(qū)大量靜態(tài)地質(zhì)參數(shù)或動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，建立相關(guān)數(shù)學(xué)預(yù)測模型，進而預(yù)測頁巖氣資源量的一種方法。依據(jù)依靠原始資料的不同，統(tǒng)計法主要包括體積法(容積法)、FORSPAN模型法、隨機模擬法和趨勢分析法等(圖1)。

① 體積法

體積法也叫容積法，其實質(zhì)是根據(jù)泥頁巖的含氣性，直接計算泥頁巖儲層儲集空間內(nèi)的油氣體積或重量，是目前國內(nèi)頁巖氣資源評價中最常用的方法之一。根據(jù)含氣量獲取方式的不同，可以直接計算頁巖氣資源量；也可以根據(jù)頁巖氣賦存方式的不同，分別計算游離氣及吸附氣含量?？紤]到泥頁巖空間展布、生烴、儲集性能和含氣性具有較強的非均質(zhì)性，為保證評價結(jié)果的可信度，需要對資評關(guān)鍵參數(shù)進行合理性分析，采用統(tǒng)計學(xué)原理確定參數(shù)變化范圍及分布規(guī)律，由此發(fā)展出了概率體積法[13]。

② FORSPAN模型法

FORSPAN模型是USGS(美國地質(zhì)調(diào)查局)在1999年為評價連續(xù)型油氣藏資源評價提出的，并在國外頁巖油氣和致密油氣評價過程中得到廣泛應(yīng)用，多用于已開發(fā)單元的剩余資源潛力預(yù)測。該方法涉及的參數(shù)眾多，主要包括評價單元基礎(chǔ)信息、地質(zhì)地球化學(xué)特征和勘探開發(fā)歷史數(shù)據(jù)等，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，該方法已經(jīng)比較完善[14-15]。該方法在實際應(yīng)用過程中常和類比法和動態(tài)法綜合使用。

③ 隨機模擬法

針對傳統(tǒng)類比法的不足，Olea等[16]提出了采用隨機模擬法開展非常規(guī)油氣資源評價。這是一種以統(tǒng)計法為主、類比法為輔的綜合性評價方法，其原理主要是采用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的方法(主要是序貫高斯算法)模擬有生產(chǎn)井區(qū)的單元格的EUR(最終可采儲量)，綜合得到已鉆井區(qū)域的可采儲量；在無井區(qū)，主要采用類比法得到EUR的空間關(guān)系及相關(guān)參數(shù)，綜合模擬未鉆井區(qū)的可采儲量。

④ 趨勢分析法

趨勢分析法是通過分析高勘探程度區(qū)的勘探工作量和油氣儲量發(fā)現(xiàn)情況等，建立相關(guān)數(shù)學(xué)統(tǒng)計模型，進而預(yù)測油氣資源規(guī)模與結(jié)構(gòu)的評價方法。目前，該類資評發(fā)展已比較成熟，并在常規(guī)油氣資源評價中得到廣泛應(yīng)用，具體方法主要包括油藏規(guī)模序列法、地質(zhì)帕萊托法和發(fā)現(xiàn)趨勢法等[17]。由于中國現(xiàn)階段頁巖氣勘探開發(fā)程度總體較低，缺少趨勢分析法應(yīng)用的基礎(chǔ)，故該類方法較少采用。

3) 類比法

類比法采用的是由已知推測未知的經(jīng)典地質(zhì)思想，是根據(jù)低勘探程度區(qū)與高勘探程度區(qū)頁巖氣形成地質(zhì)條件的相似性粗略估算資源量的一種方法。根據(jù)類比參數(shù)的不同，類比法可以分為資源豐度類比法、含氣量類比法[18]和EUR類比法[7](圖1)。

① 資源豐度類比法

這是根據(jù)待評價區(qū)與刻度區(qū)頁巖氣形成地質(zhì)條件的相似性，由刻度區(qū)頁巖氣面積(體積)資源豐度推測待評價區(qū)頁巖氣資源豐度[1]，結(jié)合泥頁巖空間展布，簡單、快速估算頁巖氣資源量的一種方法。

② 含氣量類比法

該方法主要根據(jù)待評價區(qū)頁巖氣形成地質(zhì)條件與頁巖氣資評刻度區(qū)的相似性及刻度區(qū)頁巖氣含氣量來推測待評價區(qū)的含氣量[18]，然后采用體積法估算頁巖氣資源量。

③ EUR類比法

該方法是由生產(chǎn)區(qū)單井EUR值，根據(jù)單井泄氣面積預(yù)測評價單元所需鉆井?dāng)?shù)，結(jié)合鉆井成功率，來估算待評價區(qū)頁巖氣資源量的一種方法[7]。評價單元的EUR值主要通過與生產(chǎn)周期較長井的EUR值類比獲得，常用來計算頁巖氣可采資源量。

1.1.2 動態(tài)法

動態(tài)法根據(jù)頁巖氣在實際開發(fā)過程中的動態(tài)生產(chǎn)資料計算資源量，根據(jù)采用生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不同又可以細(xì)分為物質(zhì)平衡法、遞減曲線法和數(shù)值模擬法(圖1)。

1) 物質(zhì)平衡法

該方法通過對氣田平均地層壓力和采氣量之間的隱含關(guān)系進行分析，建立適合頁巖氣藏的物質(zhì)平衡方程[19]，通過描繪p/Z(產(chǎn)層壓力/氣體壓縮因子)-Gp(天然氣體積)圖，進而計算出頁巖氣資源量。該方法需要的參數(shù)眾多，主要適用于氣田開發(fā)的中、后期。

2) 遞減曲線法

該方法主要是基于頁巖氣初期產(chǎn)量高、后期遞減快和產(chǎn)氣周期長的生產(chǎn)特征提出的，以大量生產(chǎn)井的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立適合研究區(qū)的遞減趨勢模型，從而預(yù)測頁巖氣可采儲量。根據(jù)遞減趨勢的不同，遞減曲線法又分為指數(shù)遞減、雙曲線遞減和調(diào)和遞減3個模型，目前頁巖氣產(chǎn)量計算中一般采用雙曲線遞減模型[20]。

3) 數(shù)值模擬法

該方法以進入開發(fā)生產(chǎn)期后的頁巖氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)值模擬軟件，對頁巖氣儲層參數(shù)和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行擬合，模擬得到氣井的預(yù)計生產(chǎn)曲線和最終可采儲量[4]。

1.1.3 綜合法

隨著勘探程度和地質(zhì)認(rèn)識程度的提高，某一地區(qū)的資源量也是動態(tài)變化的；即使一個地區(qū)達(dá)到了高勘探程度，也很獲得準(zhǔn)確的資源量評價結(jié)果。因此，在資源評價過程中，還有必要進行專家評斷，根據(jù)多組資評結(jié)果和專家經(jīng)驗，獲得更可靠的資源量估算結(jié)果。綜合法又分為特爾菲法和專家系統(tǒng)法(圖1)。

1) 特爾菲法

該方法系統(tǒng)綜合了專家小組的經(jīng)驗知識，專家組成員考慮不同評價方法的可信度，按照各自的地質(zhì)認(rèn)識分別給予一定的權(quán)系數(shù)，綜合得到待評價區(qū)的資源量。這種方法相對簡單、有效，需要在其他多種資評方法開展評價的基礎(chǔ)上應(yīng)用。

2) 專家系統(tǒng)法

專家系統(tǒng)法是特爾菲法的發(fā)展與延伸，完備的基礎(chǔ)資料庫、評價參數(shù)庫、資評成果庫和圖形庫是該方法應(yīng)用的基礎(chǔ)，同時還要有一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)規(guī)范和邏輯關(guān)系[5]，在此基礎(chǔ)上根據(jù)專家經(jīng)驗給出待評價區(qū)的資源量。

1.2 資評方法應(yīng)用情況

美國和加拿大是世界上最早進行頁巖氣勘探開發(fā)，并成功實現(xiàn)商業(yè)化開采的國家，頁巖氣資源評價方法體系也最為完善。由于北美頁巖氣勘探開發(fā)程度相對較高，目前主要以基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計法(體積法、FORSPAN法、EUR法)和動態(tài)法(遞減曲線法、物質(zhì)平衡法等)開展頁巖氣資源量計算。如Decker等1993年利用體積法計算了Antrim頁巖的資源量[21]，USGS在2003年、2007年采用FORSPAN法估算了沃斯堡盆地Barnett頁巖氣資源量[15]，ARI(先進資源國際公司) 2006年用EUR類比法估算了全美48州的頁巖氣資源[15]，EIA(美國能源信息署) 2012年采用EUR方法評價了美國未探明致密油技術(shù)可采資源量[22]；Valko[23]和Duong[24]等針對頁巖氣遞減模型作了改進。2002—2013 年期間，多家機構(gòu)陸續(xù)開展了加拿大不同地區(qū)的頁巖氣資源評價工作[25-26]，采用的方法也主要是統(tǒng)計法和動態(tài)法。除采用統(tǒng)計法和動態(tài)法外，國外在頁巖氣的資源評價過程中也采用了成因法和類比法，如Jarvie[27]和Talukdar[28]等采用成因法計算了頁巖中殘留天然氣的資源量，澳大利亞和德國學(xué)者對美國Marcellus頁巖和Bakken頁巖的含油氣性進行了盆地模擬[29]；英國能源與氣候變化部[30]通過與美國頁巖氣成藏條件的類比預(yù)測英國頁巖氣資源潛力。

從2002年開始，國內(nèi)外科研機構(gòu)、企事業(yè)單位和專家學(xué)者對中國頁巖氣資源開展了多輪系統(tǒng)評價工作(表1)。評價結(jié)果顯示，中國頁巖氣可采地質(zhì)資源量分布在(10～36.1)×1012m3，不同時期和機構(gòu)的評價結(jié)果存在較大的差異。從采用的評價方法來看，國外機構(gòu)由于掌握的實際地質(zhì)資料較少，主要是采用類比法粗略估算中國主要盆地和地區(qū)的頁巖氣資源量；而中國主要是采用靜態(tài)法中的體積法和類比法[31]開展頁巖氣資評工作。除體積法和類比法外，也有學(xué)者采用成因法估算頁巖氣資源量，如王香增[32]和朱華[33]等采用體積法計算了鄂爾多斯盆地延長油區(qū)長7段和川西凹陷須五段的頁巖氣資源量。隨著四川盆地頁巖氣勘探開發(fā)程度的提高，也有學(xué)者嘗試采用EUR法[34]和動態(tài)法中的遞減曲線法[35]預(yù)測頁巖氣可采儲量。

從頁巖氣資評方法應(yīng)用情況來看，國內(nèi)外存在較大差別。國外主要采用統(tǒng)計法和動態(tài)法開展高勘探程度地區(qū)頁巖氣可采儲量的計算，采用類比法和成因法開展中、低勘探程度地區(qū)的頁巖氣地質(zhì)資源量評價。而中國目前主要采用統(tǒng)計法中的體積法開展中、高勘探程度地區(qū)頁巖氣資源評價，采用類比法估算低勘探程度區(qū)頁巖氣資源量，動態(tài)法和成因法應(yīng)用較少。另外，且中國目前主要強調(diào)的是頁巖氣地質(zhì)資源量的評價，而國外更重視可采資源量的評估。

2 頁巖氣資評方法適用性及研究進展

2.1 成因法

成因法最大的優(yōu)點是通過分析復(fù)雜的油氣成藏過程來評估油氣資源潛力，對資源潛力的宏觀把控具有獨到的優(yōu)勢；缺點是評價過程復(fù)雜，難以準(zhǔn)確預(yù)測泥頁巖在地質(zhì)歷史時期的生-排-滯留烴演化過程，造成計算殘留在泥頁巖層系中的油氣量十分困難(表2)。

針對成因法計算頁巖氣資源量時存在的上述問題，近年來專家學(xué)者主要在頁巖氣賦存方式、成因來源和泥頁巖生-排-滯留烴過程方面開展了針對性研究工作，主要取得以下兩方面的進展。

一是針對頁巖氣資源評價的盆地模擬技術(shù)取得了進展。近年來，隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，盆地模擬技術(shù)取得了長足的進步，并在油氣資源評價中也發(fā)揮了越來越重要的作用[17]，盆地模擬技術(shù)同樣適用于頁巖氣的資源評價。與常規(guī)油氣盆地模擬流程不同，頁巖氣盆地模擬計算中只需考慮油氣的生成與初次運移，不用考慮常規(guī)油氣盆地模擬中的油氣二次運移及聚集過程[29]，模擬過程相對更簡單，評價結(jié)果也更可靠。近年來，德國IES公司的PetroMod和法國石油研究院的TemisFlow盆地模擬軟件都新增了頁巖氣資源評價模塊，針對頁巖氣形成過程的特殊性，新增了基于生烴動力學(xué)的泥頁巖生烴模型和逾滲法流動運移模型，并基于烴類多組分模型和Langmuir吸附模型計算不同賦存方式下的頁巖氣量。

表1 中國頁巖氣資源量歷次評價結(jié)果Table 1 List of previous assessment results of shale gas resources in China

表2 頁巖氣主要資評方法原理及優(yōu)缺點對比Table 2 Principles and comparison of advantages and disadvantages of major shale gas resource assessment methods

二是明確了頁巖氣的來源及構(gòu)成，在此基礎(chǔ)上完善了泥頁巖生-排-滯留烴模式。研究表明，頁巖氣主要來源于干酪根裂解氣和滯留油裂解氣兩部分：早期以干酪根裂解氣為主，如鄂爾多斯盆地三疊系頁巖氣[36]；高-過成熟演化階段以滯留油裂解氣為主，如四川盆地志留系頁巖氣[37]。目前，地層孔隙熱壓模擬實驗[38]已能夠定量評價各演化階段的生油量、排出油量、殘留油量和總生氣量?？倸庵饕ㄈ糠謥碓矗号懦鲇土呀鈿?、烴源巖中的干酪根裂解氣和滯留在烴源層系中的殘留油裂解氣。干酪根裂解氣可以直接通過熱模擬實驗的方式獲得[39]；排出油和滯留油裂解氣可根據(jù)各演化階段排出油量和原油性質(zhì)，根據(jù)原油向天然氣的轉(zhuǎn)化效率[11]計量。從位置上來說，滯留油裂解氣和干酪根生氣都屬于烴源巖層系內(nèi)生氣，即源內(nèi)生氣(圖2)。隨著生、排烴作用的進行，源內(nèi)生氣又分為兩部分：一部分排出烴源巖層系外；另外一部分殘留在烴源巖層系內(nèi)，形成頁巖氣。根據(jù)地層孔隙熱壓模擬實驗，再結(jié)合盆地模擬技術(shù)，可實現(xiàn)不同地質(zhì)時期總生氣量及源內(nèi)生氣量的定量計算，這在解決頁巖氣資源量定量計算方面前進了一大步。下一步要重點研究目前殘留在泥頁巖層系中的頁巖氣占源內(nèi)生成氣的比例，即“存滯系數(shù)”的問題。

2.2 統(tǒng)計法

統(tǒng)計法主要基于數(shù)理統(tǒng)計學(xué)原理，計算方法和過程簡單，參數(shù)取值客觀，資評結(jié)果可信度較高，除體積法常用于計算頁巖氣地質(zhì)資源量外，其他統(tǒng)計法主要用于計算頁巖氣探明儲量和可采資源量。統(tǒng)計法在應(yīng)用中存在的主要問題包括：①未充分考慮到參數(shù)取值的非均質(zhì)性，也不能給出資源的空間展布；②參與計算的某些參數(shù)過于簡單，缺乏地質(zhì)分析；③需要大量的勘探開發(fā)歷程和儲、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等，多適用于高勘探程度地區(qū)中、后期的資源評價(表2)。

圖2 泥頁巖完整的生-排-滯留烴演化模式Fig.2 The generation-expulsion-retention hydrocarbon evolution model of mud shale

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，統(tǒng)計法在頁巖氣資源評價中也取得了一定的進展：一是體積法評價更為精細(xì)，在傳統(tǒng)概率體積法評價的基礎(chǔ)上考慮到了泥頁巖分布的非均質(zhì)性，提出了改進的曲面積分法，也叫小面元容積法[40]。二是計算機技術(shù)和地質(zhì)建模技術(shù)的發(fā)展提高了隨機模擬法的可信度，包括算法的發(fā)展、參數(shù)分布模型的確立及網(wǎng)格單元的劃分[41]等方面都取得了長足的進步。

2.3 類比法

類比法是目前中國頁巖氣資源評價中最常用的方法，它的評價思路和評價過程都十分簡單，主要用于勘探早期的評價。該方法應(yīng)用的關(guān)鍵是刻度區(qū)的選取和類比參數(shù)體系的確定；缺點是類比過程較為復(fù)雜，類比標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)體系主觀性強(表2)，導(dǎo)致評價結(jié)果存在較大的誤差。

隨著中國頁巖氣勘探程度的不斷提高，類比法在頁巖氣資源評價中也取得了較大的進步。一是類比法應(yīng)用更細(xì)致、更有針對性，在前期資源豐度類比法的基礎(chǔ)上提出了分級資源豐度類比法和分類EUR類比法等[41]，進一步體現(xiàn)了連續(xù)性資源分布的非均質(zhì)性。二是頁巖氣資評刻度區(qū)建設(shè)初見苗頭。繼涪陵頁巖氣獲得重大突破后，中國相繼探明了威遠(yuǎn)、長寧和威榮3個整裝頁巖氣田，滿足了建設(shè)中國南方海相頁巖氣刻度區(qū)的需求；此外，在四川盆地海-陸過渡相的二疊系、四川盆地陸相的侏羅系和鄂爾多斯盆地陸相的三疊系也有望實現(xiàn)頁巖氣的勘探突破。頁巖氣的重大勘探進展和地質(zhì)認(rèn)識為我們下一步建立不同類型頁巖氣資評刻度區(qū)奠定了基礎(chǔ)。

2.4 動態(tài)法

動態(tài)法是基于頁巖氣的流動及生產(chǎn)規(guī)律提出的，用于已進入生產(chǎn)階段，且有一批長期生產(chǎn)井地區(qū)頁巖氣可采儲量的評價。動態(tài)法計算頁巖氣資源量的關(guān)鍵參數(shù)是生產(chǎn)井的產(chǎn)層壓力和產(chǎn)量數(shù)據(jù)等，參數(shù)取值較為客觀，評價結(jié)果具有較強的指導(dǎo)性。其缺點是：①需要大量生產(chǎn)井的歷史數(shù)據(jù)，主要用于生產(chǎn)階段中、后期的產(chǎn)量評價；②頁巖氣壓力和產(chǎn)量變化大，遞減規(guī)律難以準(zhǔn)確把握；③頁巖氣滲流模型預(yù)測困難，開展數(shù)值模擬難度大(表2)?？傮w看來，中國在動態(tài)法計算頁巖氣儲量方面仍比較落后。近年來，中國部署了大批頁巖氣專探井，尤其是在四川盆地有一批頁巖氣生產(chǎn)井的產(chǎn)氣周期已超過5年，為動態(tài)法計算頁巖氣資源量積累了大批歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)。下一步需加強頁巖氣滲流機理和生產(chǎn)規(guī)律研究，改進與完善符合頁巖氣生產(chǎn)規(guī)律的遞減曲線模型[34]和數(shù)值模擬[42]方法，進一步提高了動態(tài)法計算頁巖氣可采資源量的可靠性。

2.5 綜合法

綜合法原理和評價思路都很簡單，主要適用于低勘探程度地區(qū)，評價的關(guān)鍵是依靠其他資評方法獲得的資評結(jié)果和專家的地質(zhì)認(rèn)識，優(yōu)點是在綜合給出資評結(jié)果時充分考慮了不同資評方法得到的資評結(jié)果和專家經(jīng)驗，缺點是評價過程中不同資評結(jié)果賦予的權(quán)重和專家賦值主觀性較強。目前，特爾菲法在油氣資源評價中得到了廣泛應(yīng)用；而專家系統(tǒng)法進展緩慢，是未來頁巖氣資源評價的重要發(fā)展方向之一。隨著中國頁巖氣勘探開發(fā)進程的不斷深入，未來有必要建立不同類型頁巖氣資評關(guān)鍵參數(shù)和資評結(jié)果數(shù)據(jù)庫，同時要加強資評專家?guī)斓慕ㄔO(shè)，發(fā)揮專家經(jīng)驗在資源評價中的作用，保證資評結(jié)果更符合地質(zhì)實際。

3 頁巖氣資評方法發(fā)展方向

盡管我國頁巖氣資評方法取得了長足的進步，但面臨快速發(fā)展的頁巖氣勘探開發(fā)形勢，目前的資評方法已滿足不了頁巖氣目標(biāo)優(yōu)選、精細(xì)評價和效益勘探的需求。展望未來，頁巖氣資評方法的發(fā)展方向主要包括以下幾點。

3.1 資源分級評價及空間分布預(yù)測

頁巖氣資源分布非均質(zhì)性強，只算一個總量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到頁巖氣目標(biāo)優(yōu)選和勘探開發(fā)的需求。研究表明，優(yōu)質(zhì)泥頁巖段對頁巖氣資源量和產(chǎn)量貢獻大，如四川盆地五峰組-龍馬溪組頁巖氣產(chǎn)量主要來自于厚度不足5 m的“甜點段”[43]，這些“甜點段”和優(yōu)質(zhì)富集資源分布在哪兒是我們開展頁巖氣資源評價必須要回答的問題。目前，分級資源豐度類比法、盆地模擬法、曲面積分法和數(shù)值模擬法等都在資源分級評價和資源空間分布預(yù)測方面做了積極的探索，并在指導(dǎo)頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選、井位部署和產(chǎn)量預(yù)測方面取得了較好的應(yīng)用效果。下一步如何完善符合頁巖氣生成、聚集及保存過程規(guī)律的評價參數(shù)和地質(zhì)模型，建立泥頁巖和頁巖氣資源分級分類評價方案，提高資源空間分布定量預(yù)測精度，是頁巖氣資源評價的重要發(fā)展方向之一。

3.2 頁巖氣資評刻度區(qū)建設(shè)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)

隨著中國頁巖氣勘探開發(fā)工作的深入，頁巖氣形成地質(zhì)條件和富集規(guī)律研究取得了突破性進展，也積累了一大批頁巖氣勘探開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為中國頁巖氣刻度區(qū)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。下一步需盡快建立中國不同類型頁巖氣資源評價刻度區(qū)，分析不同類型刻度區(qū)頁巖氣形成地質(zhì)條件差異及資源分布、富集和生產(chǎn)特征[44-45]，建立完善的頁巖氣資源評價類比參數(shù)體系，為統(tǒng)計法、類比法和動態(tài)法計算資源量提供客觀的評價參數(shù)，進一步提高資評結(jié)果的可信度。此外，隨著人工智能技術(shù)的進步，可以將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到統(tǒng)計樣本數(shù)據(jù)分析、刻度區(qū)數(shù)據(jù)庫管理和頁巖氣數(shù)值模擬中。大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠讓人們從繁雜的地質(zhì)大數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，優(yōu)選評價模型，使油氣資源評價結(jié)果更精確[17]。

3.3 多方法綜合應(yīng)用的頁巖氣資源評價體系

資源評價作為一門綜合性很強的學(xué)科，評價結(jié)果具有較強的不確定性，資源評價的過程就是隨著油氣勘探進展和地質(zhì)新認(rèn)識一步步去偽存真、不斷逼近“地質(zhì)實際”的過程。目前，中國頁巖氣資源評價主要采用靜態(tài)法中的體積法和類比法；而隨著盆地模擬技術(shù)的進步和中國頁巖氣勘探進程的不斷推進，部分地區(qū)已滿足了采用成因法和動態(tài)法計算頁巖氣資源量的要求；另外，基于目前已建立的頁巖氣資評刻度區(qū)，類比法的應(yīng)用也將更有針對性。采用多種方法開展頁巖氣資源評價將有效降低資評結(jié)果的不確定性，為頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選和勘探部署提供依據(jù)。

3.4 頁巖氣經(jīng)濟可采資源量評價

與國外相比，當(dāng)今中國頁巖氣資源評價主要側(cè)重于地質(zhì)資源量的評價，經(jīng)濟可采資源量研究較少，這主要和中國油氣行業(yè)勘探與開發(fā)剝離的體制有關(guān)[17]。目前，常規(guī)油氣主要采用“現(xiàn)金流法”開展經(jīng)濟評價，該方法是基于氣藏總體開發(fā)方案的項目全過程經(jīng)濟評價流程[46]；而頁巖氣作為連續(xù)性氣藏的一種，其非均質(zhì)性很強，單井產(chǎn)量差異大，勘探開發(fā)方案往往會隨著開發(fā)井試氣效果的進行而調(diào)整，經(jīng)濟評價參數(shù)及結(jié)果不確定性因素較多；此外，頁巖氣開采多需要大型的水力壓裂才有產(chǎn)能，勘探開發(fā)成本更高，頁巖氣在經(jīng)濟評價思路、方法和流程上應(yīng)該有別于常規(guī)油氣。此前，有學(xué)者針對頁巖氣資源經(jīng)濟評價開展過一些針對性的研究工作，并提出了改進的經(jīng)濟評價方法[46-48]，但總體研究仍較落后。下一步亟需盡快建立一套符合頁巖氣地質(zhì)特點和生產(chǎn)方式的勘探開發(fā)一體化分級經(jīng)濟評價方法。

3.5 生態(tài)環(huán)境評價

頁巖氣勘探一般采用水平井和水力壓裂技術(shù)。水平井壓裂除消耗大量的水資源外，壓裂過程中還需要注入大量的化學(xué)試劑，壓裂后也會產(chǎn)生大量的返排廢水，施工過程中若控制不好，很容易對地下水和周邊生態(tài)環(huán)境造成污染。一些歐洲國家(如瑞典、法國等)不支持大力開采頁巖氣，就是因為考慮到頁巖氣開采的壓裂技術(shù)可能會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。在國家不斷加大環(huán)境保護力度的前提下，中國的頁巖氣資源評價工作也必須考慮到生態(tài)環(huán)境的因素，目前正在進行的“十三五”全國油氣資源評價中已將生態(tài)環(huán)境評估納入到資源評價工作中。與美國相比，中國頁巖氣勘探開發(fā)總體還處于起步階段，無論是頁巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，還是生態(tài)環(huán)境風(fēng)險評價體系和生態(tài)環(huán)境法律法規(guī)制定等方面，都存在較大的差距[49]。國家在綜合考慮頁巖氣資源經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險評估的基礎(chǔ)上，必須盡快出臺嚴(yán)格、有效的環(huán)境保護監(jiān)管體系和有利的政策扶植體系，加快推進頁巖氣生態(tài)環(huán)境風(fēng)險評估。

4 結(jié)論

1) 目前的頁巖氣資源評價方法主要包括靜態(tài)法、動態(tài)法和綜合法。靜態(tài)法又包括成因法、統(tǒng)計法和類比法；動態(tài)法主要包括物質(zhì)平衡法、遞減曲線法和數(shù)值模擬法；綜合法包括特爾菲法和專家系統(tǒng)法。從資評方法應(yīng)用情況來看，國外主要采用統(tǒng)計法和動態(tài)法開展高勘探程度地區(qū)的頁巖氣可采儲量計算；而中國目前主要采用統(tǒng)計法中的體積法和類比法開展頁巖氣地質(zhì)資源量的評價，動態(tài)法較少采用。

2) 每種頁巖氣資評方法都有一定的適用性和優(yōu)、缺點。成因法在盆地模擬和泥頁巖生-排-滯留烴演化過程研究方面取得了重要進展；統(tǒng)計法進一步修正了預(yù)測模型和關(guān)鍵參數(shù)，提高了預(yù)測精度；類比法在資評刻度區(qū)建設(shè)和分級、分類資源評價中前進了一大步；動態(tài)法中進一步改進與補充了符合頁巖氣生產(chǎn)規(guī)律的遞減曲線模型和數(shù)值模擬方法；綜合評價法研究相對薄弱，未來亟需加強研究。

3) 資源分級評價和空間分布定量預(yù)測可為頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選和勘探部署提供重要依據(jù)。未來亟需建立不同類型的頁巖氣資評刻度區(qū)數(shù)據(jù)庫和多方法綜合應(yīng)用的頁巖氣資源評價技術(shù)，并需進一步加強頁巖氣經(jīng)濟可采性和生態(tài)環(huán)境評價。