(杨洋 李林芝)2023年7月13日,四川农业大学学子组成“环愿”社会实践团队——探寻页岩气能团队,前往重庆市地质矿产研究院进行参观了解。通过此次参观,调研人员对页岩气本身价值和页岩气开采过程中所涉及的环境问题有更为深入的了解。

首先重庆市地质矿产研究院院长李大华对页岩气的产生和储存等方面进行了大致的介绍。页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气。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。

图为李大华院长以渝西页岩气突破为例讲解页岩气储层改造理论与优化的相关知识。 李林芝 供图

然后重庆市科技创新市长奖获奖者杨德敏先生介绍了页岩气的形成和开采。随着页岩中热成因气的形成有3个途径(如图):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Fort Worth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,相对于常规天然气,页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流阻力比常规天然气大,需实施储层液压破碎才能开采。使用水力压裂和水平井技术,可大大提高页岩储层中页岩气藏的开采量。

图为重庆市科技创新市长奖获奖者杨德敏先生通过PPT给团队成员演示页岩气勘探开发的现场状况。 李林芝 供图

最后,对页岩和探测页岩气的装置进行了参观,对其形态结构和如何开发利用有了一定的初步的了解。页岩的成分复杂,但都具有薄页状或薄片层状的节理,但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质,根据其混入物的成分,可分为:钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等其中铁质页岩可能成为铁矿石,油母页岩可以提炼石油,黑色页岩可以作为石油的指示地层。页岩形成于静水的环境中,泥沙经过长时间的沉积,所以经常存在于湖泊、河流三角洲地带,在海洋大陆架中也有页岩的形成,页岩中也经常包含有古代动植物的化石。有时也有动物的足迹化石,甚至古代雨滴的痕迹都可能在页岩中保存下来。

图为团队成员参观炭色页岩,黑色页岩等页岩类型。 李林芝 供图

图为团队成员参观脉冲控制装置等勘探页岩气的装置。李林芝 供图

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