页岩气藏在页岩中，具体来说，它们主要位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中(图1)，是以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。这是天然气生成之后在源岩层段内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。

这种“原地”储藏的方式，也给开采带来了绝大的麻烦，因此在相当长的时间内，没有进入到可以被资源利用的范畴。近些年来，随着社会对清洁能源需求的不断扩大和天然气价格的不断上涨，以及对页岩气藏认识的不断深化，科学界及能源界都开始以全新的视角来认识页岩气，并开发出了一系列开采页岩气的技术。

审核专家：南京地质调查中心能源地质室副主任 高级工程师 黄正清

中国石油大学（华东）校长郝芳对记者表示，企业应对风险和挑战做足心理准备，不可存有投机心理。未来，有实力、有经验、机制灵活的各类企业，在吸取改革试点经验教训的基础上，有可能成为油气勘探开发的新生力量。

页岩气的开采比常规天然气开采要麻烦得多，成本也要更高一些。因为在同样产量情况下，页岩气的井田面积大约是常规天然气井田面积的十几倍，钻井数量则达到常规天然气100倍甚至更多。另外，开采页岩气层需要采取特殊的钻井技术和增产措施方法。当然，随着开采技术的不断进步，其开采成本也会不断减低，使之与常规天然气开采不再有明显的劣势。

图7 水平井分段压裂示意图(自然资源部中国地质调查局供图)

页岩气技术与地震的关联

水平井钻井和分段压裂是目前用于页岩气开采的核心技术。下面我们就来分别了解一下这两种技术：

页岩中的有机质，经过复杂的生物化学变化，通过腐殖化转变为干酪根，即石油和天然气先驱，是一种极为复杂的高分子化合物，再热降解和二次裂解，生成甲烷气体。

全球页岩气资源量分布图

《纽约时报》2015年的一项报道也显示，一项科学研究将俄亥俄州断层附近的页岩气开采与数十次地震联系起来。这项发表在《美国地震学会公报》的研究表明，水力压裂法在地下形成了压力，会在距离油井半英里(约合800米)的现有断层处造成滑移。

图4 水平井井眼轨迹及方向示意图(自然资源部中国地质调查局供图)

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水平井钻井和分段压裂是目前用于页岩气开采的核心技术。下面我们就来分别了解一下这两种技术：

中国页岩气发展正处于持续稳步的上升阶段，技术进展迅速，新闻喜报不断。相信我们科研人员、石油工人的辛勤汗水会让我们的家园变得更美丽，为了一方绿水青山，为了一片蓝天白云，让我们撸起袖子加油干！

据介绍，使用超临界CO2代替水进行致裂，具有4个比较大的优势：一、超临界CO2介于液态与气态之间，具有液态的高密度，同时具有气态的低粘度和强扩散性，表面张力低，更容易进入到页岩的孔隙空间；二、超临界CO2的吸附能力是甲烷的4-20倍之间，使用CO2能置换页岩层中的甲烷气体，提高采收率；三、超临界CO2不会使黏土发生膨胀现象，不会堵塞通道；四、节能减排，能有效节约水资源，同时这些二氧化碳可以被封存在地下。

据了解，此前在陕西省“延长石油延安国家级陆相页岩气示范区”，重庆大学联合国内相关团队开展了全球首次超临界CO2压裂现场试验并取得圆满成功。页岩气增产效果显著，单井日均产量提高了2.5倍，同时实现了CO2有效封存。

而页岩气属于非常规能源，与传统砂岩气藏最大的区别是页岩是具有自生自储特征的烃源岩，页岩既是生油气层，又是储集层。页岩中的甲烷气体，根据成因的不同，可分为生物成因气和热裂解成因气。

图源网络

　　二是突破深层页岩气压裂技术。我国页岩气普遍埋藏深度大于美国，深层页岩气资源量远大于浅层资源量，因此对压裂设备、压裂工具和压裂液性能等要求更高，必须加快深层页岩气压裂技术研究。

注

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