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    光明日报 2015年04月01日 星期三

    行进中国·精彩故事

    “这一次与以往真的不一样了”

    ——我国发现首个千亿方级储量页岩气田的故事

    作者:本报记者 金振蓉 《光明日报》( 2015年04月01日 01版)
    2012年11月29日,焦页1HF井试获高产页岩气,工作人员留影。资料照片
    2014年11月4日,工作人员巡查焦页1HF井。自2013年1月9日投入商业试采以来,该井保持日产6万立方米左右,累计生产页岩气突破5000万立方米。新华社发
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        如果说,当年大庆油田的开发把中国“贫油”的帽子“扔进了太平洋”,那么,焦石坝页岩气田的诞生,则无疑是我国页岩气革命的标志性事件。

     

        因为榨菜,世人知道了四川涪陵。而今,涪陵又因一个深山小镇——焦石坝而备受瞩目,因为这里探出了我国第一个千亿立方米级储量的大规模页岩气田,相当于发现一个亿吨级的大型油田。这也是北美地区之外,全球首个大型商业性页岩气田。

     

    实践

     

    寻找中国第一口高产页岩气井

     

        百年以前,人们就知道地下深处页岩含气,但那时的人们无法想象去开采它。

     

        如果不是人类对能源需求巨大,如果没有高度发达的现代科技,也许页岩气将一直沉睡地下。因为页岩气的开采太过艰难,不但技术复杂,而且成本高昂。

     

        页岩,是天然气的“老巢”。在地质运动的高温高压条件下,页岩中生成了天然气,而在这种运动中,一部分天然气通过周围孔隙跑了出来,在某个地层聚集成为气田,这就是已经大规模开采的常规气田。还有一部分气以吸附或游离状态存留在页岩中,这部分气被称为“页岩气”。比起一般的岩石,页岩颗粒更小,颗粒之间的缝隙更是小之又小,天然气吸附和游离在这些小小的缝隙之间,勘探难度高,开采成本大。

     

        2009年,当中国石化的一队科研人员带着各种设备来到焦石坝时,当地群众并不惊奇。因为很多年来,他们见过一队队穿着工装的人来到这里,一段时间的紧张忙碌后,又见队伍撤走,这里又会重归平静。

     

        与20世纪50年代关于我国是否“贫油”的争论相比,进入新世纪以来,面对页岩气革命,关于我国是否缺乏页岩气的争论要小得多。国际公认,我国是页岩气储量丰富的国家,而在全球页岩气分布图上,我国的四川盆地是个浓墨覆盖区。然而,有了“富气”的结论,并不是就可“探囊取物”般地开采了。在广袤的大地上,一口小小的井钻打下去,深入地下三四千米,成本动辄几千万元、上亿元,没有相当的准确度,无人敢轻举妄动。即使有备而来,许多专业队伍也往往空手而归。找不到气和找不到达到商业规模的气,结果是一样的——都意味着没有开采价值。

     

        这一次,中国石化勘探分公司的总经理郭旭升带着一支科研团队来了,一同而来的还有他们的创新理论成果——“深水陆棚相优质页岩是海相页岩气富集的基础,良好的保存条件是海相页岩气富集高产的关键”的“二元富集”理论。他们要在焦石坝,在这个以往被认为不具备开采条件的地方,寻找这一理论的实践答案。

     

    创新

     

    “二元富集”理论为勘探指明方向

     

        相比“上天”,“入地”更难。迄今人类对地下深处的了解,远比太空少。探知地下秘密,必须借助科技这双慧眼。

     

        要使页岩气开采商业化,必须具备两个条件:一是要“富集”,即资源量大,要找“大粮仓”,而不是“小粮仓”;二是要“保存”,不但要判断出是个“大粮仓”,还要判断出这个“大粮仓”能较好地保存住“粮食”。既有“粮仓”,又有实实在在的“粮食”,才算具备了商业开采价值。

     

        如何能“看”到地下的页岩气是否富集,是否保存完好?这便是郭旭升所带领的科研团队提出的“二元富集”理论的核心所在。

     

        众所周知,美国是页岩气开采的头号科技强国,在几十年的页岩气开采过程中形成了一整套勘探开采理论。2010年以来,我国的页岩气开发也进入了一个热潮,然而,按照现有理论,我国的页岩气勘探并不顺利,社会上对页岩气的寻找也经历了由热到冷的过程,甚至出现了怀疑和悲观的论调。为什么我们在富气的地区始终无法在勘探方面取得突破?

     

        经过大量研究,郭旭升和他的科研团队提出了“保存条件”这个关键变量。他们认为,美国的页岩气埋藏地质构造相对简单,富集和保存条件较好,而我国的地质活动剧烈,四川盆地地区地下构造破碎,富集和保存条件较复杂,因此,勘探过程中必须把生成条件和后期散失条件结合考虑,而且要动态研究保存条件。以往一些钻井之所以效果不理想,与重视富集条件而忽视保存条件有关。在“富集”与“保存”的“二元”理论指导下,他们加强科研,以大量的数据充实模型,厘定出页岩有机碳含量、厚度、脆性指数、项底板、构造样式和埋深等18项具体参数,构建起战略选区评价体系。通过量化评价,他们认为五峰组—龙马溪组是最有利的层系,四川盆地南部是页岩气突破的首选方向,并优选出了涪陵焦石坝等28个有利区。

     

        理论的突破,为页岩气的勘探指明了方向。经过充分论证,他们认为焦石坝的天然气虽然富集条件并不是最好的,但具备十分有利的保存条件。经过综合考虑,他们充满信心地布下了第一口井焦页1HF。

     

    转折

     

    中国页岩气产业进入发展快车道

     

        2012年11月28日,当亲眼见到第一口井冒出几十米高的火苗时,当地群众相信:“这次与以往真的不一样了”。

     

        焦石坝焦页1HF井的战略突破,为当时低迷的页岩气勘探带来了生气,重新燃起人们对页岩气开发的希望,成为我国页岩气勘探开发的转折点。

     

        作为一名科技工作者,郭旭升看到日产气20.3万立方米这个数字时,对创新也有了更深切的体会:要借鉴别人的经验,更要坚持走自己的路,只有立足自己,才能找到正确的科研方向,并指导实践活动取得成功。

     

        在焦页1HF之后,他们又在焦石坝地区部署实施了3口评价井和17口开发试验井,结果都发现了优质页岩气层或高产页岩气。他们不但摸清了焦石坝地区页岩气的“仓库容量”,还使川东南1000多平方千米原来不被看好的地区,进入了页岩气的勘探视野,使得焦石坝页岩气这个“大粮仓”不断扩容。

     

        2014年3月,中国石化在香港宣布:焦石坝地区计划2017年建成年产能100亿立方米的页岩气田。

     

        2014年11月5日,在美国达拉斯举行的第五届世界页岩油气峰会上,由国际知名跨国石油公司、科研机构和技术服务公司无记名投票推荐,涪陵页岩气田发现被授予“页岩油气国际先锋奖”,显示出我国页岩气勘探在国际上的学术地位和影响力。

     

        2015年年初,中国地质学会发布2014年度“十大地质找矿成果奖”和“十大地质科技进展奖”,中国石化勘探分公司的“涪陵地区页岩气勘探项目”和“页岩油气资源评价及选区研究”分别荣获这两大奖项,成为全国唯一的双料奖得主。

     

        2015年1月9日,在国家科技奖励大会上,“元坝超深层生物礁大气田高效勘探及关键技术”获得2014年度国家科技进步一等奖,在北京人民大会堂,郭旭升代表科研团队从国家领导人手中接过了获奖证书。

     

        由焦石坝页岩气田的“破冰”开始,中国的页岩气产业进入了发展的快车道。

     

        (本报记者 金振蓉)

     

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