李 敏,劉雅利,馮動軍,申寶劍,杜 偉,王鵬威

1.頁巖油氣富集機理與高效開發(fā)全國重點實驗室,北京 102206;2.中國石化頁巖油氣勘探開發(fā)重點實驗室,北京 102206;3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院,北京 102206

“雙碳”目標下的能源轉(zhuǎn)型對油氣勘探行業(yè)提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn),頁巖氣作為一種清潔天然氣能源,在能源轉(zhuǎn)型過渡期發(fā)揮了重要的主體作用。中國海相頁巖氣資源十分豐富,資源量達13.0×1012m3,在頁巖氣總資源中占比超過60%,是國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)的主陣地[1]。2008年,中國石油在四川盆地長寧構(gòu)造部署了中國第1口頁巖氣地質(zhì)資料井——長芯1井[2];2009年,中國石化在川東南地區(qū)全面展開頁巖氣勘探評價工作;2012年,涪陵頁巖氣田的“功勛井”——焦頁1HF井試獲高產(chǎn)頁巖氣流,確定了下奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組海相頁巖為頁巖氣勘探開發(fā)的重要目的層,從此拉開了中國頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的序幕。

當(dāng)前我國海相頁巖氣勘探開發(fā)面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。海相頁巖氣勘探開發(fā)逐漸由中淺層向深層(埋深為3 500～4 500 m)—超深層(埋深大于4 500 m)、由構(gòu)造穩(wěn)定帶向構(gòu)造復(fù)雜帶以及由老層系向新層系邁進?！笆濉逼陂g,在赤水—綦江、丁山—東溪和涪陵等川東南地區(qū)落實志留系深層海相頁巖氣的有利勘探區(qū)帶面積約2 459 km2,資源量為2.39×1012m3[3]。2020年,中國石化建設(shè)開發(fā)的我國首個深層頁巖氣田——威榮頁巖氣田探明儲量超千億方。至今已在四川盆地丁山—東溪、威遠—永川、長寧—瀘州、大足—合川等多個地區(qū)實現(xiàn)深層海相頁巖氣的勘探突破和商業(yè)發(fā)現(xiàn)。此外,在四川盆地外緣構(gòu)造復(fù)雜帶的海相頁巖氣勘探也在穩(wěn)步推進。2011年以來,中國石化在桑柘坪和武隆等殘留向斜構(gòu)造處部署了多口頁巖氣探井,并在龍馬溪組獲得工業(yè)氣流。2022年,中國石化在四川盆地部署的金石103HF探井在寒武系筇竹寺組海相頁巖中獲高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)氣流,標志著海相頁巖氣在新層系中取得重大勘探突破。盡管我國海相頁巖氣勘探在深層—超深層、新區(qū)和新層系等領(lǐng)域都有所突破,但對于整個海相頁巖氣資源領(lǐng)域來說只是很小的探索,未來還有很長的路要走。

本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上梳理并總結(jié)了國內(nèi)海相頁巖氣的資源潛力與分布特征,展望了未來海相頁巖氣的戰(zhàn)略接續(xù)和勘探方向,以期為“雙碳”目標下海相頁巖氣勘探開發(fā)提供發(fā)展方向和理論支撐。

1 含氣泥頁巖分布概況

1.1 全球含氣泥頁巖分布

富有機質(zhì)泥頁巖作為頁巖油氣的烴源巖和儲層,在全球沉積盆地中廣泛分布。通過統(tǒng)計全球六大洲26個國家59個盆地98套含氣泥頁巖的分布層位、地化特征、礦物組成等數(shù)據(jù)[4],得到以下認識:(1)從分布層位上看,全球含氣泥頁巖從前震旦系到新近系均有分布,主要分布在志留系、泥盆系、石炭系、侏羅系、白堊系和古近系;(2)從沉積環(huán)境上看,全球含氣泥頁巖在海相、陸相和海陸過渡相中均有發(fā)育,其中海相含氣頁巖占比達90%以上;(3)從地球化學(xué)特征上看,全球含氣泥頁巖整體具備良好的物質(zhì)基礎(chǔ),有機質(zhì)類型多為Ⅰ型和Ⅱ型,有機質(zhì)豐度較高,TOC含量主要介于1.0%～5.0%,有機質(zhì)成熟度Ro主要介于0.5%～3.0%;(4)全球含氣泥頁巖在含氣性特征方面表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性(圖1)。

圖1 全球主要含氣頁巖分布、地球化學(xué)及含氣量特征[4]

1.2 中國含氣泥頁巖分布及發(fā)育特征

中國含氣泥頁巖沉積環(huán)境多樣,海相、海陸過渡相和陸相泥頁巖均有發(fā)育。海相含氣泥頁巖主要分布在揚子地區(qū)和塔里木盆地的下古生界(寒武系筇竹寺組、奧陶系五峰組和志留系龍馬溪組)以及華北地區(qū)和遼西地區(qū)的中、上元古界(震旦系陡山沱組、長城系串嶺溝組、薊縣系洪水莊組和青白口系下馬嶺組)等地層中[5]。海陸過渡相含氣泥頁巖發(fā)育相對局限,主要分布在鄂爾多斯盆地和塔里木盆地石炭系—二疊系、四川盆地二疊系以及北疆地區(qū)侏羅系等上古生界和中生界中[6]。陸相含氣泥頁巖主要發(fā)育于中—新生界中,以鄂爾多斯盆地三疊系延長組和四川盆地三疊系—侏羅系為重要代表[7-8]。與海陸過渡相和陸相泥頁巖相比,海相泥頁巖橫向分布更為穩(wěn)定,單層沉積厚度更大,有機質(zhì)類型整體較好,生氣潛力更高,且熱演化程度普遍較高[9]。也正因如此,以四川盆地龍馬溪組為代表的海相頁巖氣率先實現(xiàn)了商業(yè)化開發(fā),而陸相和海陸過渡相頁巖氣還處于工業(yè)探索階段。

2 中國海相頁巖氣資源潛力

中國頁巖氣資源十分豐富,自2003年中國啟動頁巖氣理論研究與評價勘探工作以來,國內(nèi)外多個機構(gòu)陸續(xù)針對中國頁巖氣資源潛力開展了評價預(yù)測工作[10-13],綜合研究結(jié)果表明,中國頁巖氣地質(zhì)資源量為(80.5～134.4)×1012m3,可采資源量為(11.5～31.6)×1012m3,其中海相頁巖氣地質(zhì)資源量和可采資源量分別為(44.1～93.6)×1012m3和(8.2～21.1)×1012m3。海相頁巖氣資源是中國頁巖氣資源的主體,占比達75%,具有重要的勘探開發(fā)意義[14]。因此,本文重點針對國內(nèi)海相頁巖氣資源潛力進行了調(diào)研分析。

2.1 二疊系吳家坪組

四川盆地吳家坪組和龍?zhí)督M為同期異相沉積,整體為一套海陸過渡相—海相地層,其中,龍?zhí)督M主要為潮坪—潟湖相和淺水陸棚相沉積,主體分布在川南地區(qū),吳家坪組對應(yīng)深水陸棚相沉積,主要分布于川東北一帶(圖2)[15-16]。四川盆地吳家坪組埋深整體介于1 500～4 500 m,泥頁巖厚度主要介于10～40 m[17],吳家坪組泥頁巖有機質(zhì)來源主要為藻類和底棲生物,有機質(zhì)類型以II型干酪根為主,TOC含量介于4.90%～14.73%,有機質(zhì)成熟度Ro介于2.60%～3.80%,孔隙度主要為3.03%～9.88%[18-20]。有機地球化學(xué)特征表明,吳家坪組泥頁巖具有較好的生烴能力。根據(jù)前人資源評價結(jié)果,四川盆地及其周緣二疊系吳家坪組/龍?zhí)督M現(xiàn)今殘留烴量為3 620×108t,頁巖氣地質(zhì)資源量達(8.7～24.6)×1012m3,可采資源量為(1.3～3.7)×1012m3,具有較大資源潛力(表1)[21-22]。吳家坪組泥頁巖脆性礦物含量高,平均值達75%[20],有利于體積壓裂開發(fā)。綜合考慮埋深、頁巖厚度、TOC含量、成熟度Ro和孔隙度等主要參考指標,預(yù)測吳家坪組頁巖氣有利區(qū)主要分布在川東開江—梁平、龍駒壩、建南及三星等地區(qū),地質(zhì)資源量達6 985.96×108m3[23]。

表1 國內(nèi)主要海相層系頁巖氣資源潛力

2.2 五峰組—龍馬溪組

中上揚子地區(qū)尤其四川盆地的五峰組—龍馬溪組是國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)的主力層系[39]。其沉積對應(yīng)全球海平面快速上升階段,在四川盆地及其周緣形成了缺氧陸棚沉積環(huán)境,造就了富有機質(zhì)頁巖廣泛連片發(fā)育。在五峰組—龍馬溪組底部發(fā)育了一套優(yōu)質(zhì)黑色頁巖(TOC含量大于2.0%),厚度為40～70 m[24]。五峰組—龍馬溪組頁巖埋藏后經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動,現(xiàn)今整體埋深介于2 000～4 500 m,在川南和川西南地區(qū)埋深較淺,而在川東北地區(qū)埋深較大;Ro普遍達到2.0%～3.5%,對應(yīng)生干氣階段[25]。五峰組—龍馬溪組頁巖不僅具有優(yōu)越的生氣物質(zhì)基礎(chǔ),在頁巖氣富集和保存方面也具備良好的條件。在儲氣特征方面,五峰組—龍馬溪組頁巖除了大量發(fā)育微納米級的礦物粒間孔和粒內(nèi)孔以及有機質(zhì)孔等多種類型孔隙,層理和微裂縫的發(fā)育也為頁巖氣富集提供了良好的儲集空間和滲流通道[26-28]。整體上看,五峰組—龍馬溪組頁巖孔隙度主要介于3%～10%,滲透率在(0.01～1)×10-3μm2[29]。地層壓力系數(shù)主要介于1.0～2.3,整體處于異常高壓狀態(tài),表明該套頁巖層系具有良好的封閉性[29]。

因此,良好的物質(zhì)基礎(chǔ)、儲集和保存條件決定了五峰組—龍馬溪組頁巖氣資源潛力巨大。四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組頁巖氣地質(zhì)資源量為(17.50～33.19)×1012m3,可采資源量為(3.50～6.14)×1012m3(表1)。近十年四川盆地及其周緣頁巖氣勘探開發(fā)進展也證實了五峰組—龍馬溪組頁巖氣的資源潛力[30-31]。隨著淺層頁巖氣開發(fā)進展,深層頁巖氣開始進入勘探開發(fā)領(lǐng)域[32]。2018年,中國石化探明發(fā)現(xiàn)我國首個探明儲量超千億方深層頁巖氣田——威榮頁巖氣田,并于2020年建成10×108m3產(chǎn)能。四川盆地深層五峰組—龍馬溪組頁巖氣主要富集在川南地區(qū)[33],其地質(zhì)資源量和可采資源量分別為(8.50～25.69)×1012m3和(4.78～6.14)×1012m3(表1),在五峰組—龍馬溪組頁巖氣資源總量中占比超過50%[3]。目前,深層五峰組—龍馬溪組頁巖氣勘探有利區(qū)主要分布在自貢—富順、瀘縣—瀘州、內(nèi)江—永川、丁山—東溪和綦江—涪陵等地區(qū)[3,34](圖3)。

圖3 揚子地區(qū)志留系龍馬溪組頁巖地質(zhì)特征及頁巖氣有利區(qū)預(yù)測

2.3 寒武系筇竹寺組

筇竹寺組是繼五峰組—龍馬溪組之后實現(xiàn)頁巖氣工業(yè)化開發(fā)的重要海相頁巖層系。筇竹寺組泥頁巖為深水陸棚—斜坡相沉積,主要發(fā)育于德陽—安岳裂陷槽、川南及川北等地區(qū),其中在裂陷槽厚度最大,達到100～400 m,從裂陷槽向外減薄,厚度一般介于60～150 m[29,35,41]。在層位上,筇竹寺組分別對應(yīng)川西南地區(qū)的九老洞組、川北地區(qū)的郭家壩組、川東北—鄂西渝東地區(qū)的水井坨組及貴州地區(qū)的牛蹄塘組[35]。筇竹寺組泥頁巖埋藏后經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化,現(xiàn)今埋深整體介于2 500～4 000 m[38]。地球化學(xué)分析測試數(shù)據(jù)表明,筇竹寺組富有機質(zhì)泥頁巖的有機質(zhì)類型以Ⅰ型干酪根為主,TOC含量主要介于0.6%～12.9%,Ro為2.0%～5.8%,對應(yīng)過成熟干氣階段[35,42]。與生氣條件相比,筇竹寺組泥頁巖的儲氣和保存條件相對一般。頁巖儲集物性較差,低孔低滲,孔隙度介于1.0%～3.0%,滲透率通常小于0.003 6×10-3μm2[29]。地層壓力系數(shù)在1.0左右,以常壓為主,也反映了筇竹寺組頁巖氣較差的保存條件[29]。泥頁巖中脆性礦物含量較高,為40.0%～80.8%,有利于頁巖氣壓裂造縫[38]。

早在1966年,筇竹寺組頁巖氣在威5井有氣流顯示;從2009年開展頁巖氣勘探以來到2014年,在四川盆地內(nèi)部署的4口鉆井中有3口鉆井(威201井、金石1井和威201-H3井)在筇竹寺組頁巖氣層獲得工業(yè)氣流,日產(chǎn)氣(1.08～2.83)×104m3,實現(xiàn)了筇竹寺組頁巖氣的重大發(fā)現(xiàn)[24]。到2022年10月,中國石化在四川盆地部署的金石103HF探井在筇竹寺組獲高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工業(yè)氣流,日產(chǎn)氣25.86×104m3。2023年4月,中國石油在四川內(nèi)江部署的資201井在筇竹寺組獲測試日產(chǎn)氣達73.88×104m3的高產(chǎn)工業(yè)氣流。經(jīng)過多方評價,四川盆地筇竹寺組頁巖氣地質(zhì)資源量為(5.69～12.71)×1012m3,技術(shù)可采資源量為(0.89～1.06)×1012m3(表1)。綜合考慮沉積相帶、頁巖有效厚度、TOC含量、有機質(zhì)成熟度和埋深等因素,預(yù)測筇竹寺組頁巖氣有利區(qū)主要分布在川西南井研—犍為—威遠—資陽、川北南江及中揚子宜昌等地區(qū)(圖4)[43-44]。

常用于治療支原體感染的大環(huán)內(nèi)酯類的阿奇霉素，未批準靜脈使用于16歲以下兒童，只有口服制劑可以使用，很多醫(yī)院給小寶寶輸阿奇霉素，真是嚴重的錯誤。

2.4 震旦系陡山沱組

陡山沱組泥頁巖為陸棚相和潟湖相沉積,巖性以黑色碳質(zhì)頁巖和粉砂質(zhì)頁巖為主[45-46]。其中黑色頁巖發(fā)育于深水陸棚相,主要在黔北、黔東、上揚子?xùn)|南緣及中揚子地區(qū)分布,厚度介于20～70 m[5]。陡山沱組頁巖的有機母質(zhì)主要來源于水生藻類,有機質(zhì)類型以Ⅰ型為主,Ⅱ1型次之[47-49];有機質(zhì)豐度差異較大,TOC含量在0.50%～14.17%[43];現(xiàn)今埋深介于2～5 km,處于高—過成熟生干氣階段,Ro為2.1%～5.7%,平均為3.5%[35]。在儲集性能方面,陡山沱組頁巖屬于低孔特低滲儲層,實測孔隙度為0.6%～8.7%,滲透率均小于0.04×10-3μm2[50];脆性礦物含量為28.5%～56%[35]。從地質(zhì)條件分析來看,陡山沱組頁巖基本具備較好的頁巖氣成藏條件,是一套潛在的含氣目的層。而勘探實踐進一步表明陡山沱組頁巖具有頁巖氣遠景勘探潛力。中國地質(zhì)調(diào)查局在湖北宜昌部署的鄂陽頁2HF井在震旦系陡山沱組獲得勘探突破,日產(chǎn)頁巖氣5.5×104m3[35]。預(yù)測結(jié)果表明,陡山沱組頁巖氣有利區(qū)主要分布在構(gòu)造相對簡單、頁巖厚度大且熱演化程度相對較低的湘鄂西和渝東南地區(qū)[5]。

2.5 中上元古界

野外地質(zhì)調(diào)查及油氣勘探發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)中元古界長城系串嶺溝組、薊縣系洪水莊組和鐵嶺組以及上元古界青白口系下馬嶺組等頁巖層系顯示出一定的生烴潛力,其中串嶺溝組和鐵嶺組頁巖氣資源潛力較差,且研究相對較少,本文暫不討論。華北燕山地區(qū)中元古界和上元古界發(fā)育齊全,地層厚度較大,且頁巖層系中液態(tài)油苗廣泛分布[51],因此,本文以燕山地區(qū)為例,重點剖析中上元古界頁巖氣資源潛力。

下馬嶺組沉積時為局限淺海環(huán)境,伴隨沉積過程海水不斷加深,因此黑色頁巖主要發(fā)育在下馬嶺組頂部,整體厚度分布在100～300 m,在燕山地區(qū)西部的宣龍坳陷一帶厚度最大,超過400 m,向南、向東逐漸變薄[52]。下馬嶺組頁巖有機質(zhì)顯微組分以腐泥組和惰質(zhì)組為主,有機質(zhì)類型為Ⅰ型和Ⅱ型,且以Ⅱ型為主[53-54]。燕山地區(qū)下馬嶺組頁巖TOC含量主要分布在0.14%～16.7%(平均約為2.42%)[52-53,55-56];熱解參數(shù)S1+S2主要介于0.03～11.39 mg/g(平均為3.90 mg/g),反映了一定的生烴潛力[57]。大部分頁巖的Ro為1.03%～1.30%,處于成熟演化階段;局部地區(qū)頁巖因受到侵入巖烘烤作用熱演化程度較高,Ro可達2.03%[52]。下馬嶺組頁巖主要發(fā)育溶蝕孔、粒間孔和微裂隙,相比之下有機孔較不發(fā)育[56]。儲層物性較差,孔隙度主要分布在1.60%～5.40%,滲透率主要介于(0.000 32～0.005 80)×10-3μm2[52-53]。脆性礦物含量較高,平均在60%以上,其中石英含量占比最高,利于頁巖壓裂和改造[58]。基于TOC含量大于2.0%、Ro大于1.3%和頁巖厚度大于25 m的選區(qū)標準,預(yù)測下馬嶺組頁巖氣有利區(qū)主要分布在河北涿州—北京房山—門頭溝—昌平一帶和蘭旗營子一帶(圖5)[52]。

圖5 燕山地區(qū)上元古界下馬嶺組頁巖地質(zhì)特征及頁巖氣有利區(qū)預(yù)測

洪水莊組黑色頁巖主要形成于半開闊海和潟湖環(huán)境,在北京密云—河北興隆一帶厚度最大,為100～180 m,分別向西、向南逐漸減小[52]。洪水莊組頁巖有機質(zhì)類型以Ⅰ型為主,TOC含量整體介于0.10%～7.59%,熱解參數(shù)S1+S2主要介于0.03～4.80 mg/g(平均為2.58 mg/g)[52-53,57]。洪水莊組頁巖有機質(zhì)熱演化程度較高,Ro主要分布在1.44%～1.52%(平均約為1.51%),整體處于成熟—高成熟階段,部分地區(qū)洪水莊組頁巖由于受到侵入巖烘烤作用,Ro可高達4.20%[52,54]。洪水莊組頁巖孔隙度和滲透率分別介于0.55%～8.02%和(0.000 01～0.007 90)×10-3μm2[52]。脆性礦物含量高,平均含量約為77.3%,其中石英和長石平均含量分別約為59.6%和11.2%[53]?；赥OC含量大于2.0%、Ro大于1.3%和頁巖厚度大于25 m的選區(qū)標準,預(yù)測洪水莊組頁巖氣有利區(qū)主要分布在河北承德—寬城一帶(圖6)[52]。

圖6 燕山地區(qū)中元古界洪水莊組頁巖地質(zhì)特征及有利區(qū)預(yù)測

3 中國海相頁巖氣未來勘探方向

在雙碳背景下,天然氣等清潔能源的開發(fā)利用是我國能源轉(zhuǎn)型的重要組成部分。伴隨油氣勘探開發(fā)進展,頁巖氣日益成為天然氣增儲上產(chǎn)的主力,而海相頁巖氣仍是我國當(dāng)前頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的主陣地。近年來,石油地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的知名專家學(xué)者們針對海相頁巖氣的未來勘探方向提出了各自的觀點和見解。

3.1 聚焦深層—超深層頁巖氣

目前,四川盆地海相頁巖氣在3 500 m以上的淺層已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模商業(yè)開發(fā);在3 500～4 000 m深層進行了工業(yè)化試產(chǎn)和開采[31]。研究表明,在海相頁巖氣資源中,深層頁巖氣占比達到65%,具有巨大資源潛力,是未來重點勘探方向[59]。其中,四川五峰組—龍馬溪組深層頁巖氣(埋深為3 500～4 500 m)和超深層頁巖氣(埋深大于4 500 m)地質(zhì)資源量分別約為9.6×1012m3和2.4×1012m3[42]。據(jù)估計,四川盆地及周緣深層頁巖氣和超深層頁巖氣分別具備年產(chǎn)300×108m3和80×108m3的資源規(guī)模[42]。此外,勘探結(jié)果也進一步證實了深層頁巖氣的資源潛力。中國石油在川南地區(qū)部署的一批深層頁巖氣評價井都獲得了較高的頁巖氣測試產(chǎn)量。例如,在瀘州地區(qū)部署的陽101H2-8井中五峰組—龍馬溪組頁巖埋深超過4 000 m,其頁巖氣測試產(chǎn)量為51×104m3/d;瀘204井在埋深超過4 500 m處鉆遇了五峰組—龍馬溪組頁巖,獲得頁巖氣測試產(chǎn)量為14×104m3/d[42]。威榮頁巖氣田目的層五峰組—龍馬溪組頁巖平均埋深約3 750 m,提交探明儲量1 247×108m3,并于2020年建成年產(chǎn)能10×108m3。2021年,中國石化在重慶部署的重點超深探井——東頁深2井在埋深4300m的頁巖氣層獲得測試日產(chǎn)氣量41.2×104m3,標志著埋深超過4 000 m的深層頁巖氣勘探實現(xiàn)重要突破。2022年,中國石化在四川盆地東南緣復(fù)雜構(gòu)造區(qū)發(fā)現(xiàn)的首個中深層—深層頁巖氣大氣田——綦江頁巖氣田,埋深介于1 900～4 500 m,提交首期探明地質(zhì)儲量1 459.68×108m3。

3.2 走向復(fù)雜構(gòu)造區(qū)常壓頁巖氣

南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū)廣泛發(fā)育常壓海相頁巖儲層,也是海相頁巖氣的重要資源領(lǐng)域。高壓和超高壓頁巖氣藏主要分布在四川盆地內(nèi)部,常壓頁巖氣藏主要在盆地外緣發(fā)育,以桑柘坪、武隆和道真向斜等復(fù)雜構(gòu)造單元中的五峰組—龍馬溪組頁巖氣藏為典型代表。與高壓和超高壓頁巖氣藏相比,常壓頁巖氣藏具有相似的沉積背景和物質(zhì)基礎(chǔ),但常壓頁巖氣藏通常經(jīng)歷了更為復(fù)雜和強烈的改造,頁巖氣的保存條件較差。然而,近十年頁巖氣勘探實踐表明,常壓頁巖氣具有一定的資源潛力。中國石化自2012年至2019年先后在桑柘坪向斜龍馬溪組部署了5口探井,分別是彭頁1井—彭頁5井,地層壓力系數(shù)介于0.96～1.03,測試日產(chǎn)氣量為(1.11～3.80)×104m3;2015年和2018年分別在武隆向斜頁巖氣井——隆頁1井和隆頁2井獲得龍馬溪組測試日產(chǎn)氣量為4.60×104m3和9.22×104m3,其地層壓力系數(shù)平均約為1.06[61]。研究表明,保存條件對于常壓頁巖氣的富集至關(guān)重要。因此,對于盆地外緣地層抬升剝蝕程度較低、斷層規(guī)模較小且相對封閉及經(jīng)歷構(gòu)造期次較少等保存條件較好的地區(qū),是常壓頁巖氣藏的重點勘探方向[61]。

未來針對復(fù)雜構(gòu)造區(qū)常壓海相頁巖氣,進一步完善其勘探理論,即進一步厘清復(fù)雜構(gòu)造區(qū)構(gòu)造運動期次及其與海相頁巖氣成藏事件及關(guān)鍵時刻的耦合作用;加強復(fù)雜構(gòu)造區(qū)后期構(gòu)造運動對早期頁巖氣藏的改造和破壞作用,對復(fù)雜構(gòu)造區(qū)常壓海相頁巖氣保存條件進行半定量—定量化分析;加強宏觀構(gòu)造演化與頁巖儲層微觀性質(zhì)變化的耦合研究;探討復(fù)雜構(gòu)造區(qū)常壓海相頁巖氣富集機制[60]。此外,進一步加大鉆井提速和壓裂提產(chǎn)等開發(fā)技術(shù)攻關(guān),降低常壓海相頁巖氣的單井鉆采成本。

3.3 開拓新區(qū)新層系頁巖氣

中元古界洪水莊組、上元古界下馬嶺組、寒武系筇竹寺組、志留系高家邊組、泥盆系羅富組、石炭系大塘組等新層系等是未來海相頁巖氣的潛在接續(xù)。近年來,針對新層系頁巖氣勘探開發(fā)工作也有一些進展:寒武系筇竹寺組獲得工業(yè)氣流突破;志留系高家邊組頁巖主要分布在下?lián)P子地區(qū),結(jié)合二維地震勘探和探井部署(皖含地1井)證實了高家邊組頁巖氣資源潛力[62];廣西柳州泥盆系羅富組和貴州六盤水石炭系大塘組顯示出一定的勘探開發(fā)前景,鉆井獲得日產(chǎn)氣(2.0～5.0)×104m3[10]?？碧綄嵺`證明,新層系頁巖氣資源潛力較大。未來,加強新層系頁巖氣勘探對于拓寬頁巖氣增儲上產(chǎn)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮積極作用。面對新層系海相頁巖氣藏,需要落實頁巖氣資源潛力,深入探討頁巖氣成藏機制與主控地質(zhì)因素,制定新層系海相頁巖氣有利區(qū)和“甜點”評價方案,從而進一步豐富新區(qū)新層系海相頁巖氣勘探理論。

4 結(jié)論

(1)中國海相頁巖氣資源潛力巨大,主要分布在南方地區(qū)奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組、二疊系龍?zhí)督M/吳家坪組、寒武系筇竹寺組和震旦系陡山沱組以及華北地區(qū)中上元古界洪水莊組和下馬嶺組。目前五峰組—龍馬溪組頁巖氣在中淺層已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模商業(yè)開發(fā);筇竹寺組頁巖氣獲得了工業(yè)氣流突破,拓寬了海相頁巖氣增儲上產(chǎn)的領(lǐng)域;陡山沱組、洪水莊組和下馬嶺組等海相古老層系具有一定的頁巖氣資源潛力。深層—超深層海相頁巖氣將是重要的頁巖氣產(chǎn)量增長領(lǐng)域,復(fù)雜構(gòu)造區(qū)和新層系海相頁巖氣是潛在頁巖氣資源接替區(qū)。

(2)中國海相頁巖氣未來的勘探方向應(yīng)主要著眼于深層—超深層、常壓及新區(qū)新層系頁巖氣勘探領(lǐng)域:聚焦深層—超深層頁巖氣,深化儲層超壓形成機制、儲層?？讬C理、儲層脆—韌性轉(zhuǎn)換臨界條件等理論研究,加強深層—超深層頁巖氣完鉆井技術(shù)和配套裝備及儲層體積壓裂技術(shù)攻關(guān);走向復(fù)雜構(gòu)造區(qū)常壓頁巖氣,完善常壓頁巖氣保存條件定量分析、頁巖氣富集機制等勘探理論,攻關(guān)增速提產(chǎn)技術(shù),降低單井鉆采成本;開拓新區(qū)新層系頁巖氣,落實頁巖氣資源潛力,制定新層系海相頁巖氣有利區(qū)和“甜點”評價方案。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

All authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻/Authors’Contributions

李敏、杜偉參與論文的構(gòu)思;李敏、王鵬威參與論文寫作和修改,劉雅利、馮動軍、申寶劍參與文章審查。所有作者均閱讀并同意最終稿件的提交。

The study was designed by LI Min and DU Wei. The manuscript was drafted and revised by LI Min and WANG Pengwei. The manuscript was supervised by LIU Yali, FENG Dongjun, and SHEN Baojian. All the authors have read the last version of paper and consented for submission.