中国有着丰富的有机页 岩油气资源，未来或 能实现商业性开发。 目前而言，中国页岩 气发展尚处于评价与测试阶段。根 据国内已出版的数百篇关于生油岩 的资料，对其进行分析，并在全国 范围内建立了一个页岩地质和储层 特性的地理信息系统（GIS）数据库， 对全国范围潜在的页岩油气资源进 行了一次综合评价，尤其是在打响 中国页岩气开发第一枪的四川盆地， 对日后中国页岩气的商业性开发有 着十分重要的意义。
 
地质条件为页岩气开发设卡
 
       在 经 过 精 细 评 价 预 测 的 面 积 范 围 内， 中 国 风 险 性 技 术 可 开 采 的 页 岩 气 和 页 岩 油 资 源 分 别 为 11,150,000 亿 ft 3 （315,732.32 亿 m 3 ）和 320 亿桶。对十几个陆上 沉积盆地进行了评估，最有希望的 是四川盆地、塔里木盆地、准噶尔 盆地和松辽盆地。最有前景的是准 噶尔盆地西北侧翼的二叠系页岩， 构造简单且含丰富的油液资源，平 地泉 / 芦草沟构造的湖相页岩厚约 250m，深 3,500m，总的有机碳含 量平均为 5%，为易出油页岩（镜质 体反射率 0.85%），并且该地区周 围基础设施良好。
 
       四川盆地是目前被业界主要看 好的页岩气产地，有多个页岩目的 层，但也具有极大的地质挑战。例 如，许多断层处于活跃状态，常有 地层倾角陡峭、构造应力高、硬地 层机械钻速低等状况出现，一些地 层硫化氢和二氧化碳含量高。塔里 木盆地的页岩目的层除了隆起区块 以外大都太深，超过 5,000m，而 隆起构造的储层很薄，总的有机碳 含量很低。松辽盆地的高压及天然 裂缝的白垩系湖相页岩地层有着富 含页岩油的潜能。然而，中国的页 岩油沉积往往是含蜡型，主要储存 在湖泊沉积的页岩地层中，即被称 为湖相沉积，相比低粘土脆性的北 美海相沉积而言粘土含量更高，但 裂缝性很差。
 
      到 2020 年，中国国家能源局计 划的页岩气产量目标为每天生产 77 亿 ft 3 （218,039,360m 3 ），但业界 对此计划的看法不太乐观，中石油 工程师们注意到，即使在呼声最高 的四川盆地地区，其地质构造也相 当复杂，大范围的地层褶皱和断层 构造，对页岩开发来说似乎具有相 当大的风险。
 
精准评价为后续开发打地基
 
       中 国 页 岩 勘 探 的 重 点 放 在 了 四 川 盆 地。 四 川 盆 地 包 含 海 相 沉 积 及 干 气 成 熟 的 烃 源 岩 页 岩， 很 像 北 美 商 业 性 开 发 的 页 岩， 如 Marcellus、Utica 页 岩。 四 川 盆 地目前天然气产量约每天 15 亿 ft 3 （42,475,200m 3 ）， 主 要 来 自 于 传统地层和位于三叠系的徐家河组 及飞仙关组，其低渗砂岩和碳酸盐 岩地层，地层构造复杂，圈闭遍及 盆地之下，主要是断层背斜。有限 的石油产量也采自上覆的侏罗系砂 岩，而传统油气田位于下方，源于 更深的富含有机物的古生界海相沉 积的页岩是目前页岩气勘探的主要 目的层。气田中发现有高达 50% 浓度的硫化氢和浓度高达 18% 的 二氧化碳气体，位于盆地东北部的 普光地区，而盆地南部的污染物较 低，但局部地区仍能发现一定的污 染物征兆。
 
      四川盆地烃源岩页岩地质构造有 23 个横断面、714 口井和地面位置 以及总计1,462个取样样本， 见图1。 这组数据提供了页岩的厚度、深度、 地质构造、热成熟度和有机物含量， 然后绘制和描述了三个有代表性的 古生界页岩。四川盆地有四个构造 带，西北凹陷、中央隆起、东部和 南部褶皱带。中央隆起部分具有相 对简单的地质构造和相对少的断层 构造，似乎是页岩气开发最诱人的 地区。相比之下，东部和南部褶皱 带构造则更为复杂，拥有众多密集 的间隔褶皱和大偏差的断层结构， 被认为是页岩气开发的无望地带。 邻近东南的长江流域地质构造甚至 更为复杂，而地质数据的匮乏让人 们很难做出页岩开发的准确评价。
 
      地质分析表明，只有四川盆地 西南地区符合页岩气开发的标准勘 探准则，合适的页岩厚度和深度、 干气到湿气的热成熟度、低硫化氢 和低二氧化碳含量，没有极端的复 杂构造。绘制的前景地区与页岩勘 探租赁的地区和有钻井活动的地区 相一致。新发现的潜在页岩气储层 是中国最好的页岩开发区块，整体 条件良好，包括地质构造、易于开 发的平整地貌、现有的管道设施、 丰富的水资源以及靠近大都市的天 然气市场。
 
下志留系龙马溪层初获甜点
 
      四川盆地的其它地区不是构造 复杂就是地形复杂，或拥有不断加 剧的硫化氢污染的风险。此外，由 于热化学现象导致的硫酸盐含量降 低，中央隆起的北部地区传统储层 可能有极高的硫化氢成分 。硫化氢 不仅减少了气体储量，增加了加工 成本，还带来了极大的安全风险。 因此，四川盆地东北部地区的页岩 气开发也被排除在外。
 
       四川盆地四个主要富含有机物 的页岩目的层是下寒武系的筇竹寺 组、下志留系的龙马溪组、下二叠 系的栖霞组和上二叠系的龙潭组地 层和同类地层。这些地层出现在四 川盆地的许多传统储层中，最重要 的是下志留系龙马溪地层，该地层 平均厚 300m，富含有机物的、黑 色的、富含无脊椎动物化石的、硅 质到石英质的页岩。总的有机碳含 量基本上由低到中，达到 4%，主要 图 1 四川盆地的数据位置和高等级页 岩可能的地区 24 视点 Observations·View Point 观察 由Ⅱ型油母岩组成。热成熟度高， 且随深度递增，朝着过熟的干气变 化， 镜 质 组 反 射 率 2.4~3.6%， 从 Wei201 和 Ning201 页岩井测得的 孔隙度超过 4%。过去几年中，中 石油至少在五口直井和一口水平井 针对龙马溪地层进行了增产压裂， Wei 201-H1 井 是 一 口 水 平 页 岩 气探井，位于成都附近，水平段长 1,079m，钻井周期 11 个月，钻井 作业中使用了现代随钻测井技术， 完井作业中， 进行了 11 段压裂作业， 采用了实时地震监测技术，44 天内 日均产气量 12,700m 3 。
 
      据壳牌公司报道，2010 年 12 月至 2012 年 4 月期间，在四川盆 地的富顺区块钻了五口深的页岩探 井，还重点针对龙马溪组钻了一口 数据直井，两口压裂直井和两口水 平压裂井。壳牌报道，所有取芯和 全程岩石物理测井仪获得的数据证 实， 油 气 资 源 显 示 良 好， 不 过 原 地试油发现呈现出诱人的高压，地 层出现了一个高应力梯度，伴随着 高垮塌压力和流体泄漏，导致压裂 增 产 效 果 很 差。 壳 牌 没 有 报 道 水 平 井 的 产 量， 两 口 垂 直 探 井 中 的 其中一口据说日产气量 210 万 ft3 （59,465m 3 ），这个产量与美国最 初较好的 Marcellus 页岩直井相比 差不多。
 
寒武系地层有望形成突破
 
      四川盆地另一个页岩气目的层 是 寒 武 系 筇 竹 寺 组， 虽 然 该 地 层 比 龙 马 溪 组 来 的 更 深， 基 本 超 过 5,000m，筇竹寺组含有高质量的烃 源岩，可能拥有大量的页岩资源。 该地层沉积于较浅的海洋大陆架之 下，整体厚度在 250~600m 之间， 特别值得注意的是，有 60~300m 厚的高伽马射线黑色页岩，总的有 机碳含量 3.0%（腐泥型页岩）和易 储干气的页岩，镜质组反射率 3.0%。 筇竹寺组的黑色页岩被认为是四川 盆地南部威远气田主要的烃源岩， 富含有机物的热页岩厚约 120m， 这种页岩的石英含量高，其它易碎 的矿物质为 65%，粘土成分较低， 仅 30%。1966 年一口传统气井在未 进行压裂的情况下日产气量近 100 万 ft 3 （28,316m 3 ）， 这 个 富 含 丰 富有机物的筇竹寺页岩层段位于 2,800m 的深度。
 
      中石油针对至少两口直井和一 口水平井的筇竹寺目的层进行了压 裂 增 产， 最 值 得 一 提 的 是 威 远 气 田 的 Wei 201-H3 井， 这 口 井 在 2,600m 的深度对 110m 厚的黑色 页岩进行了试气，这个深度的地震 图像表明存在着一个天然良好的裂 缝群，测井和取芯分析显示，地层 的 平 均 石 英 含 量 67%， 粘 土 含 量 22%，总的有机碳含量 2.3%，孔隙 度约 2.0%，渗透率 100nd（毫微达 西，源自岩心数据）。由于井眼稳 定性问题，水平段仅打了不到设计 长度 1,500m 的一半。中石油的压 裂增产作业遇到了高水平应力，设 计为九段压裂，实际只成功进行了 六段压裂，最高日产气量 115 万 ft 3 （32,564m 3 ）， 然 后 很 快 下 降 至 日 产 30 万 ft 3 （8,495m 3 ）， 试 气 的 60 天期间，平均日产气量 58 万 ft 3 （16,424m 3 ）。 中 石 油 推 断 压 裂是水平进行的，而不是按照地层 复杂的几何形状变化进行的，压裂 液的注入量远小于预期。相比美国 Marcellus 页岩井，总的产气量仅 相当于 Marcellus 页岩井的 10%， 第一口页岩水平井表明，筇竹寺页 岩是可开采的，该储层拥有相当大 的页岩气。
 
四川盆地页岩气可贡献产量
 
       根据区域地质学分析和早期储 层测试结果，四川盆地西南部的高 等级页岩地层定义了三个页岩层析， 给出了深度、热成熟度和简单的构造 特征。志留系的龙马溪组风险评估的 页岩气地质储量为 11,460,000 亿 ft 3 （320,000 亿 m 3 ），技术上可开 采的页岩气资源预计为 2,870,000 亿 ft 3 （80,000 亿 m 3 ）；寒武系的 筇竹寺组风险评估的页岩气地质储 量 为 5,000,000 亿 ft 3 （140,000 亿 m 3 ），技术上可开采的页岩气资 源预计为 1,250,000 亿 ft 3 （35,000 亿 m 3 ）；而二叠系地层风险评估的 页岩气地质储量为 7,150,000 亿 ft 3 （200,000 亿 m 3 ），技术上可开采 的页岩气资源预计为 2,150,000 亿 ft 3 （60,000 亿 m 3 ）。 四川盆地总的页岩气地质储量 为 23,610,000 亿 ft 3 （668,000 亿 m 3 ），技术上可开采的总的页岩气 资源为 6,260,000 亿 ft 3 （178,000 亿 m 3 ）。但由于地层深度过深、热 成熟度、硫化氢或构造过于复杂等 因素，四川盆地大部分地区的页岩 资源被排除在外。四川盆地主要为 海相沉积，总的有机碳含量 2%， 富含二氧化硅的古生界页岩目的层 干气成熟。盆地的西南部虽然仍有 断层，高构造应力且钻井难度较 大，但构造不太复杂，硫化氢和二 氧化碳较低。早期的页岩井流量始 终不太大，但最近的钻井数据表 明， 盆 地 能 在 10 或 20 年 内 每 天 提供几十亿 ft 3 （数亿 m 3 ）的页岩 气供给。