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致密氣已經(jīng)成為全球非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域之一，特別是美國致密氣大規(guī)模開發(fā)利用，不僅助推美國天然氣產(chǎn)量快速回升，也推動了許多國家進(jìn)行致密氣勘探開發(fā)的進(jìn)程。2010年我國天然氣對外依存度已經(jīng)突破15%。

致密氣已經(jīng)成為全球非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域之一，特別是美國致密氣大規(guī)模開發(fā)利用，不僅助推美國天然氣產(chǎn)量快速回升，也推動了許多國家進(jìn)行致密氣勘探開發(fā)的進(jìn)程。2010年我國天然氣對外依存度已經(jīng)突破15%，而我國獨特的地質(zhì)條件決定了致密氣等非常規(guī)天然氣資源較常規(guī)天然氣更豐富，發(fā)展?jié)摿Ω�大。新形勢下，加快開發(fā)利用致密氣等非常規(guī)天然氣資源對我國天然氣工業(yè)的發(fā)展和社會的運行具有重大戰(zhàn)略意義。

一、全球致密氣資源豐富，分布廣泛

據(jù)美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局研究結(jié)果，全球已發(fā)現(xiàn)或推測發(fā)育致密氣的盆地大約有70個，資源量大約為210×1012 M³，亞太、北美、拉丁美洲、前蘇聯(lián)、中東-北非等地區(qū)均有分布，其中亞太、北美、拉丁美洲分別擁有致密氣資源為51.0×1012 M³、38.8×1012 M³、36.6×1012 M³(見圖1)，占全球致密氣資源的60%以上。

致密氣資源量

近年來，有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對全球致密氣資源儲量出新進(jìn)行過估算，部分預(yù)測結(jié)果較上述資源量有較大幅度的增加。

二、勘探領(lǐng)先地區(qū)

目前，全球已有美國、加拿大、澳大利亞、墨西哥、委內(nèi)瑞拉、阿根廷、印尼、中國俄羅斯、埃及、沙特等十幾個國家和地區(qū)已進(jìn)行了致密氣藏的勘探開發(fā)。其中，北美地區(qū)的美國和加拿大在致密氣資源勘探開發(fā)方面處于世界領(lǐng)先地位。

北美

致密氣最早在美國獲得突破。1980年，非常規(guī)天然氣只占美國天然氣產(chǎn)量2%，這些非常規(guī)天然氣大都是致密砂巖氣。美國致密氣產(chǎn)量已連續(xù)10年達(dá)到1000億立方米以上，到2010年，美國已在23個盆地大約發(fā)現(xiàn)900個致密氣田，剩余探明可采儲量超過5萬億立方米，生產(chǎn)井超過10000口，美國非常規(guī)天然氣產(chǎn)量達(dá)到全美天然氣產(chǎn)量的58%，其中致密砂巖氣占29%， 2011年美國致密氣年產(chǎn)量達(dá)到1690億立方米，約占天然氣總產(chǎn)量的26%，成為美國天然氣產(chǎn)量構(gòu)成中重要的組成部分。目前，美國進(jìn)行致密氣開發(fā)的盆地主要是落基山地區(qū)的大綠河盆地、丹佛盆地、圣胡安盆地、皮申斯盆地、粉河盆地、尤因他盆地、阿巴拉契亞盆地和阿納達(dá)科盆地。

加拿大

加拿大致密氣主要儲集在西部地區(qū)阿爾伯達(dá)盆地深盆區(qū)，故稱深盆氣。1976年加拿大鉆成第一口工業(yè)致密氣井，從而揭開了致密氣勘探開發(fā)新局面，同事開辟了一個新的含油氣領(lǐng)域。隨后發(fā)現(xiàn)的霍德利、牛奶河氣田進(jìn)一步證實了該區(qū)致密氣良好的發(fā)展前景，最終導(dǎo)致特大型致密氣田的發(fā)現(xiàn)。僅艾爾姆沃斯、霍德利兩大致密氣田的可采儲量就達(dá)到了6490×108-—6780×108 M³。目前，加拿大致密氣分布面積達(dá)6400平方千米左右，地質(zhì)儲量大約為42.5×1012 M³。

2001-2008年全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量變化圖

成功前提：關(guān)鍵技術(shù)突破

通過對美國、加拿大兩個典型致密氣田發(fā)展歷程的剖析發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵技術(shù)突破是致密氣得以快速發(fā)展的基本前提。

(1)美國皮申斯盆地的魯里森致密氣田。皮申斯盆地為一典型的前陸——克拉通盆地，面積為1.4×104平方千米，天然氣資源量為5.6×1012 M³——8.4×1012 M³。1952年舉漢1井在盆地發(fā)現(xiàn)了Mesaverde地層含氣，從而發(fā)現(xiàn)了魯里森氣田，但因缺乏有效技術(shù)手段，隨后鉆探的多口井均無產(chǎn)能。后經(jīng)長期試驗室分析、現(xiàn)場壓裂試驗以及不同井距生產(chǎn)井開采試驗等，到1993年終于突破了商業(yè)性開采關(guān)，之后產(chǎn)量快速增長，2008年產(chǎn)量達(dá)到32.5×108 M³。魯里森氣田面積為21-52平方千米，氣藏埋深為1780米，氣層厚度為700米，可開采儲量為324×108 M³。

2)加拿大阿爾伯達(dá)盆地艾爾姆沃斯致密氣田。1953-1976年，在針對白堊紀(jì)巖性地層圈閉勘探過程中，曾有近幾百口井鉆遇到致密砂巖氣層，但當(dāng)時主要勘探目的層是密西西比系，加之氣層壓力比較低、儲層致密、井筒傷害等原因，一直沒有獲得商業(yè)性發(fā)現(xiàn)。1976年，技術(shù)人員仔細(xì)的巖石學(xué)分析和系統(tǒng)的測試資料對比，發(fā)現(xiàn)了下白堊系大量開采氣層，艾爾姆沃斯氣田得以發(fā)現(xiàn)。艾爾姆沃斯氣田面積為5000平方千米，氣藏埋深1500米，氣層厚度為1000米，可開采儲量4760×108 M³,2008年該氣田產(chǎn)量已達(dá)到88×108 M³。

三、中國致密氣開采歷程

1.三個階段

探索起步階段(1995年以前)按照致密氣的概念及評價標(biāo)準(zhǔn)，我國早在1971年就在四川盆地川西地區(qū)發(fā)現(xiàn)了中壩致密氣田，之后在其他含油氣盆地中也發(fā)現(xiàn)了許多小型致密氣田或含氣顯示。但早期主要是按低滲-特低滲氣藏進(jìn)行勘探開發(fā)，進(jìn)展比較緩慢。

快速發(fā)展階段(1996-2005)20世紀(jì)90年代中期開始，鄂爾多斯盆地上古生界天然氣勘探取得重大突破，先后發(fā)現(xiàn)了烏審旗、榆林、米脂、大牛地、蘇里格、子洲等一批致密氣田，特別是2000年以來，按照大型巖性氣藏勘探思路，高效、快速探明了蘇里格大型致密氣田。

快速發(fā)展階段(2006年至今)2005年以來，按照致密氣田勘探開發(fā)思路，長慶油田實現(xiàn)合作開發(fā)模式，采用新的市場開發(fā)體制，走管理和技術(shù)創(chuàng)新、低成本開發(fā)之路。集成創(chuàng)新了以井位優(yōu)選、井下節(jié)流、地面優(yōu)化技術(shù)為重點的12項開發(fā)配套技術(shù)，實現(xiàn)了蘇里格氣田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)，從而推動蘇里格地區(qū)致密氣勘探開發(fā)進(jìn)入大發(fā)展階段。

中國致密氣分布圖

2.致密氣開發(fā)主要成果

2011年致密氣產(chǎn)量達(dá)256 億m3，約占全國天然氣總產(chǎn)量的1/4，成為我國天然氣勘探開發(fā)中重要的領(lǐng)域。2012年，中國致密氣產(chǎn)量達(dá)到300億立方米，幾乎占到全國天然氣總產(chǎn)量的1/3。

鄂爾多斯盆地上古生界蘇里格氣田

鄂爾多斯盆地天然氣大規(guī)模勘探開始于20世紀(jì)80年代末，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氣田9個。近10年來，新增天然氣探明儲量以致密氣為主，年均增長1000×108 M³以上。蘇里格、大牛地、烏審旗、神木、米脂等5個探明儲量超千立方米的大型氣田均為致密氣田，主力氣層為上古生界石盒子組、山西組和太原組。蘇里格地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西北部，有利勘探面積為5.5×104平方千米，遠(yuǎn)景資源量約為5×1012 M³。自2005年引入市場競爭機(jī)制，加快開發(fā)步伐以來，通過依靠科技、創(chuàng)新機(jī)制、簡化開采、走低成本開發(fā)路線，勘探開發(fā)取得重大進(jìn)展，累計探明和基本探明地質(zhì)儲量3.2×1012 M³，產(chǎn)量快速增長。2010年產(chǎn)量突破100×108 M³,2011年產(chǎn)量達(dá)到137×108 M³，從而超越克拉2氣田成為我國第一大氣田。

四川盆地川中須家河組氣田

四川盆地廣安區(qū)致密氣藏勘探經(jīng)歷了復(fù)雜歷程，1967年廣19井就發(fā)現(xiàn)了須家河組致密氣藏。但在隨后近40年的勘探開發(fā)歷程中，卻因地下條件復(fù)雜，以及地質(zhì)認(rèn)識與工藝技術(shù)的限制，以構(gòu)造圈閉勘探為主，發(fā)現(xiàn)了7個構(gòu)造圈閉氣藏和一些含氣構(gòu)造以及部分零星分布的高產(chǎn)氣井。2005年3月廣安2井須六段射孔完井試油測試獲日產(chǎn)天然氣4.2×104 M³，獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流。緊接著，廣安3井、廣108井等也獲得工業(yè)氣流，開啟了廣安地區(qū)低滲透砂巖氣藏勘探的新篇章，相繼發(fā)現(xiàn)了合川、安岳等千億立方米大氣田，從而掀起了川中地區(qū)須家河組致密氣勘探開發(fā)熱潮。2006-2011年川中地區(qū)須家河組合計新增探明地質(zhì)儲量5971×108 M³,2011年須家河組致密氣產(chǎn)量超過15×1012 M³。

塔里木盆地庫車地區(qū)克深氣田

庫車坳陷面積為2.3×104 km2遠(yuǎn)景資源量約為3×1012 M³，繼2000年探明克拉2氣田、2001年迪那2井突破之后，4年間鉆井18口均未成功。分析制約勘探的關(guān)鍵：一是地表和地下情況復(fù)雜，構(gòu)造難以落實;二是勘探集中于中淺層，構(gòu)造保存條件相對較差。普遍認(rèn)為前陸沖斷帶深層發(fā)育大構(gòu)造，但儲層物性可能較差，即使發(fā)現(xiàn)儲量難以開發(fā)。這一認(rèn)識，阻礙了對深層大構(gòu)造的探索。近年來，持續(xù)堅持三低地震攻關(guān)與研究，深層構(gòu)造得到進(jìn)一步落實，2007年優(yōu)選克深2號構(gòu)造上鉆6573—6697米獲得日產(chǎn)46×104 M³高產(chǎn)氣流，突破了克深構(gòu)造帶深層勘探。隨后鉆探的克深1、克深201，克深202井獲高產(chǎn)氣流，初步落實儲量規(guī)模超過3000×104 M³。

中國盆地致密氣分布圖

3. 重點地區(qū)產(chǎn)量預(yù)測

鄂爾多斯、四川、塔里木三大盆地是我國致密氣資源最豐富的地區(qū)，也是目前勘探開發(fā)最現(xiàn)實和最具潛力的地區(qū)。根據(jù)上述三個地區(qū)勘探開發(fā)形式，結(jié)合油田公司規(guī)劃安排，綜合預(yù)測鄂爾多斯、四川、塔里木三個盆地2020年致密氣產(chǎn)量有望達(dá)到600×108 M³左右。致密氣已成為我國天然氣增儲上產(chǎn)的重要領(lǐng)域，預(yù)計2020年產(chǎn)量有望達(dá)到800×108 M³左右,2020年之后致密氣產(chǎn)量進(jìn)入高峰增長階段，2030年產(chǎn)量有望達(dá)到1000×108 M³。

四、我國致密氣發(fā)展路線

1.以鄂爾多斯、四川、塔里木等盆地作為重點，加快致密氣探明儲量和增加產(chǎn)量的步伐。

2.把火山巖天然氣納入致密氣范圍，加快發(fā)展準(zhǔn)噶爾及松遼盆地的火山巖天然氣及致密氣。準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系致密氣資源潛力豐富，具有5000億m3規(guī)模的可采資源量，松遼盆地白堊系致密氣具有1萬億m3規(guī)模的可采資源量。同時，在松遼盆地的北部和南部，徐家圍子及長嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)大量火山巖天然氣，巖性也非常致密，應(yīng)納入致密氣的范疇共同加快發(fā)展。

3.積極勘探開發(fā)吐哈、渤海灣和柴達(dá)木盆地的致密氣。吐哈、渤海灣和柴達(dá)木盆地的致密氣勘探開發(fā)應(yīng)積極進(jìn)行，爭取緊跟鄂爾多斯、四川、塔里木等主要致密氣區(qū)的勘探開發(fā)，盡快實現(xiàn)規(guī)模上產(chǎn)。

4.實現(xiàn)“三步走”戰(zhàn)略。第一步，“十二五”期間加快鄂爾多斯、四川、塔里木三大氣區(qū)的上產(chǎn)步伐，同時全面加強(qiáng)準(zhǔn)噶爾、松遼、吐哈、渤海灣和柴達(dá)木等盆地致密氣勘探，落實可利用資源，發(fā)展完善勘探開發(fā)配套技術(shù)，2015年全國致密氣產(chǎn)量達(dá)到500億m3。第二步，“十三五”期間在主要盆地全面實現(xiàn)致密氣大規(guī)模開發(fā)利用，形成系統(tǒng)配套、高效、低成本的技術(shù)體系，進(jìn)入產(chǎn)量增長高峰，2020年致密氣產(chǎn)量達(dá)到800億m3。第三步，2020 年以后致密氣產(chǎn)量穩(wěn)定增長，2030年產(chǎn)量達(dá)到1000億m3。