近些年，页岩油气的勘探开发成为新闻媒体频频报道的热点，但是普通人并不清楚到底什么是页岩油气。要想弄明白这个问题，首先得说一说页岩的来历。

现代地质学根据不同成因把构成地壳的岩石分为三大类：因岩浆活动形成的岩石称为岩浆岩，也称火成岩，例如火山喷发冷凝结晶的花岗岩就是最常见的岩浆岩；因水或风流动的外力搬运作用形成的岩石称为沉积岩，用来烧制石灰的石头就是水中溶解的钙元素逐渐沉淀形成的一种沉积岩；已经形成的岩浆岩、沉积岩虽然看起来很坚硬，但是都抗不住长时间的磨砺，在数千万年乃至上亿年的演化中会发生蜕变，这种改变了原有性质的岩石称为变质岩。三大类岩石中，沉积岩的总量虽然仅占5%左右，却覆盖了地壳75%的面积，是蕴藏化石类能源矿物的主体，与煤炭、石油、天然气的关系最为密切。

页岩是沉积岩中的一个大家族，《辞海》给出了明晰的定义：“由各种黏土压紧而成的黏土岩。层理明显，沿层理易剥成薄片，是沉积岩中分布最广的一种岩石。颜色不定，一般为灰色、褐色或黑色。常见的类型有钙质页岩、硅质页岩、碳质页岩等。”由于页岩是由细如粉末的黏土压实构成，顾名思义，很像由纸张装订的书本，层层叠叠的特征十分鲜明。地质学家给近似平行、薄厚不均的分层状态赋予了一个专业名词叫做层理。页岩的层理如同地书的页码，因而也叫页理。

由于页岩绝大部分是在海洋或者大型湖泊环境下缓慢沉淀、堆积、压实形成的岩层，因此质地细腻，十分致密，几乎没有孔隙，连空气也很难渗透。页岩曾经是埋葬大量远古生物的坟场，多数遗骸在漫长、高温、缺氧的地质演变中被逐渐分解，少数变成了化石，因此页岩中富含的有机物质远远高于其他岩石。当代的主流地质学家普遍认定页岩地层是孕育石油和天然气的温床，故而把古生物化石含量丰富、厚度比较大的页岩地层视为诞生油气的故乡，在石油地质学的专业术语中称其为烃源岩，简而言之就是生油层。

页岩地层生成油气的复杂过程，已经被大量科学实验反复证明，但是并不等于能够形成油气藏。已经转化成石油天然气的油珠和气泡很不安分，依靠比水轻、易于流动的特性，一旦有机会便四散逃逸，在地层细小的空隙或者裂缝中随波逐流，无孔不入，浮力的作用致使漂浮的油气逐渐向上迁徙。这个流浪的过程，在石油地质学中叫做一次运移。

能够逃脱页岩地层束缚的油气虽然只是一小部分，但是聚少成多，数量不可小觑。当地下水把分散的油珠、气泡带到无路可逃的地层圈闭时，就像被装进了一个没有出口的容器，遵循重力分异的原理，相对密度最轻的天然气浮在上层，石油悬在中间，被下面的水托举着稳定下来，聚集成一定储量规模的油气藏。如果遇到火山、地震等自然力的破坏，聚集成藏的油气还会再次逃逸，这个过程叫做二次运移。以往的油气勘探，主要是寻找经过运移导致油气聚集成藏的地质条件，发现的地质储量统称为常规油气。

地质学家都知道，滞留在页岩地层中出不来的油气数量相当庞大。由于页岩地层的致密性，被束缚的零散油气无法聚集到一起，失去了商业化开采的利用价值。例如，在我国东北的抚顺地区就蕴藏了大量的油页岩，石油的含量平均在5%左右，有些划根火柴就可以点燃。挖掘这种少量含油的页岩进行粉碎蒸馏，可以获得一定油气产量，但是成本太高，经济效益远低于开采储量丰富的油气藏。

被冷落了多年的页岩油气储量，如同食之无肉弃之可惜的鸡肋。21世纪初，随着科学技术的飞速进步出现转机，美国的石油工程师率先探索出开采页岩油气的有效方法。他们充分研究了页岩地层沉积厚度大、硬度低、层理发育、易于产生裂缝的特点，运用现代导向钻井技术打出了大段水平井眼，在尽可能增大渗流面积的基础上，再进行大规模水力压裂改造地层，将致密页岩通过压碎产生出大量相互沟通的缝隙，为分散滞留的油气打开流向井筒的通道。

这项异想天开、打破常规的综合技术成功运用，使沉寂多年的页岩油气储量积少成多，获得了可以和开发常规油气相媲美的可观产量，虽然成本略高，但是在国际油价不低于每桶50美元情况下经济效益明显。页岩油气的大量开采，不仅大幅度缩减了美国对进口油气的依赖，还掀起了一场改变世界能源格局的汹涌浪潮，学术界称之为非常规的页岩油气革命。

我国领土遍布沉积岩地层，页岩油气储量十分丰富，位居世界前列。借鉴美国的成功经验，我国十年前已经开始了针对页岩地层特征的科学研究，在四川率先建成了第一口开采页岩气的生产井，取得重大突破，近期探明并投入开发的涪陵页岩大气田名列国内榜首。目前在长庆油田、大庆油田、胜利油田和新疆油田等主力油田相继建立了开采页岩油气的生产示范区，正在总结经验，优化方案。一个页岩油气蓬勃发展的新时代正向人们走来。

作者：宫柯

来源: 石油知识