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      关键词:页岩气;鄂西;“页岩气革命”;美国

      内容摘要:包书景郭天旭李飞新闻背景不久前召开的全国地质调查工作会议上传来消息,我国长江中游鄂西地区页岩气调查去年取得重大突破,在震旦系、寒武系和志留系三个地质层系均获高产页岩气流,页岩气地?#39318;?#28304;量达11.68万亿立方米,具有建成年产能100亿立方米的资源基础。地质研究表明,长江经济带广泛沉积了从震旦系到第三系十余套富含有机质的页岩,既有海洋环境沉积形成的海相页岩,也有湖泊环境沉积形成的陆相页岩,还有沼泽环境沉积形成的海陆过?#19978;?#39029;岩,页岩气地?#39318;?#28304;潜力达84.96万亿立方米,?#38469;?#21487;采资源潜力14.67万亿立方米。

      关键词:页岩气;鄂西;“页岩气革命”;美国

      作者简介:

       

        包书景 郭天旭 李飞

        新闻背景

        不久前召开的全国地质调查工作会议上传来消息,我国长江中游鄂西地区页岩气调查去年取得重大突破,在震旦系、寒武系和志留系三个地质层系均获高产页岩气流,页岩气地?#39318;?#28304;量达11.68万亿立方米,具有建成年产能100亿立方米的资源基础,有望与重庆涪陵、四川长宁形成“三足鼎立”的资源基地。

        那么,页岩气对于世界未来的能源需求到底有多重要?鄂西页岩气的重大发现又有着怎样的意义?

        能源产业里的“页岩气革命”

        页岩气,本质上就是一?#22336;?#24120;规天然气。但是,和采自常规天然气田的天然气和油田的伴生气不同,页岩气以吸附或游离方式储存在黑色页岩中。有人比喻说,如果说常规天然气为一个封闭空间内的所有甲烷等气体的结合,那么页岩气的状态就是封闭空间内装满了“泡沫材料”后的甲烷等气体的结合。

        有了这些“泡沫材料?#20445;?#23601;使得页岩气的开采要比常规天然气难得多。还有人打了这样的比方,说开采页岩气就像“从细鸡尾酒吸管中吸出浓奶昔或像在枕头里吸气”一样困难。因此,虽然人们很早就知道在页岩层中有巨量的天然气,但长期以来却被人们认为是没有多少开采价值的“边角余料”。

        美国是全球页岩气开发利?#31859;?#26089;、产量最大的国家。2000年以来,随着连续型油气藏理论认识的深入、水平井钻井?#22836;?#27573;体积压裂?#38469;?#30340;广泛应用,在美国掀起了一场“页岩气革命?#20445;?#21576;现出油气(页岩气与页岩油)并举、产量大幅增长?#32622;妗?000年美国页岩气产量约100亿立方米,占美国天然气总产量的2.0%;2006年美国页岩气产量311亿立方米,占美国天然气总产量的5.9%;2017年美国页岩气产量达到4746亿立方米,占美国天然气总产量的63%。

        面对金融危机以来经济增长疲软、失业率居高不下的阴影,“页岩气革命”无疑为美国经济注入了一剂“强心针”。美国“页岩气革命”的巨大成功,有效降低了工业生产中的能源成本,进而带动美国制造业的复苏、拉动可再生能源产业的发展。美国相关产业振兴不仅能够创造源源不断的就业岗位,而且可以逐渐减少美国对外石油进口、稳步促进美国本土的油气资源出口,进而有效平衡贸易赤字。页岩气革命,不仅使美国初步实现了“能源独立?#20445;?#21516;时极大地刺激了经济发展。

        美国“页岩气革命”还带来了油气工业的科技革命,推动了全球非常规油气快速发展。这场突如其来的“页岩气革命”不仅影响了全球能源格局,而且对国家地缘政治具有重大影响。一种流行的观点认为,美国由一个油气进口国转变为油气出口国,从海湾及中东地区进口石油的需求将大大减少,美国可能将大大降低在中东地区的外交和军事介入力度,从中东“抽身”。

        世界页岩气资源丰富,开发利用进展迅速。根据权威机构2015年的评价,全球页岩气?#38469;?#21487;采资源量为220.69万亿立方米,其中,中国、阿根廷、阿尔及利亚、美国分别占到总量的14.31%、10.29%、9.07%、7.99%。目前,世界上实现页岩气商业性开发的国家共有4个,2017年页岩气产量5422亿立方米,美国、加拿大、中国、阿根廷页岩气产量分别为4746亿立方米、570亿立方米、91亿立方米、15亿立方米。此外,波兰、英国、乌克兰、澳大利亚、新西兰、沙特、印?#21462;?#21335;非、巴西等10多个国家在进行页岩气的勘?#25509;?#35780;价工作。

        我国页岩气?#38469;?#21487;采资源量达31.57万亿立方米,居世界第一位。自2008年开始,我国开展了全国页岩气资源潜力评价,指出我国海相、陆相和海陆过?#19978;?#39029;岩蕴藏着丰富的页岩气资源,四川盆地及周缘是页岩气有利的勘查地区;自2009年以来,中国石油、中国石化在页岩气综合选区评价的基础上,实施页岩气勘探,先后在四川威远、长宁和重庆涪陵实现了四川盆地内志留系龙马溪组页岩气勘探的重大突破,截至2018年年底,累计探明页岩气地质储量10455亿立方米,2018年页岩气产量达到109亿立方米,我国成为北美以外第一个实现页岩气商业开发的国家。

        近年来,国内天然气消?#30740;?#27714;的增长速度已超过煤炭和石油,对外?#26469;?#24230;快速上升,供需缺口也越来越大。而仅仅依靠常规天然气的增产不能有效?#33322;?#20379;需矛盾,迫切需要加大对页岩气的勘探和开采力度,增加我国页岩气产量,对常规天然气形成有效的补充。

        科技创新带来鄂西页岩气重大发现

        数亿年以前,鄂西地区是一片汪洋大海,气候温暖潮湿,水生生物繁盛,由于新陈代谢作用,大量死亡的生物与细粒的泥质沉积于海底形成富含有机质的黑色页岩。随着埋藏深度的不断加大,温度和压力?#20013;?#21319;高,这些生物有机质通过热解和裂解作用生成天然气,这些天然气一部分从页岩中运移出去,并聚集在多孔的砂岩中,形成常规天然气,一部分滞留在富有机质页岩中形成页岩气。

        斗转星?#30130;?#27815;海变桑田,强烈的地壳运动使鄂西地区由海洋变成了陆地,形成了沟壑纵横、山水交融的复杂地表地貌和地层起伏、断层发育的复杂地下构造。一部分含气页岩暴露地表,页岩气发生散失;一部分含气页岩仍然埋藏在地下,页岩气才得以保存。

        长江经济带发育多套富有机质页岩,页岩气资源丰富。地质研究表明,长江经济带广泛沉积了从震旦系到第三系十余套富含有机质的页岩,既有海洋环境沉积形成的海相页岩,也有湖泊环境沉积形成的陆相页岩,还有沼泽环境沉积形成的海陆过?#19978;?#39029;岩,页岩气地?#39318;?#28304;潜力达84.96万亿立方米,?#38469;?#21487;采资源潜力14.67万亿立方米,分别占全国的69.07%、67.17%,也就是说,我国页岩气资源的三分之二分布在长江经济带。

        经过了半个多世纪的调查勘查,油气和页岩气发现仍局限于构造稳定的四川盆地等地区。常规油气勘探开发集中在长江上游的四川盆地、中游的江?#21495;?#22320;和下游的苏北盆地,页岩气仅仅在四川盆地涪陵、威远、长宁等地区实现了勘探开发,且仅限于志留系龙马溪组一个层系,累计探明页岩气地质储量超过万亿立方米,页岩气年产?#23458;?#30772;了百亿立方米。自2009年开始,多家单位在鄂西地区先后开展了页岩气资源调查勘查工作,实施页岩气钻井二十余口,也仅仅在志留系龙马溪组取得了页岩气显示。

        与构造稳定的北美大陆相比,我国南方开采页岩气面临地?#35270;?#22320;貌条件严峻挑战。一是页岩时代老,热演化程度高;二是构造活动强烈,且具多阶段性;三是地形地貌复杂,页岩气钻井井场选择?#35759;?#22823;;四是山川交错,交通不便。

        面对我国南方复杂构造区页岩气发展的多重挑战,中国地质调查局科技人员发挥区域地质调查的优?#30130;?#39318;?#26410;?#26032;提出“强中找弱、高中?#19994;汀?#30340;选区评价思路,创新建立古?#19979;?#36215;具?#23567;?#38548;?#32570;?#25972;”作用的复杂地质构造区页岩气地质理论认识和古隆起控藏型富集保存模式。应用这一页岩气理论认识和富集保存模式,指导页岩气调查取得了重大突破和发现。此外,复杂构造区选区选层评价?#38469;酢?#27700;平井优快钻探?#38469;酢?#22797;杂储层压裂返排?#20113;?#24037;?#21344;际酢?#19977;大?#38469;?#20307;系?#20445;?#25903;撑鄂西地区页岩气调查取得重大突破。调查表明,鄂西页岩气远景地?#39318;?#28304;量达11.68万亿立方米,有利区页岩气可采资源量超过4000亿立方米,证实鄂西地区具备建成100亿立方米页岩气产能的资源基础,相当于一个年产1000万?#36136;?#27833;的大型油田,有望与重庆涪陵、四川长宁形成“三足鼎立”的资源基地。

        院士专家一致认为:鄂西页岩气调查的重大突破,是具有创新性、导向性、引领性的重大成果,创新性的理论认识和工程?#23548;?#36798;到了国际领?#20154;?#24179;。

        ?#30001;?#38405;读

        鄂西页岩气发现意味着什么

        鄂西地区丰富的页岩气资源,可以规划建设年产能100亿立方米的页岩气资源基地,每年将减排二氧化碳约1200万吨,加快产?#21040;?#26500;调整,有效服务长江经济带绿色廊道建设。

        鄂西页岩气开发可?#28304;?#36827;地方经济发展,服务精?#32426;?#36139;。鄂西地区地处于武陵山?#29420;?#21306;,又是生态环境的重要保护区,作为清洁能源的页岩气勘查开发,可?#28304;?#36896;就业机会、带动产业发展,有助于鄂西地区的扶贫攻坚工作。鄂西复杂构造区页岩气理论?#22270;际酰?#20197;及评价提出的页岩气有利勘查区块,将有效指导南方复杂地质构造区页岩气勘查,带动长江经济带面积约4万平方千米区块的页岩气勘查开发。

        初步估算,鄂西地区页岩气开发利用后可?#26376;?#36275;5000万至8000万人口生活用气。

        (策划组稿:自然资源部中国地质调查局科普办公室)

      作者简介

      姓名:包书景 等 工作单位:

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