不久前召開的全國地質(zhì)調(diào)查工作會議上傳來消息，我國長江中游鄂西地區(qū)頁巖氣調(diào)查去年取得重大突破，在震旦系、寒武系和志留系三個地質(zhì)層系均獲高產(chǎn)頁巖氣流，頁巖氣地質(zhì)資源量達11.68萬億立方米，具有建成年產(chǎn)能100億立方米的資源基礎(chǔ)，有望與重慶涪陵、四川長寧形成“三足鼎立”的資源基地。
那么，頁巖氣對于世界未來的能源需求到底有多重要？鄂西頁巖氣的重大發(fā)現(xiàn)又有著怎樣的意義？
能源產(chǎn)業(yè)里的“頁巖氣革命”
頁巖氣，本質(zhì)上就是一種非常規(guī)天然氣。但是，和采自常規(guī)天然氣田的天然氣和油田的伴生氣不同，頁巖氣以吸附或游離方式儲存在黑色頁巖中。有人比喻說，如果說常規(guī)天然氣為一個封閉空間內(nèi)的所有甲烷等氣體的結(jié)合，那么頁巖氣的狀態(tài)就是封閉空間內(nèi)裝滿了“泡沫材料”后的甲烷等氣體的結(jié)合。
有了這些“泡沫材料”，就使得頁巖氣的開采要比常規(guī)天然氣難得多。還有人打了這樣的比方，說開采頁巖氣就像“從細雞尾酒吸管中吸出濃奶昔或像在枕頭里吸氣”一樣困難。因此，雖然人們很早就知道在頁巖層中有巨量的天然氣，但長期以來卻被人們認(rèn)為是沒有多少開采價值的“邊角余料”。
美國是全球頁巖氣開發(fā)利用最早、產(chǎn)量最大的國家。2000年以來，隨著連續(xù)型油氣藏理論認(rèn)識的深入、水平井鉆井和分段體積壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在美國掀起了一場“頁巖氣革命”，呈現(xiàn)出油氣（頁巖氣與頁巖油）并舉、產(chǎn)量大幅增長局面。2000年美國頁巖氣產(chǎn)量約100億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的2.0%；2006年美國頁巖氣產(chǎn)量311億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的5.9%；2017年美國頁巖氣產(chǎn)量達到4746億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的63%。
面對金融危機以來經(jīng)濟增長疲軟、失業(yè)率居高不下的陰影，“頁巖氣革命”無疑為美國經(jīng)濟注入了一劑“強心針”。美國“頁巖氣革命”的巨大成功，有效降低了工業(yè)生產(chǎn)中的能源成本，進而帶動美國制造業(yè)的復(fù)蘇、拉動可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。美國相關(guān)產(chǎn)業(yè)振興不僅能夠創(chuàng)造源源不斷的就業(yè)崗位，而且可以逐漸減少美國對外石油進口、穩(wěn)步促進美國本土的油氣資源出口，進而有效平衡貿(mào)易赤字。頁巖氣革命，不僅使美國初步實現(xiàn)了“能源獨立”，同時極大地刺激了經(jīng)濟發(fā)展。
美國“頁巖氣革命”還帶來了油氣工業(yè)的科技革命，推動了全球非常規(guī)油氣快速發(fā)展。這場突如其來的“頁巖氣革命”不僅影響了全球能源格局，而且對國家地緣政治具有重大影響。一種流行的觀點認(rèn)為，美國由一個油氣進口國轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜌獬隹趪?，從海灣及中東地區(qū)進口石油的需求將大大減少，美國可能將大大降低在中東地區(qū)的外交和軍事介入力度，從中東“抽身”。
世界頁巖氣資源豐富，開發(fā)利用進展迅速。根據(jù)權(quán)威機構(gòu)2015年的評價，全球頁巖氣技術(shù)可采資源量為220.69萬億立方米，其中，中國、阿根廷、阿爾及利亞、美國分別占到總量的14.31%、10.29%、9.07%、7.99%。目前，世界上實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)性開發(fā)的國家共有4個，2017年頁巖氣產(chǎn)量5422億立方米，美國、加拿大、中國、阿根廷頁巖氣產(chǎn)量分別為4746億立方米、570億立方米、91億立方米、15億立方米。此外，波蘭、英國、烏克蘭、澳大利亞、新西蘭、沙特、印度、南非、巴西等10多個國家在進行頁巖氣的勘探與評價工作。
我國頁巖氣技術(shù)可采資源量達31.57萬億立方米，居世界第一位。自2008年開始，我國開展了全國頁巖氣資源潛力評價，指出我國海相、陸相和海陸過渡相頁巖蘊藏著豐富的頁巖氣資源，四川盆地及周緣是頁巖氣有利的勘查地區(qū)；自2009年以來，中國石油、中國石化在頁巖氣綜合選區(qū)評價的基礎(chǔ)上，實施頁巖氣勘探，先后在四川威遠、長寧和重慶涪陵實現(xiàn)了四川盆地內(nèi)志留系龍馬溪組頁巖氣勘探的重大突破，截至2018年年底，累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量10455億立方米，2018年頁巖氣產(chǎn)量達到109億立方米，我國成為北美以外第一個實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的國家。
近年來，國內(nèi)天然氣消費需求的增長速度已超過煤炭和石油，對外依存度快速上升，供需缺口也越來越大。而僅僅依靠常規(guī)天然氣的增產(chǎn)不能有效緩解供需矛盾，迫切需要加大對頁巖氣的勘探和開采力度，增加我國頁巖氣產(chǎn)量，對常規(guī)天然氣形成有效的補充。
科技創(chuàng)新帶來鄂西頁巖氣重大發(fā)現(xiàn)
數(shù)億年以前，鄂西地區(qū)是一片汪洋大海，氣候溫暖潮濕，水生生物繁盛，由于新陳代謝作用，大量死亡的生物與細粒的泥質(zhì)沉積于海底形成富含有機質(zhì)的黑色頁巖。隨著埋藏深度的不斷加大，溫度和壓力持續(xù)升高，這些生物有機質(zhì)通過熱解和裂解作用生成天然氣，這些天然氣一部分從頁巖中運移出去，并聚集在多孔的砂巖中，形成常規(guī)天然氣，一部分滯留在富有機質(zhì)頁巖中形成頁巖氣。
斗轉(zhuǎn)星移，滄海變桑田，強烈的地殼運動使鄂西地區(qū)由海洋變成了陸地，形成了溝壑縱橫、山水交融的復(fù)雜地表地貌和地層起伏、斷層發(fā)育的復(fù)雜地下構(gòu)造。一部分含氣頁巖暴露地表，頁巖氣發(fā)生散失；一部分含氣頁巖仍然埋藏在地下，頁巖氣才得以保存。
長江經(jīng)濟帶發(fā)育多套富有機質(zhì)頁巖，頁巖氣資源豐富。地質(zhì)研究表明，長江經(jīng)濟帶廣泛沉積了從震旦系到第三系十余套富含有機質(zhì)的頁巖，既有海洋環(huán)境沉積形成的海相頁巖，也有湖泊環(huán)境沉積形成的陸相頁巖，還有沼澤環(huán)境沉積形成的海陸過渡相頁巖，頁巖氣地質(zhì)資源潛力達84.96萬億立方米，技術(shù)可采資源潛力14.67萬億立方米，分別占全國的69.07%、67.17%，也就是說，我國頁巖氣資源的三分之二分布在長江經(jīng)濟帶。
經(jīng)過了半個多世紀(jì)的調(diào)查勘查，油氣和頁巖氣發(fā)現(xiàn)仍局限于構(gòu)造穩(wěn)定的四川盆地等地區(qū)。常規(guī)油氣勘探開發(fā)集中在長江上游的四川盆地、中游的江漢盆地和下游的蘇北盆地，頁巖氣僅僅在四川盆地涪陵、威遠、長寧等地區(qū)實現(xiàn)了勘探開發(fā)，且僅限于志留系龍馬溪組一個層系，累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量超過萬億立方米，頁巖氣年產(chǎn)量突破了百億立方米。自2009年開始，多家單位在鄂西地區(qū)先后開展了頁巖氣資源調(diào)查勘查工作，實施頁巖氣鉆井二十余口，也僅僅在志留系龍馬溪組取得了頁巖氣顯示。
與構(gòu)造穩(wěn)定的北美大陸相比，我國南方開采頁巖氣面臨地質(zhì)與地貌條件嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一是頁巖時代老，熱演化程度高；二是構(gòu)造活動強烈，且具多階段性；三是地形地貌復(fù)雜，頁巖氣鉆井井場選擇難度大；四是山川交錯，交通不便。
面對我國南方復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁巖氣發(fā)展的多重挑戰(zhàn)，中國地質(zhì)調(diào)查局科技人員發(fā)揮區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的優(yōu)勢，首次創(chuàng)新提出“強中找弱、高中找低”的選區(qū)評價思路，創(chuàng)新建立古老隆起具有“隔熱保整”作用的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)頁巖氣地質(zhì)理論認(rèn)識和古隆起控藏型富集保存模式。應(yīng)用這一頁巖氣理論認(rèn)識和富集保存模式，指導(dǎo)頁巖氣調(diào)查取得了重大突破和發(fā)現(xiàn)。此外，復(fù)雜構(gòu)造區(qū)選區(qū)選層評價技術(shù)、水平井優(yōu)快鉆探技術(shù)、復(fù)雜儲層壓裂返排試氣工藝技術(shù)“三大技術(shù)體系”，支撐鄂西地區(qū)頁巖氣調(diào)查取得重大突破。調(diào)查表明，鄂西頁巖氣遠景地質(zhì)資源量達11.68萬億立方米，有利區(qū)頁巖氣可采資源量超過4000億立方米，證實鄂西地區(qū)具備建成100億立方米頁巖氣產(chǎn)能的資源基礎(chǔ)，相當(dāng)于一個年產(chǎn)1000萬噸石油的大型油田，有望與重慶涪陵、四川長寧形成“三足鼎立”的資源基地。
院士專家一致認(rèn)為：鄂西頁巖氣調(diào)查的重大突破，是具有創(chuàng)新性、導(dǎo)向性、引領(lǐng)性的重大成果，創(chuàng)新性的理論認(rèn)識和工程實踐達到了國際領(lǐng)先水平。
延伸閱讀
鄂西頁巖氣發(fā)現(xiàn)意味著什么
鄂西地區(qū)豐富的頁巖氣資源，可以規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)能100億立方米的頁巖氣資源基地，每年將減排二氧化碳約1200萬噸，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，有效服務(wù)長江經(jīng)濟帶綠色廊道建設(shè)。
鄂西頁巖氣開發(fā)可以促進地方經(jīng)濟發(fā)展，服務(wù)精準(zhǔn)脫貧。鄂西地區(qū)地處于武陵山貧困區(qū)，又是生態(tài)環(huán)境的重要保護區(qū)，作為清潔能源的頁巖氣勘查開發(fā)，可以創(chuàng)造就業(yè)機會、帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有助于鄂西地區(qū)的扶貧攻堅工作。鄂西復(fù)雜構(gòu)造區(qū)頁巖氣理論和技術(shù)，以及評價提出的頁巖氣有利勘查區(qū)塊，將有效指導(dǎo)南方復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)頁巖氣勘查，帶動長江經(jīng)濟帶面積約4萬平方千米區(qū)塊的頁巖氣勘查開發(fā)。
初步估算，鄂西地區(qū)頁巖氣開發(fā)利用后可以滿足5000萬至8000萬人口生活用氣。
