吳迪，薛冰

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心，天津 300000）

1 “頁巖氣革命”改變了全球能源供給格局

美國引領(lǐng)頁巖氣商業(yè)開發(fā)，“頁巖氣革命”改變了全球能源供給格局。美國大約從2000年開始進(jìn)行大規(guī)模頁巖氣開采，當(dāng)時(shí)位于德克薩斯州中北部的Barnett Shale頁巖氣生產(chǎn)成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)，巴尼特頁巖天然氣由米切爾能源和開發(fā)公司率先開發(fā)。在20世紀(jì)80年代和90年代，米歇爾能源公司嘗試了水力壓裂Barnett頁巖的替代方法，到2000年，該公司開發(fā)了一種水力壓裂技術(shù)，可生產(chǎn)商業(yè)量的頁巖氣。隨著巴尼特頁巖的商業(yè)成功日益明顯，其他公司開始在該地層鉆井，到2005年，巴尼特頁巖公司每年生產(chǎn)近1.415 84×1012m3（50萬億立方英尺（Tcf））的天然氣。

天然氣生產(chǎn)商對巴尼特頁巖天然氣的盈利能力充滿信心，得到了阿肯色州北部費(fèi)耶特維爾頁巖良好成果的證實(shí)，生產(chǎn)商開始開發(fā)其他頁巖層，包括德克薩斯州東部和路易斯安那州北部的海恩斯維爾，俄克拉何馬州的伍德福德，德克薩斯州南部的鷹福特，以及阿巴拉契亞北部的馬塞勒斯和尤蒂卡頁巖。

美國擁有重要的頁巖天然氣資源。在美國原油和天然氣探明儲量（2016-12）中，美國能源情報(bào)署估計(jì)美國擁有大約5.663 36×1012m3（200萬億立方英尺）經(jīng)證實(shí)的頁巖氣資源。據(jù)世界頁巖資源評估報(bào)告（2015-09）報(bào)道，美國估計(jì)有近1.764 136 64×1013m3（623萬億立方英尺）額外未經(jīng)調(diào)整的技術(shù)可開采頁巖氣資源。圖1為美國頁巖氣產(chǎn)量趨勢圖。美國頁巖氣產(chǎn)量由2003年的2.0×1010m3提高到2017年的4.651×1011m3（據(jù)EIA），約占天然氣總產(chǎn)量的61%.頁巖氣產(chǎn)量快速增長，基本實(shí)現(xiàn)了美國天然氣的自給自足，改變了其能源供應(yīng)格局。2017年，中國頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到9.1×109m3，僅次于美國、加拿大。

圖1 美國頁巖氣產(chǎn)量趨勢圖

2 中國頁巖氣勘探開發(fā)進(jìn)入發(fā)展快車道

中國頁巖氣從2004年啟動，標(biāo)志著繼美國和加拿大之后，中國正式開始這一新型能源——頁巖氣資源的勘探開發(fā)。我國頁巖氣資源豐富[1-5]，探明地質(zhì)儲量高達(dá)5.4×1011m3，按可采儲量計(jì)算，目前居于世界第一。但由于當(dāng)時(shí)剛剛處于起始階段，許多技術(shù)還不成熟。在國家積極推進(jìn)頁巖氣的開發(fā)利用下，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心組織開展了全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選工作[6]，2004年開始，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心與中國地質(zhì)大學(xué)（北京）跟蹤國外頁巖氣發(fā)展動態(tài)，研究我國頁巖氣地質(zhì)條件，重點(diǎn)研究我國富有機(jī)質(zhì)頁巖發(fā)育情況；2008年初步提出揚(yáng)子地區(qū)為我國頁巖氣富集遠(yuǎn)景區(qū)，并于同年完成了“渝頁1井”鉆探；2009年實(shí)施了“中國重點(diǎn)地區(qū)頁巖氣資源潛力及有利區(qū)帶優(yōu)選”，并于2010年成立了川渝黔鄂頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，同時(shí)在蘇浙皖地區(qū)和北方部分地區(qū)開展了頁巖氣資源前期調(diào)查研究，初步掌握了我國部分有利區(qū)富有機(jī)質(zhì)頁巖分布，確定了主力層系，初步形成了頁巖氣資源潛力評價(jià)方法和有利區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)框架，優(yōu)選出一批頁巖氣富集遠(yuǎn)景區(qū)，為在全國開展頁巖氣勘探開發(fā)工作奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)；2012年中國石油與殼牌富順永川的頁巖氣項(xiàng)目及中石化梁平頁巖油氣勘探開發(fā)及產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū)8個(gè)鉆井平臺全面開鉆，標(biāo)志著中國實(shí)現(xiàn)了頁巖氣商業(yè)化運(yùn)營，成為中國頁巖氣革命開始的重要標(biāo)志性事件。

中國石化2012-11在重慶礁石壩地區(qū)的焦頁1HF井鉆獲高產(chǎn)頁巖氣流，率先取得頁巖氣勘探開發(fā)重大突破[7]；2013年，國家能源局正式批準(zhǔn)設(shè)立涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)，標(biāo)志著中國頁巖氣提前進(jìn)入商業(yè)開發(fā)；2015年，涪陵頁巖氣田累計(jì)探明儲量達(dá)3.806×1011m3，成為全球除北美之外最大的頁巖氣田，同時(shí)，中石油在四川盆地中部開發(fā)了日產(chǎn)百萬立方米頁巖氣的平臺；2016年，中石油頁巖氣產(chǎn)量超2.3×109m3；到2017年，中國頁巖氣迎來了又一高度，中石化頁巖氣產(chǎn)量為6.004×109m3，銷售量為5.763×109m3，商品化率為95%，中石油頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到3.021×109m3，約占全國產(chǎn)量的33%，我國共生產(chǎn)天然氣約9.1×109m3，較上一年增長14%，如圖2所示，標(biāo)志著中國頁巖氣勘探開發(fā)進(jìn)入發(fā)展的快車道。

圖2 2007—2017年我國頁巖氣生產(chǎn)情況

3 四川盆地及周緣成為頁巖氣開發(fā)的搖籃

中國頁巖氣主要分布在四川盆地，集中在四川盆地周圍的四川、重慶、云南區(qū)域內(nèi)。目前，國家劃出的頁巖氣示范區(qū)為涪陵、長寧-威遠(yuǎn)、昭通、富順-永川4個(gè)頁巖氣勘探開發(fā)示范區(qū)，其中，涪陵勘探開發(fā)區(qū)歸中石化所有，其他都為中石油所有，成為中國頁巖氣的主要產(chǎn)區(qū)。

涪陵頁巖氣勘探開發(fā)示范區(qū)作為中國首個(gè)商業(yè)化頁巖氣田，位于重慶市東部，其目的層為志留系龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖，目前已在焦石壩建成一期5.0×109m3/年產(chǎn)能，并已落實(shí)二期5個(gè)有利目標(biāo)區(qū)，估計(jì)頁巖氣地質(zhì)資源量4.767×1011m3，目前建成產(chǎn)能約7.5×109m3。目前，累計(jì)生產(chǎn)井產(chǎn)氣已經(jīng)超過1.5×1010m3，其中的焦頁1HF井，累計(jì)產(chǎn)氣突破1×108m3，是國內(nèi)生產(chǎn)時(shí)間最長的頁巖氣井。

2017年，中石油西南油氣田頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到2.5×109m3，比計(jì)劃超產(chǎn)2×106m3，其主產(chǎn)區(qū)為長寧-威遠(yuǎn)區(qū)塊，2017年共投產(chǎn)163口頁巖氣井，生產(chǎn)井158口，日產(chǎn)頁巖氣8.0×106m3，年產(chǎn)頁巖氣達(dá)到2.473×109m3，占中石油西南油氣田公司頁巖氣總產(chǎn)量的98.9%；浙江油田公司目前在建的昭通國家級頁巖氣示范區(qū)已經(jīng)成為國內(nèi)第三大頁巖氣主力產(chǎn)區(qū)，目前YS108H2平臺測試頁巖氣日產(chǎn)量突破1.15×106m3，其中，單井最高產(chǎn)量為3.5×105m3，最低產(chǎn)量為2.5×105m3。2017年，該區(qū)塊共生產(chǎn)頁巖氣超5×108m3，“十三五”期間有望建成年產(chǎn)2×109m3的大氣田；富順-永川勘探開發(fā)示范區(qū)主體位于四川省境內(nèi)，為中石油與殼牌的合作勘探開發(fā)區(qū)塊，目的層為志留系龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖，其規(guī)劃的頁巖氣年產(chǎn)能力將達(dá)2×109m3。2017年建設(shè)13個(gè)勘探開發(fā)平臺，上半年開工建設(shè)7個(gè)，其中，永頁1井進(jìn)入采氣階段，日產(chǎn)氣6.5×104m3。

4 其他地區(qū)見到了一些好的苗頭

2016-07，中國地質(zhì)調(diào)查局在位于貴州省遵義市正安縣的安頁1井鉆獲頁巖氣，估算天然氣資源量達(dá)千億立方米，其中，志留系石牛欄組壓裂測試獲每日1.022×105m3穩(wěn)定高產(chǎn)工業(yè)氣流，這是我國首次在四川盆地以外的南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū)取得頁巖氣勘探重大突破，也標(biāo)志著貴州省頁巖氣由勘探進(jìn)入初步開發(fā)階段；2017-07，中國地質(zhì)調(diào)查局在湖北宜昌寒武系水井沱組獲得日產(chǎn)6.02×104m3的高產(chǎn)頁巖氣流，成為繼四川盆地及周緣下古生界志留系龍馬溪組外又一新的海相地層，并在震旦系陡山沱組獲得迄今全球最古老頁巖氣藏的重大發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)頁巖氣勘探新區(qū)新層系重大突破。另外，海陸交互相地層中，在鄂爾多斯盆地、南華北地區(qū)、下?lián)P子地區(qū)等都相繼發(fā)現(xiàn)了頁巖氣。

5 結(jié)論

到2017年底，我國已基本摸清頁巖氣資源潛力，優(yōu)選出有利頁巖氣勘探開發(fā)示范區(qū)，推動我國頁巖氣進(jìn)一步勘探開發(fā)，增強(qiáng)頁巖氣資源可持續(xù)供應(yīng)能力，滿足我國不斷增長的能源需求，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會又好又快發(fā)展，同時(shí)也為了更好地規(guī)劃、管理、保護(hù)和合理利用頁巖氣資源提供科學(xué)依據(jù)?？傮w上來說，中國頁巖氣取得了很大的成果，接近1.0×1010m3。但是，不得不承認(rèn)，中國基礎(chǔ)地質(zhì)條件復(fù)雜，頁巖氣勘探開發(fā)面臨諸多困難和挑戰(zhàn)，但在頁巖分布廣、層系多、頁巖氣資源量大等有利條件下，有理由相信中國頁巖氣發(fā)展的前景非常廣闊。

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