我國首個大型頁巖氣田涪陵氣田 為美麗中國貢獻(xiàn)更多清潔能源

• 2018年3月27日 YaoEnHua來源：國際石油網(wǎng) 375 17
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  2018-2023年中國陰陽離子交換樹脂行業(yè)競爭格局分析及發(fā)展前景研究報告

  隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，陰陽離子交換樹脂市場發(fā)展面臨巨大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在市場競爭方面，陰陽離子交換樹脂企業(yè)數(shù)量越來越多，市場正面臨著供給與需求的不對稱，陰陽離子交換樹脂行業(yè)有進(jìn)一步洗牌的...

這是一個帶有傳奇色彩的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。在中國油氣勘探史上，他們再次刷新紀(jì)錄，吸引眼球。2018年1月，中國石化勘探分公司牽頭完成的“涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)”項(xiàng)目榮獲國家科技進(jìn)步一等獎。此前的2015年1月，他們牽頭完成的“元壩超深層生物礁大氣田高效勘探”項(xiàng)

這次與以往不同的是，在全球能源領(lǐng)域掀起頁巖氣革命的關(guān)鍵時期，勘探分公司迅速從常規(guī)油氣勘探轉(zhuǎn)入頁巖氣勘探，發(fā)現(xiàn)并探明了涪陵頁巖氣田。從2012年涪陵頁巖氣田發(fā)現(xiàn)，到2017年底累計探明儲量超過6008億立方米，年產(chǎn)氣60億立方米，累計產(chǎn)氣超過150億立方米，并建成年產(chǎn)能100億立方米，中國逐步成為與美國、加拿大鼎足而立的頁巖氣勘探開發(fā)大國，邁入世界三強(qiáng)。

鍛造打開頁巖氣寶藏的“理論之鑰”

頁巖氣是一種蘊(yùn)藏廣泛且豐富的非常規(guī)清潔能源。新世紀(jì)以來，美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，改變了美國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，降低了能源的對外依賴度。

中國的頁巖氣資源豐富，國家高度重視頁巖氣資源的勘探開發(fā)。同時，受美國頁巖氣革命鼓舞，2010年前后，國內(nèi)掀起了第一輪頁巖氣開發(fā)熱潮，打了120多口巖氣井，但大多數(shù)沒有商業(yè)發(fā)現(xiàn)。到2012年初，懷疑和悲觀論調(diào)四起。

在中國石化集團(tuán)公司黨組的統(tǒng)一部署下，勘探分公司這支在常規(guī)油氣勘探領(lǐng)域立下汗馬功勞的專業(yè)勘探隊(duì)伍，2009年開始成立頁巖氣勘探管理機(jī)構(gòu)和研究室，抽調(diào)精兵強(qiáng)將挺進(jìn)頁巖氣新領(lǐng)域。

長期工作在油氣勘探一線的勘探分公司總經(jīng)理郭旭升特別重視基礎(chǔ)研究。他認(rèn)為，我國特別是南方地區(qū)頁巖氣形成、富集、保存與北美差異大，北美地表平整如一個光滑的大盤子，而我國南方地質(zhì)條件復(fù)雜，更像一個大盤子摔碎了還被踹了一腳，頁巖氣勘探開發(fā)照搬北美理論不切實(shí)際，必須從基礎(chǔ)研究做起，建立適合我國地質(zhì)特點(diǎn)的頁巖氣勘探開發(fā)理論和技術(shù)。

郭旭升帶領(lǐng)的頁巖氣勘探團(tuán)隊(duì)收集了9口已鉆井、6562千米二維地震和25條露頭剖面的老資料，開展了第一輪綜合研究。郭旭升領(lǐng)著科研團(tuán)隊(duì)深入野外實(shí)測地質(zhì)剖面。一年半的時間足跡遍布四川、重慶、貴州、廣西的山山嶺嶺，獲得了20萬米的露頭剖面資料。他們利用新老資料開展對比研究，發(fā)現(xiàn)深水陸棚相有機(jī)質(zhì)含量高，硅質(zhì)含量高，是優(yōu)質(zhì)頁巖發(fā)育的有利相帶，是有利勘探領(lǐng)域。海相頁巖氣勘探的大方向就此豁然開朗。

團(tuán)隊(duì)覺察到當(dāng)時國內(nèi)論證頁巖氣井時忽視了“保存條件”這個關(guān)鍵要素。而后，以保存條件研究為重點(diǎn)，他們對國內(nèi)外頁巖氣地質(zhì)條件進(jìn)行深入地對比研究，提出了一個新的認(rèn)識：美國的頁巖氣地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，富集和保存條件較好，而我國的地質(zhì)活動強(qiáng)烈，地下構(gòu)造破碎，富集和保存條件復(fù)雜，因此，在勘探過程中，必須把生成條件和后期散失條件結(jié)合考慮，而且要動態(tài)研究保存條件。

為了摸清深水陸棚相優(yōu)質(zhì)頁巖和動態(tài)保存條件這兩個要素在頁巖氣富集過程中的作用，郭旭升帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員系統(tǒng)開展了南方海相構(gòu)造運(yùn)動史、海相頁巖層演化史研究，進(jìn)行古地理地貌恢復(fù)，系統(tǒng)建立了南方不同頁巖層系基干剖面。

通過對比研究，他發(fā)現(xiàn)深水陸棚相有機(jī)碳含量高、有機(jī)孔發(fā)育、內(nèi)生硅質(zhì)礦物含量高、孔隙比表面積大、甲烷吸附量高，這些關(guān)鍵參數(shù)不僅比其它頁巖高出許多倍，而且相互之間具有正相關(guān)耦合關(guān)系。據(jù)此，他提出了深水陸棚相頁巖最有利于頁巖氣生成、儲集和壓裂改造，是“成烴控儲”的基礎(chǔ)的新認(rèn)識。隨后，他們通過對早期優(yōu)質(zhì)頁巖區(qū)鉆探失利原因剖析，重建南方海相頁巖沉積構(gòu)架，重塑頁巖氣生成、滯留、散失過程，進(jìn)一步揭示了保存條件對頁巖氣富集的控制作用，提出了良好的保存條件是頁巖氣“成藏控產(chǎn)”的關(guān)鍵的新認(rèn)識，并建立起了保存持續(xù)型、散失殘存型、散失破壞型等三類保存—散失模型和18項(xiàng)戰(zhàn)略選區(qū)參數(shù)。郭旭升將這一系列認(rèn)識表述為“深水陸棚優(yōu)質(zhì)泥頁巖發(fā)育是頁巖氣‘成烴控儲’的基礎(chǔ)，良好的保存條件是頁巖氣‘成藏控產(chǎn)’的關(guān)鍵”，并將其命名為海相頁巖氣“二元富集”理論認(rèn)識。

2012年6月，他在《中國工程科學(xué)》雜志上發(fā)表《中國南方頁巖氣勘探評價的幾點(diǎn)思考》，2014年7月，他在《地質(zhì)學(xué)報》發(fā)表《南方海相頁巖氣“二元富集”規(guī)律》，兩篇論文相繼對這一理論認(rèn)識進(jìn)行了闡述。

挖出讓中國更美麗的“金娃娃”

涪陵焦石壩地處四川盆地邊緣，深藏于武陵山系西端的崇山峻嶺中，是不被常規(guī)油氣勘探看好的地區(qū)。

2009年，勘探分公司開始在這一地區(qū)開展系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和基礎(chǔ)研究，并對原有地震資料進(jìn)行了重新解釋。新的研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)雖然整體保存條件差，但海相龍馬溪組頁巖層穩(wěn)定性好。

2011年9月，郭旭升和團(tuán)隊(duì)成員利用“二元富集”理論優(yōu)選出涪陵焦石壩龍馬溪組為最有利勘探目標(biāo)，并論證和部署了焦1井。

2012年11月28日，當(dāng)看到焦頁1井放噴測試呼啦啦的火苗越燃越烈、越躥越高時，當(dāng)看到日產(chǎn)頁巖氣20.3萬立方米這個數(shù)字時，郭旭升有了更深切的體會：創(chuàng)新就是既要學(xué)習(xí)和借鑒別人的經(jīng)驗(yàn)，更要堅持走自己的路，才能找到符合自身實(shí)際的正確方向，并指導(dǎo)實(shí)踐取得成功。

焦頁1井的戰(zhàn)略突破，為國內(nèi)低迷的頁巖氣勘探展示了良好前景，成為我國頁巖氣勘探開發(fā)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。2012年12月，中國石化召開四川盆地及周緣地區(qū)頁巖油氣研討會，決定部署甩開評價焦石壩的3口探井及三維地震600平方千米。自此，涪陵頁巖氣田勘探開發(fā)全面高效推進(jìn)。

在開展地質(zhì)理論創(chuàng)新的同時，郭旭升和團(tuán)隊(duì)成員緊密結(jié)合勘探實(shí)踐開展技術(shù)攻關(guān)。一是首創(chuàng)加水墊樁激發(fā)技術(shù)，創(chuàng)新全方位強(qiáng)耦合采集設(shè)計、擬真地表數(shù)據(jù)重構(gòu)和成像技術(shù)，突破了川南碳酸鹽巖山地地震采集處理技術(shù)瓶頸。與老資料相比，信噪比提高1.5倍，有效頻寬由8至60Hz拓展到4至90Hz，主頻提高了17Hz。二是突破波阻抗反演有機(jī)碳含量及Rickman方法的局限，創(chuàng)新形成以有機(jī)碳含量、脆性指數(shù)和含氣性疊前地震定量預(yù)測為核心的“甜點(diǎn)”預(yù)測技術(shù)體系，預(yù)測精度大幅提高。有機(jī)碳含量預(yù)測相對誤差小于2%;脆性指數(shù)預(yù)測相對誤差由13%降低到3%。預(yù)測涪陵焦石壩高產(chǎn)富集帶面積326平方千米，部署的探井成功率100%，216口開發(fā)井中，204口獲日產(chǎn)10萬立方米以上高產(chǎn)。三是創(chuàng)新形成以混合變骨架密度計算孔隙度、密度測井多次方計算含氣飽和度為核心的“六性”測井評價技術(shù)，解決了傳統(tǒng)方法計算誤差大的難題。孔隙度相對誤差小于8%，含氣飽和度絕對誤差小于3%。

針對頁巖井水平井鉆探和壓裂改造難題，勘探分公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過攻關(guān)，創(chuàng)新形成了頁巖氣水平井高效鉆井及壓裂關(guān)鍵技術(shù)。用一只PDC鉆頭能完成1500米的水平段施工。應(yīng)用集成研發(fā)的低摩阻、低傷害、好造縫、好水化、好返排、好配制的“兩低四好”新型高效滑溜水和活性膠液體系以及“3343”壓裂模式，頁巖氣水平井壓裂測試成功率100%。

這一系列成果成功打破了國外在頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，支撐了涪陵頁巖氣田高效勘探開發(fā)。

從2014年7月第一次提交探明儲量到2017年7月第三次提交探明儲量，目前，涪陵氣田累計探明含氣面積575.92平方千米，累計探明地質(zhì)儲量達(dá)到6008.14億立方米，占國內(nèi)頁巖氣探明儲量的78%。

涪陵頁巖氣田勘探過程中形成系列理論技術(shù)得到國內(nèi)外同行的高度認(rèn)可。2014年11月5日，在美國達(dá)拉斯舉行的第五屆世界頁巖油氣峰會上，涪陵頁巖氣田發(fā)現(xiàn)被授予“頁巖油氣國際先鋒獎”。

2015年2月，中國地質(zhì)學(xué)會公布了2014年度十大地質(zhì)找礦成果獎和十大地質(zhì)科技進(jìn)展獎評選結(jié)果，中國石化勘探分公司完成的“涪陵地區(qū)頁巖氣勘探項(xiàng)目”和“頁巖油氣資源評價及選區(qū)研究”分別榮獲十大地質(zhì)找礦成果獎和十大地質(zhì)科技進(jìn)展獎?？碧椒止境蔀槿珖ㄒ灰患彝瑫r榮獲兩項(xiàng)大獎的單位。

2015年10月，郭旭升牽頭完成的“南方海相頁巖氣形成富集機(jī)理、勘探技術(shù)與涪陵頁巖氣田的發(fā)現(xiàn)”科研項(xiàng)目，獲得中國石化科技進(jìn)步特等獎。

涪陵頁巖氣田目前日銷售頁巖氣1670萬立方米，可滿足3340萬戶居民的生活用氣需求，成為“氣化長江帶”的重要資源基礎(chǔ)。

為美麗中國貢獻(xiàn)更多清潔能源

國土資源部油氣儲量評審專家組在審查涪陵頁巖氣田探明儲量時給予高度評價：涪陵頁巖氣田的成功開發(fā)是國內(nèi)頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新開端、轉(zhuǎn)折點(diǎn)，標(biāo)志著我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)提前加速進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展階段。中國石化在資源評價體系、工藝技術(shù)體系和壓裂裝備研發(fā)制造等方面取得的理論和技術(shù)成果，在涪陵頁巖氣田得到成功實(shí)踐，并將推動頁巖氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

郭旭升和勘探分公司這個充滿傳奇色彩的團(tuán)隊(duì)也正朝著新的目標(biāo)邁進(jìn)。

他們已經(jīng)按中國石化的要求確定了立足南方、放眼全國的勘探發(fā)展新思路，并制定了“十三五”油氣勘探規(guī)劃。明確5年內(nèi)要發(fā)現(xiàn)10至15個千億方級目標(biāo)。提出用5年左右的時間，通過深化和完善現(xiàn)有勘探理論和技術(shù)，建立相對成熟的、成體系的、適應(yīng)南方頁巖氣地質(zhì)特點(diǎn)的勘探理論和技術(shù)。

距離焦石壩150公里的丁山地區(qū)，地跨重慶綦江和貴州習(xí)水，是分公司確定的第二個海相頁巖氣勘探突破區(qū)。前期完井的丁頁2HF井和丁頁1HF井已相繼在海相優(yōu)質(zhì)頁巖中試獲工業(yè)氣流。2017年8月15日，丁頁4井試獲工業(yè)氣流，2018年2月27日，丁頁5井試獲工業(yè)氣流，突破了埋深超過4000米的頁巖氣勘探技術(shù)瓶頸。

肩負(fù)著為美麗中國貢獻(xiàn)更多清潔能源的責(zé)任和使命，郭旭升帶領(lǐng)勘探團(tuán)隊(duì)正以更加堅定的意志開拓頁巖氣勘探新領(lǐng)域。

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