宜昌頁巖氣勘探發(fā)現(xiàn)揭秘

宜昌市夷陵區(qū)龍泉鎮(zhèn)雙泉大隊(duì)。

半個(gè)足球場大小的地面上，集結(jié)了4億元的設(shè)備：壓裂車、儀表車、柴油罐、電纜車、吊車、砂罐、液罐、混砂車等。

這是“鄂宜頁2井”項(xiàng)目所在地。17日下午，這里正在進(jìn)行壓裂試氣。

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心油氣室主任陳孝紅說，和“鄂宜頁1井”一樣，“鄂宜頁2井”也有望形成新的高產(chǎn)工業(yè)氣流。7月，中國地質(zhì)調(diào)查局在北京發(fā)布重大成果：位于宜昌市點(diǎn)軍區(qū)的“鄂宜頁1井”經(jīng)過測試，單井每日獲得產(chǎn)量6.02萬立方米、無阻氣量每日達(dá)到12.38萬立方米的高產(chǎn)頁巖氣流。由該井參數(shù)，專家預(yù)測資源量超5000億立方米，宜昌有望建成新的工業(yè)氣田。

宜昌大氣田，是如何發(fā)現(xiàn)的？

理論推測，地下有氣

時(shí)間回到2014年。“加強(qiáng)天然氣、煤層氣、頁巖氣勘探開采與應(yīng)用”，寫進(jìn)了當(dāng)年國務(wù)院的《政府工作報(bào)告》。

頁巖氣是一種頁巖層開采出的天然氣，屬于清潔能源。公開資料顯示，美國從上世紀(jì)80年代開始開采頁巖氣，本世紀(jì)初技術(shù)走向成熟，改變了美國及世界能源供應(yīng)版圖。

同年，陳孝紅帶隊(duì)，武漢地質(zhì)調(diào)查中心開始了在湖北、湖南、廣東、廣西、海南的地質(zhì)調(diào)查。

要找到頁巖氣，需要回答幾個(gè)關(guān)鍵問題：頁巖分布在哪里?哪里的頁巖產(chǎn)氣?哪里的頁巖產(chǎn)氣后又能保存得好？

一年后，他們制作出地質(zhì)油氣評價(jià)系列圖譜，根據(jù)頁巖的厚度、有機(jī)質(zhì)含量、成熟度和頁巖層的埋藏深度等指標(biāo)，對可能出現(xiàn)優(yōu)質(zhì)頁巖氣的地區(qū)進(jìn)行預(yù)測排序：江漢平原、湘鄂西、湘中桂北、粵北。

宜昌在江漢平原邊緣地區(qū)，屬于頁巖氣富集保存的優(yōu)質(zhì)地區(qū)，且滿足1500米到3500米左右的頁巖氣“經(jīng)濟(jì)開采深度”。

宜昌地區(qū)頁巖厚度大，分布廣，“天生麗質(zhì)”，有機(jī)質(zhì)含量高，為頁巖氣形成創(chuàng)造了條件。“三峽大壩在宜昌，是因?yàn)檫@里地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。”陳孝紅說，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，頁巖氣形成后就不易被破壞。

宜昌有頁巖氣存在的“溫床”。這位“李四光學(xué)者”說，宜昌地下的頁巖氣層，上面有侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)地層覆蓋，相當(dāng)于有兩床厚棉被，下面由花崗巖形成床板，頁巖氣就跑不掉。

“對宜昌的山山水水，地質(zhì)構(gòu)造，我們了然于胸，在這里已經(jīng)研究了30多年。”湖南邵陽人陳孝紅說，宜昌已經(jīng)是他的第二故鄉(xiāng)。

“經(jīng)過了幾代人的努力，積累了大量關(guān)于宜昌研究成果。”陳孝紅說，早在1924年，地質(zhì)學(xué)家李四光曾調(diào)查了宜昌秭歸至西陵峽區(qū)地質(zhì)，寫下了《長江峽東地質(zhì)及峽之歷史》，為后人提供了寶貴資料。

他所工作的中國地質(zhì)調(diào)查局武漢中心，1962年成立于長沙，1966年整體搬遷到宜昌，當(dāng)時(shí)稱為宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，2009年，再從宜昌搬遷武漢，負(fù)責(zé)我國中南地區(qū)地質(zhì)調(diào)查。

在資源有限的條件下，中國地質(zhì)調(diào)查局武漢中心決定集中優(yōu)勢兵力，首先在熟悉的宜昌地區(qū)突破頁巖氣勘探。

氣田就在腳下

2015年年初，在遠(yuǎn)安縣石橋村和宜昌點(diǎn)軍區(qū)車溪村，中國地質(zhì)調(diào)查局武漢中心分別部署了兩口頁巖氣調(diào)查井，這是直徑9到13厘米的井口，用于取出地下巖芯，“抽血化驗(yàn)”。兩口井分別命名為“宜地1井”“宜地2井”，意為宜昌的地質(zhì)調(diào)查1號井和2號井。

當(dāng)年8月23日，“宜地2井”讓劉安和同事們“嚇得半死，又喜上云霄”。他們是中國地質(zhì)調(diào)查局武漢中心油氣室負(fù)責(zé)該井的現(xiàn)場項(xiàng)目組成員。

當(dāng)鉆探到1300米時(shí)，“宜地2井”突然發(fā)生井噴，氣和水混合物最高噴出20多米。他們驚恐的是，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造推測一般不會(huì)出現(xiàn)井噴，同時(shí)附近其他十幾口油氣井均未出現(xiàn)類似狀況，處理不好，就是事故。喜悅的是，這里有高產(chǎn)量頁巖氣!

利用氣體比水質(zhì)量輕的基本原理，項(xiàng)目組現(xiàn)場用油桶，自制氣液分離器。重力將水引入油桶，氣體向上，用管道引氣，點(diǎn)火成功，危險(xiǎn)化解。

劉安回憶，“強(qiáng)烈時(shí)，火焰高度超過2米。”幾天后，項(xiàng)目組用重泥漿壓井成功，保障安全平穩(wěn)運(yùn)行，并向目的巖層繼續(xù)鉆井。

當(dāng)鉆探到1700多米，來到距今5億年前的“寒武系”頁巖層。取出的巖芯，看上去就是炭黑色的石頭。項(xiàng)目組將石頭放到水里，瞬間，如沸騰一般，從石身上冒出無數(shù)小而密集的氣泡。項(xiàng)目組收集氣體，點(diǎn)火燃燒。

同年12月2日，中國地質(zhì)調(diào)查局在武漢組織專家對“宜地2井”調(diào)查成果進(jìn)行鑒定:頁巖的含氣量較高，屬中揚(yáng)子板塊(四川盆地以東的渝東、湖北、湖南及江西的一部分)“寒武系”頁巖氣的首次重大發(fā)現(xiàn)。

從宜昌獲得“南方突破”

中國地質(zhì)調(diào)查局武漢中心決定繼續(xù)擴(kuò)大戰(zhàn)果。

2016年年初，在該井西南方向1.7公里處，開鉆“鄂宜頁1井”，意為湖北省宜昌市頁巖氣1號井。

這個(gè)位于宜昌市點(diǎn)軍區(qū)土城鄉(xiāng)茅家店村的頁巖氣井，就是今年7月北京發(fā)布成果的基礎(chǔ)。

該井出現(xiàn)的高產(chǎn)頁巖氣流，有望成為新工業(yè)氣田的頁巖氣，來自于距今5億年前的“寒武系水井沱組”地層。同一口井，還發(fā)現(xiàn)了迄今全球最古老頁巖氣藏，來自于距今約6億年前的“震旦系陡山沱組”地層。

7月，中國工程院院士康玉柱稱，“鄂宜頁1井”的成果為我國南方頁巖氣的勘探提供了新的依據(jù)、基礎(chǔ)和資料。這種氣可能是多層位，多地區(qū)都會(huì)有發(fā)現(xiàn)，因此展現(xiàn)了廣泛的油氣前景。

從1958年開始，地質(zhì)人就在中國南方，特別是長江中游地區(qū)設(shè)法找油氣資源，但這里的地質(zhì)條件復(fù)雜，一直沒有重大突破。“有人形象地把長江中游地區(qū)的地塊比喻為摔在地上還踹了一腳的玻璃塊。”陳孝紅說，“碎片化嚴(yán)重，每一小塊‘玻璃’都有自己的特點(diǎn)，相比大的地塊或盆地地區(qū)，長江中游地區(qū)就不容易找到頁巖氣。”

這位53歲的學(xué)者說：“現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的氣藏，可以說是圓了半個(gè)世紀(jì)地質(zhì)人的夢想。”

“鄂宜頁1井”在長江以南。目前，選址長江以北的“鄂宜頁2井”正在壓裂試氣，它于2017年1月開鉆，其目標(biāo)地層是距今4.43億年前的“志留系龍馬溪組”頁巖層。其成功后，意味著又將發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的頁巖層氣藏。

陳孝紅說，“從宜昌發(fā)現(xiàn)頁巖氣，豐富我們的油氣理論，現(xiàn)在可以推測，在湖南雪峰山附近可能還有頁巖氣藏”。