本刊记者彭雅 董焰/文 邓泽见/图

岑巩页岩气区块天星1井现场夜间图

全国页岩气第二轮招标中标的19个区块中，贵州省铜仁地区岑巩区块的动作最快，是首个进入实质性勘探开发阶段的项目，并且很有可能成为寒武纪牛蹄塘组地层开发的“全球样本”——

2014年2月22日，位于贵州铜仁市玉屏县朱家场镇与黔东南州岑巩县天星乡交界处的“天星1井”页岩气勘探井完成最后的井架拆卸工作，重达2000余吨的钻井设备正陆续运往10公里外的天马镇，几天后，作为全国页岩气二轮招标岑巩区块的第二口勘探井“天马1井”，即将正式开钻。

之前，作为难度最大的第一口井，也是最为关键的参数井，“天星1井”从开钻、钻井取心到完井作业，全部钻井工程只用了54天零21小时。“原设计钻井周期是75天，不仅进度提前了，而且这口井的工程质量控制得非常好。井深1897.6米，最大井斜2.1度，最大水平位移仅12米，井径扩大率7.4%，取心收获率高达95.7%，地质资料录取合格率达98%，各项指标均达到设计要求，大大高于行业标准。”铜仁中能天然气有限公司总地质师、石油地质博士后冷济高告诉本刊记者，确定井口准确出气量的压裂试采工作预计将在今年4月初进行，但钻井的优良水准是确保试采成功的重要前提。

一直以来，岑巩页岩气区块的勘探进度备受全国业界高度关注。国土资源部于2012年12月正式公布的全国页岩气第二轮招标中标的19个区块中，岑巩页岩气区块的勘探进展最快，是首个投入实物工作量进入实质性勘探开发阶段的项目。

“当时中标的16个企业都是非油气企业，但大多都是实力雄厚的大型国企，只有我们是‘地方军’。最重要的是，岑巩页岩气区块的主要勘探目的层为寒武纪牛蹄塘组，而目前在全世界范围内，这一地层尚未获得实质性勘探突破，岑巩页岩气区块的示范效应不言而喻。”铜仁能源局局长王评说。

“地方军”突围

铜仁市能源局局长王评

作为首家获得采访许可的媒体，本刊记者2月21日在铜仁市能源局会议室看到几段珍贵的页岩气取心实验视频。画面中，一些约200毫米×100毫米直径大小的页岩岩心被浸泡在水中，从四面八方连续不断地冒出一串串的小气泡，有的呈线性放射状，有的则如一串串小珍珠。

“这些视频都是取心出筒后，第一时间在现场拍摄的。这些丰富的气泡就是储藏在地下泥（页）岩中的页岩气，从目前初步获得的现场解析气体组分分析数据看，烃含量平均值高达97%，这是非常让人振奋的数字。”冷济高说。

（名词解释：页岩含气量是指导页岩气勘探和资源可采性评价的一个重要关键技术参数之一，主要分为吸附气和游离气含量。目前通常采用岩心现场解析和等温吸附实验求取页岩的含气量。页岩地球化学指标、生烃潜力指标、矿物组成、物性特征等内部因素及深度、温度和压力等外部条件是控制页岩含气量的主要因素。）

据了解，根据国家编制的页岩气勘探开发“十二五”规划，已将铜仁市列为国家页岩气重点勘探开发区之一，铜仁市初步估算页岩气资源量为4000-24000亿立方米，可采资源量为800-4800亿立方米。

2012年10月25日，国土资源部对全国19个页岩气区块进行公开招标，其中之一的岑巩页岩气区块面积约为914.633平方公里，预测页岩气资源总量866.71亿立方米，可采储量120.47亿立方米。铜仁市能源投资有限公司从5家竞标单位中脱颖而出，以第一名的成绩最终中标。接着，该公司与中国国储能源化工集团（以下简称“国储能源”）所属的上海中油企业集团强强联手，共同注资1亿元成立铜仁中能天然气有限公司，预计总投资50亿以上对岑巩区块进行深度开发。

“当时参加二轮竞标的企业共有90多家，大多数都是五大发电集团等‘国家队’或实力雄厚的非油气企业等，只有我们是唯一的一支‘地方军’，而且后来得知我们报的投标金额并不是最高。”王评局长认为，标书体现出来的综合开发能力是决定性因素。

据他介绍，2009年国土资源部在川渝黔鄂等地区建立页岩气资源战略调查先导试验区，开展前期调查，并将铜仁市作为重点。从那时起，铜仁市委、市政府就对页岩气开发高度重视，结合国发〔2012〕二号文件允许贵州“先行先试”的发展机遇，将页岩气开发作为铜仁“先行先试”的重要实践，并于2012年1月出台《贵州省铜仁市页岩气勘探开发规划》，这是全国首个出台的地方性页岩气规划。

“除了政府层面的高度支持，技术层面也云集了国内外页岩气的顶尖团队，如加拿大籍华人、美国页岩气专家刘宇博士、美籍华人余刚博士和中国地质大学博士生导师张金川、梅冥相、丁文龙教授等都是我们的坚实后盾。”王评说，与国储能源的合作，更是为铜仁页岩气开发提供了强有力的资金和技术保障。

铜仁中能天然气有限公司常务副总经理龚大建作为地球物理勘探专家，对自己受国储能源派遣第一次到铜仁考察页岩气项目时的情景至今记忆犹新。

“那是2011年8月，铜仁最热的季节，我们顶着烈日在野外勘察，虽然汗流浃背，但我当时兴奋极了，因为四处都是标志着存在有油气源的烃源岩的野外露头。通俗点说，到处可以看见深黑色的岩石，而且用手一摸都能染到黑色。”龚大建说。

据了解，经过勘察，在全国页岩气资源分布五大区块中，铜仁地区构造上属于滇黔桂上扬子地台，富含有机质页岩的主要目的层为下寒武统牛蹄塘组和下志留统龙马溪组。牛蹄塘组地层分布于整个地区，埋藏深度整体由南东向北西增加，最大埋深5400米。而龙马溪组地层由于受志留纪末广西运动的影响，主要分布在思南-印江-沿河等北部地带，厚度由北向南逐渐减薄。

“贵州整个的地质构造经过四次大的地壳运动，铜仁地区的地层十分古老，页岩气开发难度较大。我们在第二轮页岩气招标中标的16个企业中首先开工，而且打的第一口参数井的目的层就是寒武系牛蹄塘组，这一地层比目前在全球范围内成功产气的志留纪龙马溪组地层相比早1亿多年，这对于我们是一个挑战，但一旦成功，则标杆意义非同寻常，为解放牛蹄塘积累宝贵的经验。”龚大建信心十足。

钻探首井近乎完美

页岩气开发是一个高投入、高风险、高技术的产业，如岑巩地区的勘探费用就高达4.65亿元。高风险则是指勘探完成后，可能达不到预期的出气量，这就意味着前期的高额投入“打了水漂”。从高技术的角度，页岩气开发除了地质研究外，更为关键的是水平井钻井及压裂等技术，而这此技术在国内都是还需要重点突破的难点。

“整个勘探完成要打13口井，包括10口直井、3个水平井。在贵州这样的喀斯特地貌上钻井，很容易遇到溶洞或含水层，一旦出现渗漏，钻井工程将面临极大危险。”龚大建介绍，为了确保钻井质量，获得最准确的取心采样和相关数据，公司组成的专家组与钻井公司展开了艰苦的多轮谈判。

龚大建表示，他们的团队成员都是专业博士后、博士、硕士或在石油、石化行业有着几十年经验的资深专家，从理论、技术到实践层面，对每一个钻井指标都了如指掌，而且在确定井位时除了利用二维地震成果，经过精细的地质研究，对目的层的埋深、分布及断裂特征更有把握，“虽然负责岑巩页岩气区块钻井的公司具有国内一流的专业技能，尤其在云贵高原有着丰富的钻探经验，但我们这次提出的各项指标都普遍高于石油行业标准，对方当时说这简直是不可能完成的任务。最后一次谈判，对方的市场总监一个人一天就抽了6盒烟，所有人的感觉都是快要崩溃了。”龚大建说。

事实却是，从2013年12月5日开钻到2014年1月28日完井，从开钻、探井取心到固井作业完成，所有的指标几乎甚至比原设计都要好：原要求最大水平位移不能大于30米，实际是12米；原要求最大井斜角不大于3度，实际是2.1度；原设计工期75天，实际是54天21小时……

据了解，“天星1井”是全国第二轮中标区块中的第一口探井，“天星1井”开钻并成功，标志着岑巩页岩气区块进入实质性勘探开发阶段。而从目前的取心情况看，岩心含气丰度高、物性好、脆性矿物含量高，为下一步关键的压裂试采成功奠定了非常好的基础。

合理开发环保先行

“现在国内有一些负面的声音，说页岩气开发的压裂过程会频繁引发地震，还会严重破坏生态环境等，这些都是误区。”龚大建表示，首先压裂技术并非现在才有的，这么多年来，全世界范围内的常规油气开采普遍采取的都是这一技术。此外，如何在尽量少占用水资源等方面，他们也进行了有益的探索。

龚大建介绍，首先他们使用的钻井液为清水，特殊井使用的油基钻井液会回收重复利用；压裂液主要成份是水和砂，不足0.5%的添加剂体系中绝大部分是日常生活中常见的无毒无害物质。同时，在工程实施过程中，严格执行安全环保措施，尽量少占农田和耕地，保证不污染地表环境及地下水资源。

此外，为避免页岩气的勘探、开发和井场建设对地表和植被造成破坏，他们通过一些先进技术进行较准确的定位，采用丛式井组技术，大大减少了井场数量，能较好地解决占地多和地表植被破坏多的问题，开采结束后，将严格按照国家环保要求，恢复地表植被。

“第一口井的压裂试采预计将在今年4月初进行。压裂的过程是利用大型柱塞泵组向井筒高压注入压裂液把页岩层撑开，人工制造裂缝，压裂液携带的“砂子”进入裂缝起支撑作用，使气体顺着缝隙顺畅进入井筒。”龚大建介绍，“砂子”的主要成份都是石英砂或陶粒等环保天然材料。压裂时通过注入大量压裂液，将砂子携带送入页岩层缝网之中，最后，像“果冻”一样的压裂液在完成携砂以后破胶转换成清水，返排到地面以后还可以循环利用。在这一过程中，在1900多米的地下，可能会有一些轻微的震动，但这远远达不到地震的威力，更没有任何权威调查证明可能会诱发地震。

“前期钻井取心的样品目前正在实验室进行数据研究，参照这些指标，我们将完善压裂方案设计，优选环保压裂液进行试采。今后实现量产后，整个区块其实是一个非常大的井工厂，包括废水中央处理厂等等，反排的压裂液一部分经处理后回收利用，一部分废水进行无害化水处理，保证压裂液无害排放，防止土壤和地表水污染。”龚大建表示，影响人们生活的地下水一般存在于浅层地下几百米的深度，而页岩层基本都在一两千米以下，而且页岩气井抵达地下水层时，都进行了专业的隔离措施，因此，那种“压裂液对地下水具有一定污染”的说法实际上也是一个误区。

页岩气对于环境的影响，还涉及甲烷泄露。页岩气最基本、最重要的成分是甲烷。为了及时掌握钻探时的甲烷泄漏情况，铜仁中能天然气公司还将在生产现场配置页岩气泄漏的检测仪器，做好安全防护，防止页岩气泄漏。

“页岩气资源的开发利用将节约和替代大量煤炭和石油资源，显著减少污染物和温室气体的排放，改善铜仁市生态环境。按页岩气的年产量3.4亿立方米计算，与煤炭相比，如果用于发电，可减少二氧化碳年排放约10万吨、二氧化硫排放约2.5万吨、氮氧化合物排放约0.8万吨和烟尘排放约1.5万吨。”冷济高说。

（名词解释：水力压裂就是利用地面高压泵，通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时，则在井底油层上形成很高的压力，当这种压力超过井底附近油层岩石的破裂压力时，油层将被压开并产生裂缝。这时，继续不停地向油层挤注压裂液，裂缝就会继续向油层内部扩张。为了保持压开的裂缝处于张开状态，接着向油层挤入带有支撑剂（通常石英砂）的携砂液，携砂液进入裂缝之后，一方面可以使裂缝继续向前延伸，另一方面可以支撑已经压开的裂缝，使其不致于闭合。再接着注入顶替液，将井筒的携砂液全部顶替进入裂缝，用石英砂将裂缝支撑起来。最后，注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外，在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝，使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。压裂之后，油气井的产量一般会大幅度增长。）

打造“页岩气之城”

“虽然最后要通过压裂试采才能获得井产量的权威数据，但从目前掌握的一些重要参数指标来看，我们充满信心。此外，因为有了参数井的经验积累，剩下的12口井的钻探速度都会更快。”铜仁能源局王评局长表示。

王评告诉本刊记者，过去很多年以来，外界普遍认为无油缺煤的铜仁地区资源禀赋较弱，尤其矿产资源没有比较优势。但自从2009年国土资源部勘察划定铜仁是页岩气资源富集区后，铜仁市委、市政府决心要快速变资源优势为经济优势，把页岩气产业做大做强。按照铜仁市“十二五”规划要求,力争到2015年能源、原材料工业总产值达到240亿元以上、努力构建水、火、核、新能源互济的能源发展新格局，建成黔湘渝周边地区最大的能源基地、成为西南地区重要的锰、钒、镁复合材料基地等定位，规划测算2015年铜仁市区内需求天然气3.6亿立方米。估算2020年区内需求天然气15亿立方米。

根据《贵州省铜仁市页岩气勘探开发规划》，到2015年，优选出一批页岩气远景区和有利目标区，建成国家页岩气勘探开发区，形成一批页岩气勘探开发重点产区，年产量达到3.4亿立方米，初步实现页岩气产业化；到2020年，页岩气勘探开发步伐进一步加快，年产量力争达到10亿立方米，形成页岩气规模化产业。

“天然气在工业加工方面的应用潜力巨大，每加工一次，产值就会提高5倍。”王评表示，目前铜仁建设“以页岩气为主导产业的化工新城”的产业梦想也已雏形初现。

据了解，铜仁地区已规划建设中国首个页岩气化工产业园区，占地面积40平方公里，集中引进大乙烯、大化肥等项目，预计建成后年产值将达到400亿元至500亿元；其次，将开发“分布式能源”，建设天然气冷热电联供能源系统，计划在铜仁地区的每一个县、开发区都布局一个装机6万千瓦的分布式能源点，预计年总产值达到40亿元；此外，还已规划了占地3平方公里的高端制造园区，主要发展金属制造、玻璃制造等高端制造业。

“当然，一切的梦想都建立在页岩气成功开发并投入量产的基础上。目前，国家开发银行、中国进出口银行也与我们达成了融资协议，从资金层面为项目开发提供了资金保障。”王评透露，未来铜仁中能天然气公司还将计划在创业板上市，打造铜仁第一家本土上市公司。

尽管铜仁市页岩气开发正在有条不紊的部署及进展中，但仍面临一些现实问题。冷济高告诉本刊记者，页岩气开发是全世界关注的能源热点，岑巩页岩气区块的开发首先就应该在贵州省进行重大科研项目的立项。

“非油气企业缺乏像中石油、中石化那样的央企背景，缺少成熟的科研平台，像我们公司这30几号人，既是勘探开发事业部又是勘探开发研究院，而针对这样的页岩气勘探开发项目，科研人员、科研投入严重不足，相对于常规油气田勘探开发动辄成百上千人的研究院，我公司在这方面明显存在差距。”冷济高指出，项目开发如果能站到全省的高度和角度，可以联动地方高校和科研院所进行产学研的深度结合。

“譬如在压裂技术方面，我们还将尝试清水压裂、二氧化碳压裂等环保技术，如果能得到更多的科研后台支撑，贵州的页岩气开发将成为一个创举。”龚大建表示。