页岩气综合勘探开发“一箭数雕”不是梦想
□ 中国石化石油勘探开发研究院 张 抗
美国页岩气开发的巨大成效引起全球油气、能源界的强烈关注,中国油气业闻风而动, 已从信息调研迅速进
入选区勘探,开始形成“页岩气热”。在中美政府间的合作协议中,页岩气己被列为独立的一项。在迎接页岩气
勘探开发高潮时,笔者认为, 应重视页岩气的综合勘探开发,不应孤立对待,而应尽可能将其与共生、伴生资源
一起探明和利用。
赋存环境:多种油气共生相伴
1.页岩气与常规油气
非常规的页岩油、气与常规油气田之间有某种过渡性,甚至可共生于一个区域(甚至一个大区块)的一套层系
内。地跨美国和加拿大的威利斯顿盆地巴肯(Bakken)是近年页岩气开发的热点之一,其大部分面积以开采非常规
油气为主,但在西南边界内侧却形成了埃尔姆古力(Elm Coulee)油田,可采储量约4000万t,2000~2007年以
580多口水平井累计产油约940万t。正因为页岩气与常规油气之间有共生关系,我国开展页岩气的选区评价时
首先要着眼于已知含油气盆地的生烃岩。众所周知,作为一套生储盖组合许多常规油气层处于生烃层位的上下,
暗色泥岩中夹层的浊流、深水扇、三角洲前缘砂体中也是常规油气藏易赋存的层位。上述这些油气藏在纵向和横
向上都与生烃岩中的非常规油气有紧密的空间共生关系。在陆相地层中以近距离的运移为主,此时形成的常规油
气藏也与烃源岩中的非常规油气有着相当密切的空间关系。
2.页岩气和页岩油
在有机质生烃过程中虽然在低温(生物气)和高温(裂解气)情况下以生气为主,温度适中时(生油窗)以生油为
主,但总体上看是油、气同生的。从分子物理角度看,无论是吸附态还是游离态,油气二者也可互相溶解。美国
各盆地的页岩气田在开发中总伴有页岩油产出,其中也包括与油或气一起产出而在地面被分离出的天然气液
(NGL)。以美国页岩气开发中具盛名的沃斯堡盆地巴内特(Barnett)页岩为例,1982年至2006年6月共产出623
亿m3气,750万桶油和NGL。显然,即使在以页岩气为主要目标的区块也不应忽视页岩油的存在和采出,作为一
个石油公司就要“有油要油、有气要气”。
3.页岩气、煤层气及其伴生资源
煤系地层是含有煤层、暗色泥页岩、砂岩,有时还有碳酸盐岩的复杂地层组合。其中煤层、暗色泥页岩和泥
灰岩等都可以生烃,砂岩和碳酸盐岩可以成为常规和/或非常规储层。部分烃排出运移后仍残留在生烃层内者分
别被称为煤层气、页岩气/油。当煤系中的砂岩、碳酸盐岩的孔渗性较好时可以形成常规油(特别是气)藏,当
其孔渗性很差时也有赋存非常规致密气藏的可能性。显然,在海陆过渡(交互)相煤系中,煤层气和页岩气/油
伴生是更常见的现象。
此外,由于煤层气和页岩气藏可赋存于较浅部(如小于千米),煤系地层里还含有高岭土、铝土、稀散元素
等,当达到工业品位时也有开发价值,在勘探中顺便采集与其相关的信息也是有价值的。
开发技术:不同油气相通相似
页岩气和煤层气的赋存机理有共同之处,它们都有相当部分的气以吸附状态存在。开发的主要手段都是水平
井和压裂,都有较长的有效生产期。不同之处主要在于,煤层气开发中以排水降压解吸,而页岩气的分段压裂有
更强的造缝能力,开发井处的采出降压可以使吸附气逐渐产出。
页岩气和致密砂岩气在美国都属于非常规气。他们的经济开发都主要靠水平井和压裂对储层改造,对这两种
气藏来说技术工艺也是大同小异,其压裂液的配方、构成可因所针对的岩性和流体差异而有所变化。
显然,如果页岩气、煤层气、致密砂岩气在空间上已有了较密切的共/伴生关系,再加上开发所使用的技术
工艺、地面及井下设备类似,这就为其综合勘探、综合开发创造了有利条件,增大了其实际运作的可行性。
资源利用:综合勘探开发是关键
1.因地制宜开展综合勘探
不同类型油气资源在空间上关系密切、可以共/伴生,这只是个一般性的结论,但具体赋存关系及其综合开
发的可行性却千差万别、因地而异。从取得勘探突破上着眼可首先对某种资源,如页岩气,进行专探,在扩大成
果时再更多地顾及其他共/伴生资源。在初步勘探判断共/伴生资源至少目前无开发前景时可以停止对其深入勘
探,以集中有限的力量首先探明可供经济开发的资源。当有几种资源被初步探明时也可首先开发其效益最好的一
种。综合勘探开发本身就是一种以取得更好经济效益为目的、灵活的经济运作。
2.在有限区块上充分挖掘资源潜力
在我国,油气工业链的上游发展明显受运作者所获得的勘探开发区块约束。这一点在煤层气的发展上表现特
别明显。由于煤矿及周围地区早已被矿山企业圈定,有技术的油气部门无法进入,而矿企却无资金和技术进行开
拓性的勘探开发。这种状况在相当长的时间内成为阻碍煤层气进展的重要因素。而在以双方互利的方式解决区块
约束的地方其发展就较快。这一教训值得页岩气勘探开发借鉴。从目前的实际情况看,有油气远景的沉积盆地几
乎都已被几大石油公司全覆盖的登记,获得新的区块有一定的困难。即使在尚未被登记又有页岩气前景的地区,
有关主管部门面对同时要求登记的几家公司也迟迟不予审批。这就要求我国充分利用已登记获得勘探开发权的区
块去进行页岩气勘探。
中石油已要求专业性的煤层气公司兼顾页岩气勘探,中石化也明确由华东油田分公司负责非常规油气(包括
煤层气和页岩气)的勘探。但这显然不能满足页岩气快速发展的要求。今后,中石油和中石化的地方性子公司将
会投入勘探开发,中海油也会在陆上取得少量页岩气区块。当我国页岩气勘探开发技术成熟时还可望出现类似美
国上百个公司,特别是中、小公司大力开发的局面。上述情况更要求各类公司以合法取得的区块保障其勘探开发
权益,在有限的区块上进行页岩气、页岩油、煤层气、致密(储层)气/油等的综合勘探开发会成为获得更好效益
的优选方案。
3.关键在于调整思路加强综合研究
对地下资源的综合利用是符合资源赋存客观规律的方针,也更加适合我国资源相对短缺的国情,限于专业分
工而孤立进行“单打一”式的勘探开发思路应转变为综合勘探开发的方针。对于石油公司来说,应“油气并举、
有油要油、有气要气”。特别是从充分供应和保障能源安全的角度出发,经济发达区(如我国东部和南方)的非
常规油气开发往往可起到重大作用。
实现综合勘探开发充分利用资源的前提是加强综合研究。特别是对钻井己经穿过或稍加深就可触及的资源赋
存层位要注意,适当进行采样、测井、甚至测试,这并不会增加多少经费但却能获得进行综合评价的宝贵资料, 从
而为综合研究乃至进一步的综合勘探、综合开发奠定基础。
