Оценка извлекаемости запасов сланцевого газа и потенциала трехмерной разработки: пример месторождения Вэйюань, Сычуаньский бассейн

Почему этот зарытый газ важен для повседневной жизни

В то время как мир ищет более чистые альтернативы углю и нефти, природный газ, заключённый глубоко в сланцах, стал важным переходным топливом. Китай, который импортирует большую часть своего газа, особенно заинтересован в добыче большего объёма энергии на собственной территории. В этом исследовании рассматривается крупное сланцевое месторождение на юго-западе Китая — участок Вэйюань в Сычуаньском бассейне — с целью установить, сколько газа действительно можно извлечь сегодня, сколько остаётся невостребованным и как более продуманная трехмерная гидрогеолого-разведочная программа могла бы открыть намного больше этого скрытого ресурса.

Месторождение, использующее лишь тонкий срез породы

На участке Вэйюань уже пробурены сотни горизонтальных скважин в многоярусной толще газоносных сланцев, известной как интервал Уфэн–Лонгмакси. Однако, при общей толщине сланцев примерно 44–54 метра, существующие скважины в основном затрагивают лишь узкую зону в средней части. Авторы показывают, что трещины, созданные при гидроразрыве пласта, как правило, поднимаются всего на 10–15 метров, поэтому они охватывают лишь часть вертикального столба породы. При тщательной подгонке долгосрочной добычи каждой скважины к свойствам породы и высоте трещин они установили, что в среднем только около 13,8 метра толщины действительно дают газ — примерно 30 процентов доступного резервуара.

Измерение того, сколько использовано и что осталось

Чтобы понять, насколько эффективно производится отбор газа, исследователи оценили «конечную извлекаемость» газа для сотен скважин и сопоставили её с объёмом газа, изначально содержащимся в объёме породы, доступном каждой скважине. Они объединили несколько инженерных методов и итеративно корректировали предполагаемую вертикальную толщу питающей породы для каждой скважины, пока рассчитанная извлекаемость не соответствовала реальным показателям добычи. По всему участку Вэйюань типичная скважина в итоге извлекает около трёх четвертей газа из активно охваченного ею объёма породы. Однако, поскольку скважины затрагивают лишь ограниченную высоту сланцевой толщи, большая часть суммарного газа остаётся за пределами досягаемости существующих трещин.

Скрытый газ в нетронутых слоях над и под зоной добычи

Вычтя газ, уже контролируемый текущей сетью скважин, из общего геологического ресурса, команда рассчитала, что примерно 1,690 × 10⁸ кубических метров газа ещё находится в недрах в основной производящей зоне — значительно больше, чем было извлечено на поверхность. Большая часть этого оставшегося газа лежит в вертикальных «остаточных» зонах выше и ниже ныне используемого пояса, а не в неразведанных горизонтальных промежутках между скважинами. В среднем более 26 метров толщины сланца на точку остаются неиспользованными, при этом самые толстые неохваченные интервалы и наиболее богатые остаточные запасы сосредоточены в восточной части месторождения. Эти выводы указывают на явные географические «горячие точки», где дополнительные пласты можно было бы целенаправленно разрабатывать новыми скважинами.

Не все слои породы одинаковы

Исследование также разделяет сланцы на более высококачественную «Тип I» породу и более скромную «Тип II» на основе содержания органики, пористости и хрупкости. Используя данные с более чем 180 000 точек в геологической модели, авторы количественно оценили, сколько газа может дать каждый тип породы на метр толщины. Они обнаружили, что при одинаковой толщине и площади пород высшего класса Тип I производит примерно в 3,7 раза больше газа, чем Тип II. Иными словами, чтобы получить тот же объём, что и с одного метра Тип I, потребуется почти в четыре раза больше толщины Тип II. Это различие имеет ключевое значение при планировании новой трехмерной разработки: простое добавление слоёв недостаточно — операторам нужно сосредоточиться на участках, где оставшаяся порода и её качество значительны.

Поиск «сладких точек» для будущего бурения

Объединив карты неиспользованной толщины, качества породы и остающейся газообильности, авторы отобрали области, наиболее подходящие для многоярусной, или «трехмерной», разработки. Предпочтение отдавалось зонам, где и общая неиспользованная толщина, и неохваченная высококачественная порода были значительными, а оставшийся газ на квадратный километр — высоким. В результате было выделено примерно 116,7 квадратных километров особенно перспективной территории в восточной части участка Вэйюань, содержащей по оценке 700,7 × 10⁸ кубических метров газа, который можно было бы освоить путём аккуратно размещённых новых уровней скважин выше или ниже существующих.

Что это означает для будущих поставок газа

Для неспециалистов ключевая мысль такова: месторождение сланцевого газа Вэйюань — и, вероятно, многие другие — всё ещё содержит значительно больше газа, чем достигают текущие скважины, даже в районах, которые на карте кажутся плотно освоенными. Современные скважины в основном охватывают средний пояс породы, оставляя толстые зоны богатого газа сланца выше и ниже. Лучше картируя, какие пласты наиболее продуктивны и где неиспользованная порода наиболее толстая, операторы могут проектировать ступенчатые горизонтальные скважины, работающие как полки в высокой кладовой, извлекая газ сверху вниз, а не только с одного уровня. При аккуратном применении этот трехмерный подход может существенно повысить внутренний выпуск газа и укрепить энергетическую безопасность, одновременно более эффективно используя уже созданную инфраструктуру.

Цитирование: He, S., Li, X., Lin, Y. et al. Evaluation of shale gas reserve recoverability and three-dimensional development potential: a case study of the Weiyuan Block, Sichuan basin. Sci Rep 16, 7625 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39245-5

Ключевые слова: сланцевый газ, участок Вэйюань, трехмерная разработка, использование коллектора, Сычуаньский бассейн