開採背景
涪陵頁岩氣田經過數十年積累，美國頁岩氣勘探開發技術取得突破，產量快速增長，2012年美國頁岩氣產量達到2653億方，占其天然氣總產量的37%，大大提高了本國能源自給率。國際社會普遍認為，頁岩氣開發是全球能源領域的一場革命。
中國近年來加快頁岩氣勘探開發。中國政府已進行兩輪頁岩氣探礦權招標。根據頒布的頁岩氣“十二五”發展規劃，到2015年，中國頁岩氣產量計畫達到65億方。涪陵頁岩氣田的加速開發使得這一目標的實現更為明朗。
開採歷程
2012年11月，中石化在位於重慶涪陵的焦頁1HF井鑽獲高產頁岩氣流。初步評價涪陵頁岩氣田埋深小於4500米的有利區面積近4000平方公里，頁岩品質優、分布廣、厚度大、豐度高、埋深適中，為典型的優質海相頁岩氣。2013年9月，國家能源局正式批准設立涪陵國家級頁岩氣示範區；11月，中石化啟動示範區建設。目前示範區開發試驗井21口，截至2013年，已建成頁岩氣產能6億方/年。
2014年3月24日中國石油化工股份有限公司宣布，中石化頁岩氣勘探開發取得重大突破，將在2017年建成中國首個百億方頁岩氣田——涪陵頁岩氣田。這標誌著中國頁岩氣開發實現重大戰略性突破，提前進入規模化商業化發展階段。
2015年10月，經國土資源部油氣儲量評審辦公室評審認定，涪陵頁岩氣田焦石壩區塊新增探明儲量2739億立方米。至此，這一國內首個大型頁岩氣田探明儲量增加到3806億立方米，含氣面積擴大到383.54平方千米，成為全球除北美之外最大的頁岩氣田。
開發進度
開發利用
根據中石化提供的數據，截至2014年，平均單井測試產量33．7萬方/天，最高55萬方/天。焦頁1HF井按6萬方/日定產試采，已持續穩定生產480天。焦頁6－2HF井目前產量32萬方/日，已持續生產170天。中國頁岩氣商業開發有兩大難點：一是尚須建立一套適用於中國頁岩氣形成地質特點的評價標準和技術方法；二是目前中國頁岩油氣勘探開發主要利用國外技術、工具、材料及設備，存在技術壁壘，成本居高不下。
中石化表示將分兩期動用儲量3413億方，推進實施建成涪陵頁岩氣田100億方/年產能。同時，繼續加大勘探開發力度，在川東南的丁山、南川等區塊進一步擴大資源，持續夯實頁岩氣開發的資源基礎。
2015年10月通過評審的焦頁4—焦頁5井區位於焦頁1—焦頁3井區的西南部，為同一連續氣藏。氣藏面積大，且連續分布，平均埋深2885米，埋深相比增加了400米，屬中深層氣藏，具有地層壓力高、天然氣組份好，氣井產量高、試采效果好的“兩高兩好”特點，是以甲烷為主、不含硫化氫的優質頁岩氣田。該井區已有62口井完成試氣，單井平均日產30.31萬立方米，最高日產48萬立方米，已累計產氣3.77億立方米。截至8月31日，涪陵頁岩氣田焦石壩區塊已測試的142口井均獲中高產工業氣流，單井平均日產32.72萬立方米，最高59.1萬立方米，已累計產氣25億立方米。截止到2015年10月，涪陵頁岩氣田日產氣超1000萬立方米，可滿足2000多萬戶家庭的日用氣需求。
深層開發
涪陵頁岩氣田二期產建的重點評價井——焦頁69-2HF井，試氣獲14.6萬方/天高質量工業氣流。這一成果不但突破了3500米深層頁岩氣有效開發的埋深界限，創造了國內頁岩氣開發新紀錄，也預示著涪陵頁岩氣田二期江東地塊可開發的面積和資源量將大幅度提高。2015年，涪陵頁岩氣田在落實一期50億方產建計畫的同時，也緊鑼密鼓地展開了二期產建評價工作，在當地部署了數口評價井。焦頁69-2HF井是其中的一口重點評價井，位於涪陵區江東街道涼水村，主要是為了評價江東地塊相關頁岩氣層的資源面積和產能，推進落實頁岩氣田的二期產建計畫。該井於2015年2月18日開鑽，6月14日完井，完鑽井深5642米。
據了解，由於二期產建施工區域地形極為複雜，頁岩氣儲存具有不確定性，部分評價井井深更是超過3500米，導致鑽井、壓裂難度大幅增加，這對勘探開發單位的工藝、技術、設備都是極大考驗。為此，涪陵頁岩氣公司精心組織焦頁69-2HF井的施工，針對其埋深大、構造複雜等特點，及時最佳化調整施工方案，實現了水平段均在優質頁岩層穿行，並在一期產建區成熟工藝基礎上，保障了該井較高的試氣產量。
開採意義
涪陵頁岩氣田儲量規模的擴大，進一步證實了海相頁岩氣資源成為現實的增儲上產領域，標誌著我國頁岩氣進入規模化、工業化開發生產階段。成藏機理
對頁岩氣成藏機理進行了全面分析，獲得了四個方面的認識。①頁岩氣成藏機理兼具煤層吸附氣和常規圈閉氣藏特徵，體現出了複雜的多機理遞變特點。②在頁岩氣的成藏過程中，天然氣的賦存方式和成藏類型逐漸改變，含氣豐度和富集程度逐漸增加。③完整的頁岩氣成藏與演化可分為3個主要的作用過程，自身構成了從吸附聚集、膨脹造隙富集到活塞式推進或置換式運移的機理序列。④相應的成藏條件和成藏機理變化對頁岩氣的成藏與分布產生了控制和影響作用，岩性特徵變化和裂縫發育狀況對頁岩氣藏中天然氣的賦存特徵和分布規律具有控制作用。研究了中國的情況，認為中國的許多盆地存在工業性頁岩氣藏發育的基本地質條件，其中，吐哈盆地吐魯番坳陷的水西溝群是頁岩氣發育的重要區域之一。自然生成
涪陵頁岩氣田頁岩氣發育具有廣泛的地質意義，存在於幾乎所有的盆地中，只是由於埋藏深度、含氣飽和度等差別較大分別具有不同的工業價值。中國傳統意義上的泥頁岩裂隙氣、泥頁岩油氣藏、泥岩裂縫油氣藏、裂縫性油氣藏等大致與此相當，但其中沒有考慮吸附作用機理也不考慮其中天然氣的原生屬性，並在主體上理解為聚集於泥頁岩裂縫中的游離相油氣。因此屬於不完整意義上的頁岩氣。因此，中國的泥頁岩裂縫性油氣藏概念與美國現今的頁岩氣內涵並不完全相同，分別在烴類的物質內容、儲存相態、來源特點及成分組成等方面存在較大差異。
勘測調查
2004年以來，以中國地質大學張金川教授、中國石油勘探開發研究院李新景和王社教授、中國石油勘探開發研究院廊坊分院王紅岩和李景明教授以及長江大學潘仁芳教授為代表的傑出石油地質科技工作者開始了頁岩氣勘探開發基礎理論的相關研究，在頁岩氣成藏機理、儲量評價、資源量分類、頁岩氣滲流機理等方面取得了可喜的成果，為我國頁岩氣勘探開發奠定了理論基礎；2009年，我國啟動“中國重點地區頁岩氣資源潛力及有利區優選”項目；2010年，我國分三個梯次開展了研究工作，第一啟動了“川渝黔鄂頁岩氣調查先導試驗區”工作開展重點調查，第二在下揚子蘇皖浙地區開展頁岩氣資源調查，第三在北方地區（華北、東北和西北）開展頁岩氣資源前期調查研究；2011年，結合前期調查研究成果，國土資源部在川渝黔鄂開展了5個項目的先導性試驗，在上揚子及滇黔桂區、中揚子及東南區、西北區、青藏區、華東-東北區5個大區繼續開展資源潛力調查，同時開展了5個頁岩氣勘探開發相關工藝技術的攻關項目。其中，中國石油在川南、黔北地區選取了4個有利區塊，已完鑽11口評價井，其中有4口直井見氣；中國石化在黔東、皖南、川東地區優選了2個有利區塊，已完鑽5口評價井，其中有2口直井見氣；延長石油在延安完鑽3口頁岩氣井，取得陸相頁岩氣技術突破；中國海油、中聯煤也開始在皖浙地區、山西沁水盆地開展前期調查。
據國內最大的石油公司中國石油天然氣股份有限公司披露，中國石油計畫在2015年從中國西南部的四川盆地生產出10×10m的頁岩氣，四川盆地屆時將向中國市場提供第一批商業頁岩氣產量。
經過7年的勘測調查和反覆研究，專家跑遍滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝、陝等8省區，最終將優勢區域鎖定在重慶東南部，並確定了一條以綦江為起點，經萬盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉陽、秀山的開發路線。也就是說，中國頁岩氣開發將會從綦江起步，走向全國。綦江有著獨特的地理位置和資源優勢，它處於雲貴高原到四川盆地過渡區域，沉積地層齊全，頁岩氣埋藏淺，深度大概在200米到700百米之間，有利於開發。中國的頁岩氣勘探開發將會迅速發展。
鄭州中牟地下發現豐富頁岩氣可開採127億立方米。中牟區塊地下3500米以上有可開採的頁岩氣127.5億立方米。
氣體分布
頁岩氣分布北美克拉通盆地、前陸盆地侏羅系、泥盆系，密西西比系富集多種成因、多種成熟度頁岩氣資源。中國許多盆地發育有多套煤系及暗色泥、頁岩地層，互層分布大套的緻密砂岩存在根緣氣、頁岩氣發育有利條件，不同規模的天然氣發現，尚未在大面積區域內實現天然氣勘探的進一步突破。資料顯示，中國南方海相頁岩地層可能是頁岩氣的主要富集地區。除此之外，松遼、鄂爾多斯、吐哈、準噶爾等陸相沉積盆地的頁岩地層也有頁岩氣富集的基礎和條件。重慶綦江、萬盛、南川、武隆、彭水、酉陽、秀山和巫溪等區縣是頁岩氣資源最有利的成礦區帶，因此被確定為首批實地勘查工作目標區。
據估計，全球頁岩氣資源約為456萬億立方米，主要分布在北美、中亞、中國、拉美、中東、北非和前蘇聯，其中北美最多。但其豐度低，技術可采量占資源總量的比例較低，同時頁岩氣的儲層具有低孔隙率和低滲透率的特點，開採難度大，需要高水平的鑽井和完井技術。在21世紀剛開始開採頁岩氣時，多採用水平鑽井技術和水基液壓裂技術提高採收率。
2012年前後，已實現對頁岩氣商業開發的國家有美國和加拿大，其中美國已實現大規模商業化生產。我國頁岩氣資源也很豐富，但開發還處於起始階段。國家正在積極推進頁岩氣的開發利用工作。
資源儲量
中中國主要盆地和地區頁岩氣資源量約為15萬億－30萬億立方米，與美國28．3萬億立方米大致相當，經濟價值巨大。另一方面，生產周期長也是頁岩氣的顯著特點。頁岩氣田開採壽命一般可達30～50年，甚至更長。美國聯邦地質調查局最新數據顯示，美國沃思堡盆地Barnett頁岩氣田開採壽命可達80～100年。開採壽命長，就意味著可開發利用的價值大，這也決定了它的發展潛力。經濟價值
頁岩氣開發具有開採壽命長和生產周期長的優點——大部分產氣頁岩分布範圍廣、厚度大，且普遍含氣，使得頁岩氣井能夠長期地穩定產氣。但頁岩氣儲集層滲透率低，開採難度較大。隨著世界能源消費的不斷攀升，包括頁岩氣在內的非常規能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實現頁岩氣商業性開發。 頁岩氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特徵，氣流的阻力比常規天然氣大，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開採出來. 另一方面，頁岩氣採收率比常規天然氣低，常規天然氣採收率在60%以上，而頁岩氣僅為5%～60%。低產影響著人們對它的熱衷，美國已經有一些先進技術可以提高頁岩氣井的產量。中國頁岩氣藏的儲層與美國相比有所差異，如四川盆地的頁岩氣層埋深要比美國的大，美國的頁岩氣層深度在800～2600米，而四川盆地的頁岩氣層埋深在2000～3500米。頁岩氣層深度的增加無疑在我們本不成熟的技術上又增添了難度隨著技術的進步，頁岩氣井壓裂措施的費用也逐步降低。水平井是頁岩氣藏成功開發的另一關鍵因素。根據美國經驗，水平井的日均產氣量及最終產氣量是垂直井的3-5倍，產氣速率則提高10倍，而水平井的成本則不足垂直井的2-4倍。因此，水平井的推廣套用加速了頁岩氣的開發進程。由於頁岩氣發育規模較大、單口井的控制可采儲量高（可達6千萬方），採取措施後的單井日產量可達3萬方。加之頁岩氣井的產量遞減率低，容易實現30-50年的穩產時間，因此能實現相對的高產的經濟價值。
中石油(PetroChina)在中國四川省發現了頁岩氣，這證實了，在中國這個渴求能源的國家，這種非常規燃料儲量巨大。根據預期，頁岩氣即蘊藏在頁岩中的天然氣可以通過提供廉價而充足的新型燃料來源，在未來幾十年里改變世界第一大能源消耗國中國的能源供給格局。
中國石油天然氣集團公司(CNPC)的上市子公司中石油對英國《金融時報》透露，該公司已經在四川省南部的頁岩區鑽探了約20口氣井，初步結果很積極。“現平均每口井的日產量在一萬立方米以上，”中石油董事會高級助理秘書毛澤鋒表示。“我們仍然在評估潛在儲量的確切規模。”頁岩氣的開採需要通過一種稱為“水力壓裂法”(fracking)的步驟，將岩石層壓裂，從而釋放出其中的天然氣。這種開採方法壓低了天然氣價格，為美國和一些國家的能源市場帶來了革命性巨變。
中國富順永川的頁岩氣項目於2012年底實現了頁岩氣商業化運營，成為中國開始頁岩氣革命的重要標誌性事件。
開採技術
頁岩氣開採技術，主要包括水平井技術和多層壓裂技術、清水壓裂技術、重複壓裂技術及最新的同步壓裂技術，這些技術正不斷提高著頁岩氣井的產量。正是這些先進技術的成功套用，促進了美國頁岩氣開發的快速發展。如果能引進這些先進技術，將為中國頁岩氣開發助一臂之力。中國頁岩氣開發技術不斷進步：一個是鑽井技術，3500米的頁岩氣井、2000米的水平鑽最快45天就完成。二是分鑽壓裂技術已經完全掌握並基本實現了國產化。
開發方式
雖然有吸附與游離相天然氣的同時存在，但頁岩氣的開發並不需要排水降壓。由於頁岩中游離相天然氣的采出，能夠自然達到壓力降低的目的，從而導吸附相及少量溶解相天然氣的游離化，達到進一步提高天然氣產能並實現長期穩產之目的。由於孔隙度和滲透率較低天然氣的生產率和採收率也較低，因此岩氣的最終採收率依賴於有效的壓裂措施，壓裂技術和開採工藝均直接影響著頁岩氣井的經濟效益。有專家提到根緣氣，J.A.Masters(1979）提出了深盆氣（Deepbagas)思想，建立了氣水倒置的模式，描述了天然氣勘探開發的廣闊前景。由於識別難度大，P.R.Rose等（1986）提出了盆地中心氣（Basin-centergas)，B．E．Law等人研究思路將該類氣藏的識別方法從“區域氣水倒置”改進為“沒有邊水”，從而簡化了繁瑣的識別過程並在很大程度上提前了對該類氣藏的識別時間。由於對“無邊底水的確定仍然較多的鑽井地質資料故仍然不是最佳的解決方案。
經過實驗研究，將根緣氣確定為緻密砂岩中與氣源岩直接相連的天然氣聚集，並強調其中的砂岩底部含氣特點。由於緊鄰氣源岩（根）天然氣與地層水在運移動力上形成直接傳遞的連續介質，故被視之為根緣氣。該類氣藏主體形成於砂岩普遍緻密化後，大致對應於煤系及暗色泥岩的熱解及石油的裂解生氣階段，故一般的埋藏深度相對較大。
