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劍指“更深、更古老”頁巖氣勘探開發(fā)新領(lǐng)域

相較于常規(guī)天然氣，頁巖氣儲層具有低孔隙度、低滲透率的特征。“以孔隙度來說，儲存常規(guī)天然氣的巖石，如碳酸鹽巖、砂巖等，其孔隙一般用肉眼可見，而頁巖的孔隙都是納米級的，要放大上千、上萬倍才能看到。”郭彤樓說。

他進一步介紹，這樣的特性導(dǎo)致儲存在頁巖孔隙中的天然氣很難被排出，因此頁巖氣需要通過打水平井和水力壓裂才能被開采出來。即通過高壓泵向地層打入壓裂液，把頁巖層撐開，這樣就“打通”了原有的細小孔隙，人工制造出裂縫，壓裂液攜帶的石英砂等物質(zhì)進入裂縫后起到支撐作用。隨著壓裂液被抽回地表，頁巖氣也就從裂縫中被釋放出來。

頁巖氣開采示意圖歐洲環(huán)境署網(wǎng)站截圖（觀察者網(wǎng)漢化）

談及我國頁巖氣開采，郭彤樓用“螺獅殼里做道場”來形容。他表示，中國地下資源稟賦遠不如美國，地質(zhì)條件更為復(fù)雜，一些曾經(jīng)規(guī)模很大的古油氣藏在后期構(gòu)造活動過程中遭到破壞，或分割成規(guī)模更小的油氣藏。

“就四川盆地來說，去掉周邊的山區(qū)，有大約18萬平方公里，而真正能開采頁巖氣的區(qū)域也就三分之一左右，即5、6萬平方公里。如果頁巖儲層連續(xù)分布、埋在地下2、3千米的深度，就能形成一個很大規(guī)模的頁巖氣田。但現(xiàn)實是，一億多年來，由于多期地殼運動和改造，頁巖被斷層切割成眾多塊體。現(xiàn)在能找到一塊2、3千平方米大小的頁巖氣連續(xù)分布且穩(wěn)定的區(qū)域，已經(jīng)很難得了。”郭彤樓說。

2019年4月20日，重慶，中國石化涪陵頁巖氣公司施工隊伍在進行新井投產(chǎn)前的作業(yè)施工視覺中國

“因此，雖然我們是頁巖氣資源大國，但我國頁巖氣開采難度大，成本高。這就意味著，我們不可能采取美國那樣的開發(fā)方式。作為央企，我們考慮的是如何把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的頁巖氣盡可能多地開采出來，盡可能延長頁巖氣井的穩(wěn)產(chǎn)時間。”

為了最大化開發(fā)資源，中國石化積極探索立體開發(fā)模式。截至目前，涪陵氣田焦石壩區(qū)塊整體采收率提高到23.3%，相比2013年開發(fā)初期翻了一番。涪陵頁巖氣田三層立體開發(fā)井組采收率更是達到44.6%，達到國際先進水平。

在開發(fā)頁巖氣資源潛力的道路上，我國地質(zhì)工作者的腳步從未停歇。

據(jù)了解，四川盆地主要有龍馬溪組和寒武系筇竹寺組兩套主力海相頁巖層系，其中龍馬溪組已實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)。近年來，中國石化和中國石油都把目標瞄準了寒武系筇竹寺組，其儲層分布范圍廣、厚度大 、含氣量高，總資源量超過15萬億立方米。但受地層時代老、埋藏深度大、構(gòu)造演化期次多等復(fù)雜地質(zhì)工程條件影響，實現(xiàn)商業(yè)性規(guī)模開發(fā)難度極大。

中國石化綦江頁巖氣田中國石化西南石油局

2022年10月，中國石化部署在四川盆地樂山地區(qū)的金石103井測試獲日產(chǎn)25.86萬立方米高產(chǎn)頁巖氣，這是我國首次在寒武系筇竹寺組地層取得頁巖氣勘探的重大突破，開辟了頁巖氣規(guī)模增儲新陣地。2023年4月，中國石油部署在四川內(nèi)江的頁巖氣井——資201井測試獲穩(wěn)定日產(chǎn)氣量73.88萬立方米，這是全球首次在距今5.4億年的寒武系頁巖地層中鉆獲具有商業(yè)開發(fā)價值的高產(chǎn)工業(yè)氣流。

2024年6月，中國石化部署在四川盆地的兩口頁巖氣探測井——金頁3井和資陽2井接連獲高產(chǎn)工業(yè)氣流，測試日產(chǎn)量分別為82.6萬立方米和125.7萬立方米。兩口頁巖氣探測井完成鉆井深度分別達到5850米和6666米，目標儲層均為寒武系。其中，資陽2井在超深層寒武系，成為全球時代最古老、頁巖氣產(chǎn)量最高井。多井多地取得突破，證實了寒武系頁巖氣具備規(guī)模增儲潛力。