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翟刚毅:中国页岩气,未来可期

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翟刚毅,教授级高级工程师,中国地质调查局油气资源调查中心副主任。中国地质学会非常规油气地质专业委员会秘书长,中国地质调查局非常规油气地质重点实验室主任。国家科技重大专项“大型油气田与煤层气开发”——“页岩气资源评价方法与勘查技术攻关”项目负责人。南方页岩气基础地质调查工程首席。曾获国家科技进步特等奖,国土资源部科技进步一、二、三等奖。

2010年,我国科学家经过不断寻找和探索,终于在四川盆地发现了页岩气。当时,业界有人认为,我国地质结构比较复杂,只有在如四川盆地这样没有后期地质改造的稳定岩层里才有页岩气。

众所周知,我国能源自产量与消费量之间缺口巨大,且能源结构极其不合理。煤炭在一次能源消费中占比达到60%以上,而天然气仅占5%。这种局面带来的问题显而易见——

首先,石油近65%依赖进口,天然气38%依赖进口,能源安全面临巨大威胁。

其次,过分依赖高污染的煤炭,清洁能源利用率较低,环境污染日益严重。

我国政府已意识到问题的严重性,下决心调整能源消费结构,计划到2020年,天然气在一次能源的消费占比达到10%以上。毫无疑问,未来我国天然气需求量会不断增大和上涨,但怎么满足和支撑这些需求?

答案呼之欲出,自然是开采非常规天然气,比如页岩气。这种脱胎于岩石中的气体,10多年来一举改变美国能源结构,使其石油天然气不仅实现自给自足,还从进口转变成了出口。

美国页岩气革命的繁荣景象能否在我国再现?中国地质调查局油气资源调查中心副主任翟刚毅认为,如果把我国页岩气限定在四川盆地这样的稳定区域,“四川盆地就那么大点面积,中国页岩气的前景也就不是很乐观了。”

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在野外观察岩石


翟刚毅供职的中国地质调查局油气资源调查中心,在我国油气资源战略、规划、管理及勘探中,承担了许多基础性、前瞻性、公益性的重要研究工作。在中国页岩气“寻踪”这条路上,他们不信邪,不避险,挑起了跳出四川盆地,在复杂山区寻找页岩气的担子。

“山区的岩石经过长期挤压,要么拱起(背斜),要么凹下去(向斜),不像四川盆地那么稳定。”翟刚毅说,四川盆地之外大部分是向斜,他们就要在这样的岩层里寻找页岩气。打了几口井,然而效果却让人失望。“四川盆地日产20~30万方气,向斜这个地方只有1~2万方。”

开局不顺,大家的积极性并没有受影响,反而进一步思考什么样的向斜能形成高产气田。翟刚毅说:“之前的向斜两端暴露地表,气可能因此散失掉。我们觉得是不是应该考虑一下逆断向斜。向上推叫逆,向下叫顺。逆断向斜,就是在向斜翼部发育逆断层,把其他岩层推到了向斜上面,造成一个地区局部封闭的环境,我们推断这种背景可能有益于气体保存。”

循着这个思路,翟刚毅带领油气中心页岩气调查团队在贵州遵义的正安县打了一口井,没想到竟收获了四个层位的油气发现,不仅有距今两亿多年二叠纪的天然气,还有距今四亿年的页岩气,以及更老的五亿年左右的常规气。“这是理论上、认识上的突破,才有油气勘查的突破。”翟刚毅说。

正安县页岩气的发现,是我国油气工业在滇黔桂地区开展工作60年来首次取得的重大突破。专家一致认为,这是一个历史性、里程碑式、开天辟地式的重要发现。

这次发现,不仅圆了贵州人民的油气梦,同时也证明了中国的页岩气不只存在于四川盆地这种稳定区,也存在于复杂山区。据媒体报道,2018年春节前后,当地正安县已经用上了这口井的天然气。

翟刚毅表示,探索新的地区、新的层位,这都是他们工作的一部分。“新地区上,我们已经在山区有所突破,我们开始考虑探索更古老的层位,比如六亿年、七亿年的岩层有没有页岩气。”

古老岩层的页岩气怎么找?翟刚毅说:“在普遍热演化程度比较高的地方找低的,即高中找低,找埋藏得比较浅的地方。”这个“地方”就是相对隆升隆起的周边。据此,翟刚毅提出了“古隆起边缘沉藏理论”。在该理论指导下,勘探人员在湖北宜昌距今6亿多年的寒武系、震旦系两个层位发现了页岩气。其中,寒武系的井获得了最高17万方的产量,平均稳定产量7.8万方。震旦系获得5千多方产量。

在翟刚毅看来,页岩气革命首先是理论层面的突破,其次就是钻探开采工艺的突破。“这两个方面的工作,我国开展了大量研究和探索。我们在四川、贵州取得了成功,更老的地层比如宜昌地区也取得了突破。最近几年,我们用前面所说的两项理论指导地质调查,在大概10多个新区6个地层取得了页岩气的重大发现,我们还在做进一步的研究和探索。”

翟刚毅认为,和美国比较,我国页岩气地质条件复杂,开采难度大,需要拿出勇气和决心,不断探索适合我国国情的开发道路,多区多点开花,逐个击破。在翟刚毅心中,在众多勘探人员心中,中国页岩气,未来可期!