读《页岩气资源开采现状、问题与前景》

4年前,王世谦先生撰文,评价了当下火爆的页岩气勘探开发,对其中的一些问题进行了评述,说出了很多行业内的“小秘密”。王世谦. 中国页岩气勘探评价若干问题评述[J]. 天然气工业,2013,(12):13-29.

2017年王先生再度出手,再次爆出不少“小秘密”。王世谦. 页岩气资源开采现状、问题与前景[J]. 天然气工业,2017,(06):115-130.

1、北美页岩气的成功主要在于低成本高效开发技术的不断进步。而不是政策扶持,不是政策扶持!

2、由于页岩气开采效果低于预期,国际上一般采用TOC>2%的下限取值标准进行可采资源的估算。

3、国内陆相和海陆过渡相页岩气勘探尚无实质性突破。绝大部分探井局限于“气测显示好、解析气量或含气量高、点火可燃、点火成功”。

4、南方复杂构造区页岩气开采认识

(1)目的层基本都集中在五峰-龙马溪组。

(2)现状为“有岩无气、有气无流、有流无量”,有投资无回报。

(3)页岩资源丰富不等于页岩气资源丰富

从静态地质指标看,南方复杂构造区龙马溪、牛蹄塘/水井沱组等多个层位黑色富有机质页岩(TOC>=2%)厚度大,有机质丰度高,热演化程度高,物性、脆性及含气性好,具有良好前景。但是,目前的钻探表明,具有富有机质的页岩并不等于页岩气资源也丰富。酉阳、秀山、保靖、凤冈、正安等区块内的钻探表明,牛蹄塘组富有机质页岩中所含的气体主要是氮气而非甲烷。已钻区块的70%的下寒武统黑色页岩中氮气含量一般都在90%以上。 岑巩区块的天星1井牛蹄塘组直井压裂后经液氮助排、抽汲,获得低产气流,甲烷含量76-81%,数公里外的天马1井同层位则含氮气为主,氮气含量超过95%。四川盆地周缘的昭通、长宁构造上,牛蹄塘组优质页岩厚度大,有机质含量高,平均TOC>3%,旦含气量极低,低于0.5方/吨,气体组分主要为氮气,压裂后基本无气流产出。

(4)页岩普遍含气旦可采资源有限

页岩的性质决定了普遍含气,也就是说“页岩气是否存在”无需要部署钻井去验证,需要验证的是是否具有可采资源量。

城口地区下寒武统水井沱组页岩极优,有机碳含量甚至达到30%,甲烷含量也极高,超过94%,但是压裂求产未见勘探突破。

十二五期间的实践表明,南方复杂构造区下古生界海相富有机质普遍表现为“含气但压不出气,或者有气流但无产能”。仅根据页岩地质参数特别是现场解析气量或含气量来评价页岩气资源前景或圈定开采有利区存在着极大的不确定性和勘探风险,当然含气量测量本身是否存在测量问题还待定。原因是这些区块由于多期构造运动变形强度大,褶皱断裂极为发育、页岩气保存条件差、优越的疏导条件已使页岩中残留的游离气大多散失,资源规模小,开采潜力并不大。

(5)复杂构造区并非页岩气开采的有利区

页岩气资源开采潜力的大小主要取决于集生、储、盖于一体的富有机质页岩资源禀赋的高低,资源禀赋受页岩层系生排烃组合模式及排烃疏导条件的直接影响。EIA在世界页岩气资源评价报告中将发育深大断裂、上冲断块等复杂构造区列为页岩气开采高风险。目前南方复杂区块不得不把页岩气钻探选择在分布狭窄的向斜区,而这些隔槽式向斜区变形强烈导致窄陡、紧闭,核部地层产状急变复杂,发育多期次活动的纵向深大断裂。

勘探实践证明,多期次多旋回构造挤压作用所引发的页岩气散失、泄压与保存问题,已成为制约南方复杂构造区海相页岩气开采的一个关键因素。

在断裂发育区,页岩气水平井的压裂效果往往不佳,因为一条小断层也会转移、分流大量的压裂能量。断裂越发育,潜在的泄露带越多,压裂的效果也越差。

(5)未来页岩气产能接替区集中在海相页岩

除五峰-龙马溪组外,其他层系的海相富有机质页岩值得重视,特别是具有与五峰-龙马溪组相似沉积背景的中下奥陶统湄潭组/大湾组和庙坡组笔石相黑色页岩,以及上二叠统大隆组黑色硅质页岩,筇竹寺/牛蹄塘组等。

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