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页岩气
储集岩系中的非常规天然气
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20%～85%。
2017年7月7日，国土资源部中国地质调查局在北京举办湖北宜昌鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果研讨会。中国地质调查局党组成员、副局长，南方页岩气科技攻坚战宜昌地区协调领导小组组长王昆宣读了院士、专家对鄂宜页1井页岩气调查重大突破成果的鉴定意见，武汉地质调查中心陈孝红介绍了鄂宜页1井取得的重大突破成果。研讨会由中国地质调查局资源评价部负责人邢树文主持。
页岩气特点
天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，具有与煤层气大致相同的机理过程。通过生物作用或热成熟作用所产生的天然气首先满足有机质和岩石颗粒表面吸附的需要，此时所形成的页岩气主要以吸附状态赋存于页岩内部。当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕的页岩气解吸进入基质孔隙。随着天然气的大量生成，页岩内压力升高，出现造隙及排出，游离状天然气进入页岩裂缝中并聚积。
页岩岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类，岩石组成一般包括30%～50%的粘土矿物、15%～25%的粉砂质（石英颗粒）和4%～30%的有机质。正是由于页岩具有这样的特性，所以页岩中的天然气具有多种存在方式，主要包括了2种形式，即游离态（大量存在于页岩孔隙和裂缝中）和吸附态（大量存在于粘土矿物、有机质、干酪根颗粒及孔隙表面上），其中吸附态存在的天然气占天然气赋存总量的20%以上（BarnettShale）到85%（LewisShale）。
页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产页岩气分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩气形成
形成原因
前人对美国5大页岩气盆地页岩气的成因研究表明，页岩气可以通过以下2种途径演变而来。
1、热裂解成因气（自然生成）
页岩中热成因气的形成有3个途径：①干酪根分解成气体和沥青；②沥青分解成油和气体（步骤1和步骤2为初次裂解）；③油分解成气体、高含碳量的焦炭或者沥青残余物（二次裂解）。最后一个步骤主要取决于系统中油的残余量和储层的吸附作用。德克萨斯州的FortWorth盆地的Barnett页岩气就是通过来源于干酪根热降解和残余油的二次裂解，主要以残余油的二次裂解为主，正因为如此，使得Barnett页岩气具有较大资源潜力。
页岩气的开采
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气。天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中。天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集，表现为典型的原地成藏模式，与油页岩。
2、生物成因气
一般指页岩在成岩的生物化学阶段直接由细菌降解而成的气体，也有气藏经后期改造而成的生物气。如美国密歇根盆地的Antrim页岩气是干酪根成熟过程中所产生的热降解气和产甲烷菌新陈代谢活动中所产生的生物成因气，以后者为主。其原因可能是发育良好的裂缝系统不仅使天然气和携带大量细菌的原始地层水进入Antrim页岩内，而且来自上覆更新统冰川漂移物中含水层的大气降水也同时侵入，有利于细菌甲烷的形成。
形成条件
1、沉积环境
较快的沉积条件和封闭性较好的还原环境是黑色页岩形成的重要条件。沉积速率较快可以使得富含有机质页岩在被氧化破坏之前能够大量沉积下来，而水体缺氧可以抑制微生物的活动性，减小其对有机质的破坏作用。如FortWorth盆地Barnett组富有机质黑色页岩沉积于深水（120～215米）前陆盆地，具有低于风暴浪基面和低氧带（OMZ）的缺氧—厌氧特征，与开放海沟通有限。
2、有效厚度
广泛分布的泥页岩是形成页岩气的重要条件。同时，沉积有效厚度是保证足够的有机质及充足的储集空间的前提条件，页岩的厚度越大，页岩的封盖能力越强，有利于气体的保存，从而有利于页岩气成藏。美国5大页岩气勘探开采区的页岩净厚度为9.14～91.44米，其中产气量较高的Barnett页岩和Lewis页岩的平均厚度在30.48米以上。
总有机碳含量是烃源岩丰度评价的重要指标，也是衡量生烃强度和生烃量的重要参数。有机碳含量随岩性变化而变化，对于富含粘土的泥页岩来说，由于吸附量很大，有机碳含量最高，因此，泥页岩作为潜力源岩的有机含量下限值就愈高，而当烃源岩的有机质类型愈好，热演化程度高时，相应的有机碳含量下限值就低。对泥质油源岩中有机碳含量的下限标准，国内外的看法基本一致，为0.4%～0.6%，而泥质气源岩有机碳含量的下限标准则有所不同。大量研究结果表明，气态烃分子小，在水中的溶解能力强，易于运移，气源岩有机碳含量的下限标准要比油源岩低得多。美国5大页岩气系统页岩总有机碳含量较高，分布范围大（0.5%～25%），可分为2类，Antrim页岩和NewAlbany页岩的TOC含量较高，一般分布于0.3%～25%之间；而Ohio页岩、Barnett页岩和Lewis页岩的TOC含量在0.45%～4.7%之间。
4、干酪根类型和成熟度
在不同的沉积环境中，由不同来源有机质形成的干酪根，其组成有明显的差别，其性质和生油气潜能也有很大差别。因此，研究干酪根的类型（性质）是油气地球化学的一项重要内容，也是评价干酪根生油、生气潜力的基础。干酪根类型是衡量有机质产烃能力的参数，不同类型的干酪根同时也决定了产物以油为主还是以气为主。一般来说，Ⅰ型干酪根和Ⅱ型干酪根以生油为主，Ⅲ型干酪根则以生气为主。纵观美国页岩气盆地的页岩干酪根类型，主要以Ⅰ型干酪根与Ⅱ型干酪根为主，也有部分Ⅲ型干酪根，而且不同干酪根类型的页岩都生成了数量可观的气，有理由相信，干酪根类型并不是决定产气量的关键因素。沉积岩石中分散有机质的丰度和成烃母质类型是油气生成的物质基础，而有机质的成熟度则是油气生成的关键。干酪根只有达到一定的成熟度才能开始大量生烃和排烃。不同类型的干酪根在热演化的不同阶段生烃量也不同。在低熟阶段（0.4%～0.6%），有机质就可以向烃类转变。美国5大页岩盆地页岩的热成熟度分布范围在0.4%～2.0%之间，可见在有机质生烃的整个过程都有页岩气的生成。随着成熟度的增加，早期所生成的原油开始裂解成气。美国Barnett页岩之所以含气量大，主要源于生烃体积（有机质丰度、生烃潜力和页岩厚度引起的结果），成熟度以及部分液态烃持续裂解生气。成熟度越低的Barnett页岩区，其气体产量就越低，这可能是因为生气少，残留烃的流动阻塞孔隙的缘故。许多高熟的Barnett页岩区干酪根和油的裂解使生气量大幅提高，导致页岩气井气体流量大。因此，成熟度是评价高流量页岩气相似性的关键地球化学参数。
影响成藏因素
1、孔隙度
在常规储层中，孔隙度是描述储层特性的一个重要方面。页岩储层也是如此。作为储层，页岩多显示出较低的孔隙度（<10%），当然也可以有很大的孔隙度，且在这些孔隙里储存大量的游离气，即使在较老的岩层，游离气也可以充填孔隙的50%。游离气含量与孔隙体积的大小密切联系。一般来说，孔隙体积越大，所含的游离气量就越大。
2、裂缝发育
页岩的矿物成分较复杂，石英含量高，且多呈粘土粒级，常以纹层形式出现，而有机质、石英含量都很高的页岩脆性较强，容易在外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝，有利于天然气渗流，说明岩性、岩石矿物成分是控制裂缝发育程度的主要内在因素。
由于页岩具有低孔隙度低渗透率的特性，产气量不高，而那些开放的矩形天然裂缝弥补了这一不足，大大提高了页岩气产量。裂缝改善了泥页岩的渗流能力，裂缝既是储集空间，也是渗流通道，是页岩气从基质孔隙流入井底的必要途径。并不是所有优质烃源岩都能够形成具有经济开采价值的裂缝性油气藏，只有那些低泊松比、高弹性模量、富含有机质的脆性页岩才是页岩气资源的首要勘探目标。
3、有机碳含量
在裂缝性页岩气系统中，页岩对气的吸附能力与页岩的总有机碳含量之间存在线性关系。
在相同压力下，总有机碳含量较高的页岩比其含量较低的页岩的甲烷吸附量明显要高。页岩气除了被有机质表面所吸附之外，还可以吸附在粘土的表面（干燥）。在有机碳含量接近和压力相同的情况下，粘土含量高的页岩所吸附的气体量要比粘土含量低的页岩高。而且随着压力的增大，差距也随之增大。
4、地层压力
地层压力也是影响页岩气产量的因素之一。研究表明，地层压力与吸附气有着正相关性，地层压力越大，页岩的吸附能力就越大，吸附气的含量也就越高。游离气含量也会随着压力的增加而增加，两者基本上呈线性关系。值得注意的是，压力在6.89MPa以前，吸附气含量随压力增加的幅度很明显，而在其之后，增加的幅度不太明显，类似于常规的致密气藏。当然，不同地区由于有机质含量和周围围岩封存能力的不同，压力梯度也会产生差异。
除了上述影响因素之外，有机质类型、成熟度等也会影响页岩气含量。
成藏过程
页岩气经历了复杂多变的成藏过程，是天然气成藏机理序列中的重要构成和典型代表。根据不同的成藏条件，页岩气成藏可以表现为典型的吸附机理、活塞运聚机理或置换运聚机理。按照成藏机理的不同，可将天然气成藏过程分为3个主要阶段，而前2个阶段即是页岩气的成藏过程。
第1阶段是天然气的生成与吸附。该阶段发生在成藏初期，与煤层气的成藏机理相同。由于页岩中的有机碳等物质表面具有吸附能力，页岩生气过程中，最开始生成的少量天然气均被有机碳等物质吸附，故页岩层中仅存有吸附态的天然气.
第2阶段是天然气的造隙及排出。该阶段处于生气高峰期，与根缘气的形成机理类似。随着天然气的大量生成，页岩中的有机碳无法将其完全吸附，因此未被吸附的天然气在页岩层中以游离态聚集。随着页岩气的不断生成，聚集的大量游离气因膨胀而形成高压，直至岩层破裂并产生微裂隙。由于此时产生的裂缝或孔隙极其微小，使得页岩气无法在页岩层内部自由流动。在此后的强力生烃作用即生气膨胀力的作用下，页岩气沿构造上倾方向从底部高压区向高部相对低压区发生排驱和整体推进作用，从而使地层处于大面积包含气状态。此阶段生成的天然气不受浮力作用，表现为活塞式的运聚特征。
第3阶段是天然气的置换与运移。如果天然气的生成量持续增加而页岩层的外部又有合适的储层，则在浮力作用下，天然气将以置换方式沿裂缝从泥页岩层向储层运移，从而形成常规天然气藏。
发展沿革
美国进行页岩气开采大约有80多年历史。在加拿大，作为商业开采还处于起步阶段。因为能补偿常规天然气开采量下降的问题，这些很难开采的气体在加拿大天然气开采中的作用越来越重要。数据显示，加拿大西部地区大约有550万至860万亿立方英尺页岩气储量。
美国和加拿大已经开始了对页岩气的勘探开发，特别是美国，已对密西根、印第安纳等5个盆地的页岩气进行商业性开采，2005年页岩气产量达到198亿立方米，成为一种重要的天然气资源。
世界页岩气资源量为457万亿立方米，同常规天然气资源量相当，其中页岩气技术可采资源量为187万亿立方米。全球页岩气技术可采资源量排名前5位国家依次为：中国（36万亿立方米，约占20%）、美国（24万亿立方米，约占13%）、阿根廷、墨西哥和南非。中国页岩气资源丰富，技术可采资源量为36万亿立方米，是常规天然气的1.6倍。在开采技术成熟、经济性适当时，将会产生巨大的商业价值。
2011年中国能源消费结构中，煤炭消费占比70%，石油消费占比18%，天然气占比仅为5%。随着煤炭资源的消耗以及对清洁能源的日益重视，中国必然会加大天然气等清洁能源的开采和利用。到2012年，中国页岩气开发处
于气藏勘探和初步开采试点阶段。截至2012年4月，中国共确定33个页岩气有利区，页岩气完井58口，其中水平井15口。随着页岩气勘探权逐步向民间开放，未来十年页岩气开发将有望迎来快速发展的“黄金十年”。到2015年末，仅页岩气开采阶段设备需求超过150亿元，至2020年末相关设备需求则超过1000亿元。
页岩气
2011年，国务院批准页岩气为新的独立矿种，为中国第172种矿产。按国务院指示精神，考虑页岩气自身特点和中国页岩气勘查开采进展以及国外经验，国土资源部将页岩气按独立矿种进行管理。
2012年11月中国发布了支持页岩气开发利用的补贴政策，规定今后三年中央财政对页岩气开采企业给予补贴，补贴标准为0.4元/立方米。补贴标准的出台将刺激页岩气消费需求，有助于行业开发进度加快。
2021年4月6日，从重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室获悉，该实验室在页岩气绿色开采上面取得了新进展。新技术在提高页岩气采收率的同时，能够实现二氧化碳的地下封存，有望让页岩气在开采过程中实现碳中和，甚至负碳排放。
2021年6月，恩施市舞阳坝街道办事处阳鹊坝村发现高含气量页岩气。
2022年12月11日消息，位于重庆市梁平区的勘探井获高产油气流，发现四川盆地页岩气规模增储新层系，新增页岩气资源量万亿立方米。
成藏机理
对页岩气成藏机理进行全面分析，获得四个方面的认识。
①页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征，体现出了复杂的多机理递变特点。
②在页岩气的成藏过程中，天然气的赋存方式和成藏类型逐渐改变，含气丰度和富集程度逐渐增加。
③完整的页岩气成藏与演化可分为3个主要的作用过程，自身构成了从吸附聚集、膨胀造隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列。
④相应的成藏条件和成藏机理变化对页岩气的成藏与分布产生了控制和影响作用，岩性特征变化和裂缝发育状况对页岩气藏中天然气的赋存特征和分布规律具有控制作用。研究了中国的情况，认为中国的许多盆地存在工业性页岩气藏发育的基本地质条件，其中，吐哈盆地吐鲁番坳陷的水西沟群是页岩气发育的重要区域之一。
自然生成
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中。天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中。天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集，表现为典型
的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
页岩气
页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当，但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性，并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。因此属于不完整意义上的页岩气。因此，中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同，分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。
资源分布
世界储量及分布
全球页岩气资源十分丰富且分布普遍，据美国国家石油委员会(NPC)统计，截至2009年底，全球页岩气资源量约为456.2万亿立方米，占全球非常规气资源量近50%，与常规天然气相当，页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、太平洋国家、拉美、其他地区等(见下表)。
世界主要地区页岩气估计资源量 | ||
地区 | 资源量/万亿立方米 | 占全球比例/% |
北美 | 108.79 | 23.8 |
中亚和中国 | 99.9 | 21.9 |
中东和北非 | 72.15 | 15.8 |
太平洋国家 | 65.5 | 14.4 |
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美国本土有48个州广泛分布着有机页岩，具有丰富的页岩气资源。据美国国家油气资源委员会估计，美国页岩气资源总量大约在14.2万亿~19.8万亿立方米，可采资源量约为3.62万亿立方米，截至2008年底，美国探明页岩气储量9289亿立方米。
欧洲页岩气储藏量可达15万亿立方米，瑞典的明矾片岩，德国北部、荷兰和英国南部的波西多尼亚片岩等，都与美国的页岩类似。欧洲的页岩主要呈黑色或深棕色，表示岩层在形成过程中，富含了泥土中生长的生物所具有的有机物质，而这些有机物质大部分都变成了现在的页岩气。如果页岩储藏能够证实，那么这将改变欧洲国家长期依赖俄罗斯天然气的命运。目前，欧盟成员国天然气供给的1/4来自俄罗斯。拉美页岩气资源主要集中在阿根廷、墨西哥和巴西等国。
中国储量及分布
我国页岩气资源很丰富，但开发还处于起始阶段。国家正在积极推进页岩气的开发利用工作。
2018年自然资源部矿产资源保护监督工作小组透露，自2014年9月到2018年4月，不到4年时间，我国页岩气累计新增探明地质储量突破万亿立方米，产能达135亿立方米，累计产气225.80亿立方米。自2014年9月到2018年4月，不到4年时间，在四川盆地探明涪陵、威远、长宁、威荣4个整装页岩气田，页岩气累计新增探明地质储量突破万亿立方米，产能达135亿立方米，累计产气225.80亿立方米。
虽然中国页岩气勘探还处于起步阶段，但经过成藏条件的初步对比发现，中国的许多盆地与美国东部地区页岩气藏的地质条件类似，故勘探潜力巨大。中国的页岩气发育区可划分为与板块大致对应的四大区域，即南方地区、中东部地区、西北地区及青藏地区，这些区域都具有良好的页岩气勘探前景。
中国南方扬子地台区共发育8套以黑色页岩为主体的烃源岩层：上震旦统陡山沱组、下寒武统筇竹寺组、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组、中泥盆统罗富组、下石炭统河州组、下二叠统栖霞组、上二叠统龙潭组及大隆组、下三叠统青龙组。以上各层位分布广、埋藏浅、厚度大、有机质丰富、成熟度高，且具备优越的页岩气成藏条件，因此是页岩气发育的有利区域，勘探潜力巨大。其中，四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动，形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件，其下古生界烃源岩具有分布广、厚度大、成熟度高、微裂缝发育、有机质生烃作用强的特点，并有大量证据显示该盆地存在丰富的页岩气。例如，该盆地下志留统龙马溪组的黑色笔石页岩最为发育，而南部长宁构造新完钻的页岩气浅井的分析测试数据也证实了龙马溪组具有形成页岩气藏的优越条件；采用体积法初步估算四川盆地及邻区的龙马溪组页岩气资源量为4.0×10~12.4×10立方米，显示了该区页岩气巨大的勘探潜力；2009年，在重庆彭水钻探的第一口页岩气战略调查井——渝页1井见到良好的页岩气显示，对渝页1井的后期实验分析结果也表明，渝东南地区地质条件复杂的高陡构造带具有良好的页岩气成藏地质条件，同时也预示着上扬子乃至整个扬子地区都可能是页岩气发育的有利潜力区。因此，总体看来，川东和川南地区（包括川西南）下寒武统和下志留统页岩最具潜力，而鄂西-渝东地区乃至整个中下扬子地区为页岩气分布的重要区域。
勘测调查
2004年以来，以中国地质大学张金川教授、中国石油勘探开发研究院李新景和王社教授、中国石油勘探开发研究院廊坊分院王红岩和李景明教授以及长江大学潘仁芳教授为代表的杰出石油地质科技工作者开始了页岩气勘探开发基础理论的相关研究，在页岩气成藏机理、储量评价、资源量分类、页岩气渗流机理等方面取得了可喜的成果，为中国页岩气勘探开发奠定了理论基础；2009年，中国启动“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选”项目；2010年，中国分三个梯次开展了研究工作，第一启动了“川渝黔鄂页岩气
调查先导试验区”工作开展重点调查，第二在下扬子苏皖浙地区开展页岩气资源调查，第三在北方地区（华北、东北和西北）开展页岩气资源前期调查研究；2011年，结合前期调查研究成果，国土资源部在川渝黔鄂开展了5个项目的先导性试验，在上扬子及滇黔桂区、中扬子及东南区、西北区、青藏区、华东-东北区5个大区继续开展资源潜力调查，同时开展了5个页岩气勘探开发相关工艺技术的攻关项目。
页岩气
其中，中国石油在川南、黔北地区选取了4个有利区块，已完钻11口评价井，其中有4口直井见气；中国石化在黔东、皖南、川东地区优选了2个有利区块，已完钻5口评价井，其中有2口直井见气；延长石油在延安完钻3口页岩气井，取得陆相页岩气技术突破；中国海油、中联煤也开始在皖浙地区、山西沁水盆地开展前期调查。
经过7年的勘测调查和反复研究，专家跑遍滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝、陕等8省区，最终将优势区域锁定在重庆东南部，并确定了一条以綦江为起点，经万盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山的开发路线。也就是说，中国页岩气开发将会从綦江起步，走向全国。綦江有着独特的地理位置和资源优势，它处于云贵高原到四川盆地过渡区域，沉积地层齐全，页岩气埋藏浅，深度大概在200米到700百米之间，有利于开发。中国的页岩气勘探开发将会迅速发展。
郑州中牟地下发现丰富页岩气可开采127亿立方米。中牟区块地下3500米以上有可开采的页岩气127.5亿立方米。
开发评价标准
目前进行页岩气经济开发的核心区的条件有五个，通常是指TOC值大于2%、处在生气窗内、脆性矿物含量大于40%的有效页岩。有效页岩厚度大约30~50米。有效页岩连续发育时大于30米，断续发育或TOC值小于2%时，累计厚度大于50米时亦足以满足商业开发要求。
资源储量
页岩气
中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层，互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件，不同规模的天然气发现，尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一步突破。资料显示，中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。除此之外，松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带，因此被确定为首批实地勘查工作目标区。
据估计，全球页岩气资源约为456万亿立方米，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联，其中北美最多。但其丰度低，技术可采量占资源总量的比例较低，同时页岩气的储层具有低孔隙率和低渗透率的特点，开采难度大，需要高水平的钻井和完井技术。在21世纪刚开始开采页岩气时，多采用水平钻井技术和水基液压裂技术提高采收率。
2012年前后，已实现对页岩气商业开发的国家有美国和加拿大，其中美国已实现大规模商业化生产。中国页岩气资源也很丰富，但开发还处于起始阶段。国家正在积极推进页岩气的开发利用工作。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿－30万亿立方米，与美国28．3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。另一方面，生产周期长也是页岩气的显著特点。页岩气田开采寿命一般可达30～50年，甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年。开采寿命长，就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。
2015年10月21日，国土资源部发布《中国矿产资源报告（2015）》显示，2014年中国地质勘查投入1145亿元，新发现大中型矿产地249处。油气勘查取得重大突破，页岩气首次探明地质储量1068亿立方米。
2018年8月24日，地球页岩层内的天然气资源与常规天然气可采储量相当。“中国页岩气开发起步虽晚，却是继美加之后第三个形成规模和产业的国家，产量近期可达百亿立方米能级。国内最早研究页岩气的专家之一、国土资源部矿产资源储量评审中心主任张大伟这样表示。北京国际图书博览会开幕，页岩气第三大国首次向世界“亮家底”。作为“十三五”国家重点图书、国家出版基金项目，由华东理工大学出版社出版的“中国能源新战略――页岩气出版工程”，向世界最大出版商之一的施普林格・自然集团输出英文版权，预计5年内陆续向全球发行。
总主编、中国地质大学（北京）能源实验中心主任张金川表示，页岩气头号大国美国至今无相关科学与工程著作给世界参考，而先期15册体量的“页岩气出版工程”不仅是国内第一套页岩气全产业链丛书，在未来多年可能仍是中国乃至全球最系统的页岩气科技图书，填补该领域空白。
2022年4月，四川探明页岩气地质资源量超40万亿立方米。
经济价值
页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、
厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来. 另一方面，页岩气采收率比常规天然气低，常规天然气采收率在60%以上，而页岩气仅为5%～60%。低产影响着人们对它的热衷，美国已经有一些先进技术可以提高页岩气井的产量。中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异，如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大，美国的页岩气层深度在800～2600米，而四川盆地的页岩气层埋深在2000～3500米。页岩气层深度的增加无疑在本不成熟的技术上又增添了难度。
页岩气
随着技术的进步，页岩气井压裂措施的费用也逐步降低。水平井是页岩气藏成功开发的另一关键因素。根据美国经验，水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍，产气速率则提高10倍，而水平井的成本则不足垂直井的2-4倍。因此，水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。由于页岩气发育规模较大、单口井的控制可采储量高（可达6千万方），采取措施后的单井日产量可达3万方。加之页岩气井的产量递减率低，容易实现30-50年的稳产时间，因此能实现相对的高产的经济价值。
中石油(PetroChina)在中国四川省发现了页岩气，这证实了，在中国这个渴求能源的国家，这种非常规燃料储量巨大。根据预期，页岩气即蕴藏在页岩中的天然气可以通过提供廉价而充足的新型燃料来源，在未来几十年里改变世界第一大能源消耗国中国的能源供给格局。
中国石油天然气集团公司(CNPC)的上市子公司中石油对英国《金融时报》透露，该
公司已经在四川省南部的页岩区钻探了约20口气井，初步结果很积极。“现平均每口井的日产量在一万立方米以上，”中石油董事会高级助理秘书毛泽锋表示。“仍然在评估潜在储量的确切规模。”页岩气的开采需要通过一种称为“水力压裂法”(fracking)的步骤，将岩石层压裂，从而释放出其中的天然气。这种开采方法压低了天然气价格，为美国和一些国家的能源市场带来了革命性巨变。
页岩气
美国是世界最大的页岩气生产国。根据美国能源情报署(EnergyInformationAdministration)估计，中国的页岩气储量超过其它任何一个国家，可采储量有1275万亿立方英尺。按当前的消耗水平，这些储量足够中国使用300多年。北京将天然气视为解决中国日益增长的能源需求的方案的一部分，国家鼓励对页岩气和煤层气等“非常规”天然气资源进行开发。在举行的一场新闻发布会上，中石化董事长傅成玉称，中国页岩气产量最终将超过美国。
开发利用
开发影响
受美国页岩气成功开发影响，全球页岩气勘探开发呈快速发展态势。
页岩气
随着水力压裂技术日臻成熟，美国兴起了页岩气开发热潮。成功开采页岩气使美国跃居全球第一产气大国，随着技术的进步及探明储量的持续增加，未来页岩气开采将进入爆发式增长期，并带动美国的天然气生产进入“黄金时代”。
数据显示，在2000年，页岩气产量不足美国天然气供应的1%，而今天已经占到30%，而且份额还在上升。得益于页岩气的大规模开发，2009年，美国取代俄罗斯成为世界第一大天然气生产国，占世界天然气总产量份额达到20%。2012年，美国天然气销售量更达到7160亿立方米，比2006年增加30%。
受美国页岩气成功开发影响，全球页岩气勘探开发呈快速发展态势。墨西哥计划未来2年投资20亿美元开发页岩气。已有40多家跨国石油公司在欧洲寻找页岩气，埃克森美孚公司已开始在德国进行钻探，雪佛龙公司和康菲石油公司开始在波兰进行勘探，奥地利OMV公司在维也纳附近测试地质构造，壳牌公司将页岩气勘探目标锁定在瑞典。能源供应大国俄罗斯尽管具有超大规模的常规天然气储量，但也还是做好了开采页岩气的准备。印度尼西亚等亚洲国家以及非洲的南非等都不同程度地进行着页岩气的发展规划。
页岩气成为新宠，不仅深刻影响天然气市场格局，而且开始改变美国一些高能耗的重化工业的命运。由于能源成本下降明显，美国的化工、制造业出现“回流”现象，产业竞争力有所提升。
在中国，根据《页岩气发展规划（2011-2015年）》，“十二五”期间，中国将完成探明页岩气地质储量6000亿立方米，可采储量2000亿立方米，实现2015年页岩气产量65亿立方米，2020年力争达到页岩气年开采量为600亿至1000亿立方米。如果这一目标得以实现，中国天然气自给率有望提升到60%至70%，并使天然气在中国一次能源消耗中的占比提升至8%左右。这将有助于扭转中国过度依赖煤炭的能源结构，并减少能源对外依存度。
开采技术
页岩气开采技术，主要包括水平井技术和多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术，这些技术正不断提高着页岩气井的产量。正是这些先进技术的成功应用，促进了美国页岩气开发的快速发展。如果能引进这些先进技术，将为中国页岩气开发助一臂之力。
中国页岩气开发技术不断进步：一个是钻井技术，3500米的页岩气井、2000米的水平钻最快45天就完成。二是分钻压裂技术已经完全掌握并基本实现了国产化。
开发方式
虽然有吸附与游离相天然气的同时存在，但页岩气的开发并不需要排水降压。由于页岩中游离相天然气的采出，能够自然达到压力降低的目的，从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化，达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的。由于孔隙度和渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低，因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施，压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益。
有专家提到根缘气，J.A.Masters(1979）提出了深盆气（Deepbagas)思想，建立了气水倒置的模式，描述了天然气勘探开发的广阔前景。由于识别难度大，P.R.Rose等（1986）提出了盆地中心气（Basin-centergas)，B．E．Law等人研究思路将该类气藏的识别方法从“区域气水倒置”改进为“没有边水”，从而简化了繁琐的识别过程并在很大程度上提前了对该类气藏的识别时间。由于对“无边底水的确定仍然较多的钻井地质资料故仍然不是最佳的解决方案。
经过实验研究，将根缘气确定为致密砂岩中与气源岩直接相连的天然气聚集，并强调其中的砂岩底部含气特点。由于紧邻气源岩（根）天然气与地层水在运移动力上形成直接传递的
连续介质，故被视之为根缘气。该类气藏主体形成于砂岩普遍致密化后，大致对应于煤系及暗色泥岩的热解及石油的裂解生气阶段，故一般的埋藏深度相对较大。
页岩气
根缘气研究方法基于天然气成藏动力学原理，将气藏识别技术推进到单井剖面即是否出现并发育砂岩底部含气特征（与常规圈闭中的砂岩顶部含气模式和特点完全不同），在野猫井（而不是预探井甚至开发井）上即可对气藏类型进行最早期的快速识别。只砂岩底部含气就能够说明天然气在成藏动力上的连续性，并进一步阐述天然气成藏的机理特点，从而确定天然气的聚集机理类型，即深盆气、盆地中心气、缘气甚至向斜含气或满盆气等的存在，确定天然气的成藏、富集及分布特点将气藏类型识别的时间向前延伸至勘探限为后续勘探思路最大限度的时间。
开发现状
页岩气改变了美国的能源结构，也带来一系列潜在的问题，比如水资源的耗费和污染《国际先驱导报》阳建发自华盛顿美国是页岩气开发最早、最成功的国家，由于储量丰富、开发技术先进，美国的页岩油气资源开发已渐成规模，2011年其页岩气产量达到1800亿立方米，占美国天然气总产量的34%。曾有专家预测，有了页岩气的补充，美国的天然气足够使用100年。不过，虽然页岩气减少了美国的对外能源依赖，对于大规模开发页岩气，美国国内仍然存在诸多争议。页岩开发助美成油气大国美国非常规能源储备十分丰富，根据美国能源情报署的数据，在美国可开采的天然气储量中，页岩气、致密型砂岩气和煤层气等非常规能源天然气储量占到60%。美国石油协会公布的数据显示，算上页岩天然气资源，美国达到开采标准的油气资源居世界首位，比沙特阿拉伯多24%。
自上世纪90年代以来，在国内政策、技术进步等支持下，美国率先在全球勘探和开发页岩气等非常规能源。之后，美国在水压破裂和水平钻井技术方面的进步，解决了从页岩中开采油气的技术和成本挑战，美国页岩气开发逐渐形成规模。
2000年，美国页岩石油每天开采仅20万桶，仅占美国国内总开采量的3%，而2012年每天开采100万桶。美国页岩气产量也从2000年的122亿立方米暴增至2010年的1378亿立方米。
美国剑桥能源咨询公司预计，到2020年底美国每天可产出300万桶页岩石油，超过2012年原油产量的一半。美国PFC能源咨询公司的数据显示，到2020年，页岩油气资源将占美国油气产出约三分之一，届时美国将是全球最大的油气生产国，超过俄罗斯和沙特阿拉伯。因浪费水、易污染遭抵制
页岩气的开发改变了美国的能源结构。过去数十年来，煤电一直是美国电力的主要来源，2003年占比仍达53%。但随着页岩天然气的开发，市场上出现了大量廉价天然气，造成很多煤电厂关停，天然气发电厂兴起。2011年前9个月，煤电比例降至43%，而天然气发电比例则从2003年的不足17%升至25%左右。不过，页岩气也引发了一系列潜在的问题。
首先是消耗大量水资源且不可回收。页岩天然气开采所使用的水压破裂技术需要消耗大量水资源，由此油气开发商开始抢占农业用水，甚至会挤占市政用水。据介绍，灌溉640英亩（约合2.6平方公里）干旱土地需要4.07亿加仑（约合15.4亿升）水，可收获价值20万美元的玉米，等量的水如果用于水压破裂技术钻井，可获得价值25亿美元的石油。由于钻井所使用的水注入页岩层，比地下蓄水层要深得多，主要被岩石吸收，不能再回收利用。
开发页岩气还容易造成环境污染。页岩油气开采在钻井过程中要经过蓄水层，钻井使用的化学添加剂会对地下水形成污染威胁。主要输送从油砂中提炼的重油的“Keystone”管道在2010年5月就曾发生两次重大泄漏事故，造成严重污染和生态破坏。
正是因为存在诸多隐患，美国环保团体和农牧业团体强烈反对非常规油气资源开发，奥巴马政府也推迟决定“Keystone”管道延长线项目的实施。
开发措施
一是编制中国页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。在认真分析世界页岩气勘探开发的态势和中国现状的基础上，科学评价和分析中国页岩气资源潜力，进行页岩气探明储量趋势预测研究，对中国页岩气资源战略调查和勘探开发目标、重点和发展阶段作出科学规划，明确发展定位，编制页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。
二是制定鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发政策。在对美国等国家页岩气发展中给予的优惠政策研究基础上，结合中国实际，参照国内煤层气勘探开发的优惠政策，给予页岩气勘探开发的优惠政策。国家财政加大对页岩气资源战略调查的投入，鼓励社会资金投入页岩气；减免页岩气探矿权和采矿权使用费；对页岩气开采企业增值税实行先征后退政策，企业所得税实行优惠；页岩气开发关键设备免征进口环节增值税和关税；对页岩气开采给予定额补贴；对关键技术研发和推广应用给予优惠等，引导和推动页岩气产业化发展。
三是完善和创新页岩气矿业权管理制度。根据页岩气分布广、勘探开发灵活性强的特点，深入研究中国页岩气矿业权设置制度。借鉴煤层气矿业权管理经验，设立专门的页岩气区块登记制度，实行国家一级管理。允许具备资质的地方企业、民营资本等，通过合资、入股等多种方式参与页岩气的勘探开发，也可独立投资，直接从事页岩气勘探开发。
四是加快制定页岩气技术标准和规范。加强政府引导，依托页岩气资源战略调查重大项目和勘探开发先导试验区的实施，加快页岩气资源战略调查和勘探开发技术标准和规范体系建设，促进信息资料共享和规范管理。
此外，要密切关注世界页岩气发展动向，建立和完善页岩气国际合作交流机制。加强与国外有实力公司的合作开发，引进先进理念与开发技术，通过引进和消化页岩气开发技术，探索和创新适合中国页岩气开发的核心技术，为中国页岩气大规模开发奠定技术基础。
技术进度
国外发展
全球对页岩气的开发并不普遍，仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。
其中，美国已进入页岩气开发的快速发展阶段，加拿大商业开采还处于起步阶段。美国页岩气开发有80多年的历史，参与的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。2000年美国页岩气年产量为122亿立方米，而2007年，仅NewarkEast页岩气田的年产量就达217亿立方米，美国页岩气总产量接近500亿立方米，占美国天然气总量的8%以上。
页岩气
但来自美国能源情报署网站的数据显示：美国页岩气产量占天然气产量比例从2007年到2011年分别是8.07%（2007），11.09%（2008），15.19%（2009），21.69%（2010），29.85%（2011）
专家表示，美国页岩气发展速度之快，离不开国家政策上的支持和先进的开发技术，而这也是至少在2015年以前中国所不具备的。
20世纪70年代末期，美国政府在《能源意外获利法》中规定非常规能源开发税收补贴政策，而得克萨斯州自20世纪90年代初以来，对页岩气的开发不收生产税。另外，美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。可以说，美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。对页岩气这个新生事物而言，有利的政策支持无疑会大大降低开发成本，刺激页岩气的发展。
随着页岩气产量迅速提高，国际能源署预计，到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
美国能源当局则预测说，页岩气将取代煤炭而成为仅次于石油的美国第二大能源资源，而且可能改变美国能源生产格局。
至2012年，页岩气产量增加已经拉低了能源价格，已成为美国振兴制造业的一大法宝。欧洲空中客车公司等许多国际大企业将一些制造项目迁入美国，看重的正是当地低廉的能源价格。
此外，得益于页岩气革命中的“水力压裂”技术，页岩油（一种石油）的产量也飞速增加，使美国石油产量强劲反弹，导致2011年，美国自1949年以来首次成为精炼石油产品净出口国。国际能源署认为，到2020年美国将成为全球最大原油生产国。美国康菲石油公司总裁瑞安·兰斯表示，到本世纪20年代中期美国将不必进口石油。
美国页岩气的快速发展改变了美国的能源消费结构，不仅降低了煤炭以及其他能源的消耗比例，也减少了对中东国家石油能源的依赖，引发了全球范围内的页岩气开发革命。
国内发展
国土资源部2009年10月份在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后，中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。将对中国新型能源建设起到积极的示范作用，在中国油气领域具有里程碑意义。2012年3月20日，壳牌公司已经与中国石油签署了一份产品分成合同，将在中国四川盆地的富顺—永川区块进行页岩气勘探、开发及生产。两家公司对页岩气的开发还处于勘探阶段，暂并未进入实质性开采。2012年9月24日，全国首个页岩油气产能建设项目——中石化梁平页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻。
2012年11月13日-16日，为期四天的2012年中国国际页岩气大会在重庆召开，主题为“促进投资与合作，推动中国页岩气产业的商业化发展”。200多名全球各地的页岩气资源开发商、购买商、贸易商、技术支持方、油田服务及设备供应商、顶尖的页岩气产业研究专家以及政府顾问人士参会。而重庆瑞博、埃克
森美孚、三菱商事、西门子等多家外企和三一重工、山东能源集团、华电重工等国内公司也到场，寻找挖掘潜在的页岩气装备项目机会。
页岩气
会上，国土资源部油气资源战略研究中心研究员李玉喜透露，多项扶持页岩气产业化的政策正在酝酿中。这一系列扶持政策主要包括：一是页岩气市场化定价政策，同时页岩气利用方式可以灵活；二是监管体系强调一级管理，实际又分为二级三级监管，即让各省各级参与管理的监管体系，使整个监管过程向下延伸到页岩气井；三是税收上将多数利税留给地方，以对企业和地方都有利。
尽管业界对中国页岩气的关注度持续升温，但日前参与“2012年中国页岩气发展论坛”的业内专家认为，中国页岩气开发中仍然面临一些问题亟待解决，包括技术准备、资源储量评价、政策研究到开发模式等方面，都需借鉴美国的成功经验，不能急于求成。
2012年11月15日，在北京举行的财富CEO高峰论坛上，中外能源行业的专家就能源世界新格局进行了探讨。此次探讨中，各方专家逐步形成一致观点：中国页岩气开发应当推进，更应当保持谨慎态度。相关专家表示，中国的页岩气储藏深度远远高于美国，而且地质复杂程度也超过美国，加上多数页岩气开发地区人口密集，从技术和社会两方面来讲，开发难度都很大，应当谨慎推进。由于开采页岩气所需的水力压裂技术需要大量的水资源，而中国页岩气储量丰富地区多为水资源匮乏地区，同时水力压裂技术可能会带来地下水污染问题。这也是一个不容忽视的问题。
中国将基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价，建成一批页岩气勘探开发区，初步实现规模化生产，页岩气年产量达到65亿立方米。
“十二五”期间，中国在页岩气开发上的重点任务包括：一是开展页岩气资源潜力调查评价；二是开展科技攻关，掌握适用于中国页岩气开发的关键技术；三是在全国重点地区建设19个页岩气勘探开发区。
中国的页岩气进入到大规模商业开发阶段还需要技术、资金、管道和政策上的种种支持，但是页岩气开发各方的准备工作也已经陆续展开。中国页岩气开发距离大规模商业化还有3-5年的距离，预计2015年中国页岩气产量将会在40亿立方米左右，2020年将会达到500-700亿立方米之间。而由页岩气开发带来的相关技术和服务的市场空间将在2015年达到420-430亿元。
由国家能源局制定的页岩气产业发展政策已经制定完成，待有关部门批准后将会发布。同时，由国土资源部制定的页岩气探矿权招投标管理办法也计划出台。
国家能源局石油天然气司副司长杨雷表示，除国土资源部开展了一些页岩气基础性的资源调查工作外，国家发改委或能源局也从科技、研发中心、装备、示范中心等方面做了四位一体的科研攻关：一是依托重大科技专项，国家有很大的投入；二是设置了页岩气研发中心，给了很多装备和设备的投入；三是装备的国产化，支持国内企业进行国产化的实验；四是依托示范工程，能源局已批准了三个页岩气的示范区，包括四川、重庆和陕北。
“下一步，国家能源局将在前面工作基础上继续推进科技攻关，包括示范区建设、资源评估等工作。另外，要加大政府支持和推动的力度。”杨雷说，备受关注的页岩气产业政策已经有了一个文本，里面包括了产业的准入、环保、监管及对外开放等问题，都有一些更细致的规定，更具有可操作性。此外，规划里还有一些财税支持、用地优惠等都会明确。
2013年10月18日，烟台杰瑞集团发布了“小井场大作业”成套页岩气压裂解决方案，并成功实现了全套设备的现场联机测试。这是专门针对复杂地理条件下页岩气压裂的解决方案，开创了中国页岩气等非常规能源压裂增产完井设备的新方向。
2013年10月30日，国家能源局在其官网发布了《页岩气产业政策》，进一步深化页岩气发展地位，明确将页岩气开发纳入国家战略性新兴产业。这是在2012年3月发布《页岩气发展十二五规划》和2012年11月出台《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》之后，国家有关部门对页岩气产业发展的再次有力的扶持。
2022年6月30日消息，中国再增万亿方页岩气资源“家底”。
2022年10月18日消息，中国石化西南石油局在四川盆地部署的金石103HF探井获高产稳产工业气流，日产天然气25.86万立方米，评价落实地质资源量3878亿立方米。这是中国首次在寒武系筇竹寺组地层取得页岩气勘探的重大突破，开辟了页岩气规模增储新阵地，对推动四川盆地页岩气勘探开发具有重要意义。
参考资料
[1]
重庆大学攻克页岩气绿色开采难题 有望实现开采过程碳中和 · 中国新闻网[引用日期2021-04-06]
[2]
好消息！恩施一地发现高含气量页岩气 · 今日头条[引用日期2021-06-02]
[3]
四川探明页岩气地质资源量超40万亿立方米 · 今日头条[引用日期2022-04-11]
[4]
我国再增万亿方页岩气资源“家底” · 财联社[引用日期2022-06-30]
[5]
中国石化新层系新类型页岩气勘探取得重大突破 · 今日头条-财联社[引用日期2022-10-18]
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