页岩气储量可采性与三维开发潜力评估：以四川盆地威远块体为例

埋藏的天然气为何关乎日常生活

在全球寻求比煤和石油更清洁的替代能源之际，深埋于页岩中的天然气已成为重要的过渡燃料。高度依赖天然气进口的中国，尤其希望从本国地下获取更多能源。本文研究了中国西南地区的一个大型页岩气田——四川盆地的威远块体，旨在评估当前实际可采的气量、有多少仍被留在地层中，以及更智能的三维钻井如何释放更多这一隐蔽资源。

仅利用岩层薄片的气藏

在威远块体，已有数百口水平井钻入统称为伍凤—龙马溪组合的含气页岩层系。然而，尽管总页岩厚度约为44–54米，现有井群主要只开发中间的狭窄带。作者显示，水力压裂产生的裂缝通常只向上或向下延伸10–15米，因此仅扫动了垂直岩层的一小部分。当他们将各口井的长期产量与岩性及裂缝高度精确匹配时，发现平均真正贡献产气的有效厚度约为13.8米——约占可用储层的30%左右。

衡量已开采量与剩余量

为了解该气田的排采效率，研究者估算了数百口井的“终采气量”，并将其与每口井所能影响的岩体原有气量进行对比。他们结合多种工程方法，并通过迭代调整每口井所假定的垂直供气厚度，直到计算的可采量与实际产量相符。在威远块体，典型井对其被扫岩体体积内的气量最终可采约达三分之二到四分之三。然而，由于井群只触及页岩层系的有限高度，绝大部分总体储气仍位于现有裂缝覆盖之外。

上覆与下伏未触及层中的隐藏气量

通过将现有井网已控制的气量从总地质赋存量中扣除，研究团队计算出在主要产区仍有约1,690 × 10⁸ 立方米的天然气留存于地下——远多于已被开采到地表的量。这些剩余气量大多分布在当前开发带上下方的垂直“剩余”带，而不是井间未勘探的水平空隙。平均每一位置仍有超过26米的页岩厚度未被利用，其中最厚的未触及间隔和最丰富的剩余储量集中在油田东部。这些发现指明了可通过增层开发瞄准的明确地域热点。

并非所有岩层质量相同

研究还将页岩按有机质含量、孔隙度和脆性划分为高产的“Ⅰ型”岩和产能较低的“Ⅱ型”岩。基于地质模型中超过18万处的资料，作者量化了每种岩性每米厚度可贡献的气量。结果显示，在相同厚度和面积条件下，顶级的Ⅰ型岩每米产气约为Ⅱ型岩的3.7倍。换句话说，几乎需要近四倍的Ⅱ型厚度才能匹配一米Ⅰ型岩的产量。这一差异对制定三维开发方案至关重要：仅仅增加层数并不足以提高产量，运营者必须优先考虑剩余岩体在厚度和质量上的分布。

为未来钻井寻找最佳位置

作者将未利用厚度、岩性质量和剩余气丰度的地图叠加筛选，寻找最适合进行多层或“三维”开发的区域。他们优先选择那些未利用总厚度和未利用高质量岩体都较丰富、且单位面积剩余气量较高的地段。该过程在威远块体东部筛选出约116.7平方公里的优先开发区，估算可通过在现有层位之上或之下布置新增层位而开采的剩余气量约为700.7 × 10⁸ 立方米。

对未来天然气供应的意义

对非专业读者而言，核心信息是：威远页岩气田——以及可能的许多其他气田——仍含有远超当前井网可触及的天然气，即便在地图上看起来已有密集井群的地区。现有井眼多为中间带采动，导致上下两侧的富气厚层被大量遗留。通过更好地识别哪些层位产能高、哪些未利用岩体最厚，运营者可以设计堆叠的水平井组，像高柜的货架一样从上至下采动，而非仅限于单一层位。若谨慎实施，这种三维开发方式可显著提升国内气产量、增强能源安全，并更充分利用现有的基础设施。

引用: 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

关键词: 页岩气, 威远块体, 三维开发, 储层利用, 四川盆地