中國版“頁巖氣開采技術(shù)革命”路在何方
來源：西安閃光能源科技有限公司 發(fā)布時間：2019-07-10隨著中國天然氣消費量持續(xù)增長，2018年中國天然氣對外依存度攀升至45.3%，如何有效解決國產(chǎn)天然氣產(chǎn)量難產(chǎn)問題成為天然氣能源安全的核心問題。在此背景下，各路媒體紛紛刊文國內(nèi)幾處頁巖氣勘探開發(fā)重大發(fā)現(xiàn)，頁巖氣再次回歸行業(yè)熱點，許多企業(yè)摩拳擦掌準(zhǔn)備掀起第二輪頁巖氣開發(fā)熱潮，似乎中國天然氣稟賦問題一夜之間得以解決。
在談中國版“頁巖氣革命”之前，必須得簡單提一提美國頁巖氣革命。
和中國非常類似，美國常規(guī)油氣資源比較缺乏，但非常規(guī)天然氣（頁巖氣）資源比較豐富。
早在1821年，美國第一口頁巖氣生產(chǎn)井鉆探于紐約Fredonia鎮(zhèn)附近的泥盆系頁巖，頁巖氣第一次被開采出來，但知道20世紀(jì)70-80年代，頁巖氣仍然無法商業(yè)化開發(fā)。
在政府政策大力支持和油氣勘探企業(yè)不懈努力下，頁巖氣開發(fā)技術(shù)歷經(jīng)20余年終于取得突破性革命。
美國頁巖氣開發(fā)技術(shù)演變大體可分為四個階段。
第一階段：1997年以前，采用直井大型水力壓裂技術(shù)。
第二階段：1997-2002年，采用直井大型清水壓裂為主的技術(shù)。
第三階段：2002-2007年，水平井壓裂技術(shù)開始試驗。
第四階段：2007年至今，采用水平井套管完井及分段壓裂技術(shù)。
頁巖氣開發(fā)不僅直接創(chuàng)造就業(yè)崗位，還通過有效拉動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造大量就業(yè)崗位，直接就業(yè)崗位包括鉆井、運輸、處理、管道建設(shè)等，而且每增加一個直接就業(yè)機會就會連帶產(chǎn)生3個間接職位。根據(jù)HIS咨詢報告，頁巖氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為美國創(chuàng)造了超過100萬個就業(yè)崗位。
在美國2007年之后頁巖氣革命高速推進的刺激下，在中國貌似全球可開采儲量第一的沖擊下，自然而然，中國在2011年底2012年初開始啟動了中國版頁巖氣革命。
經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，2011 年 12 月 3 日，國土資源部發(fā)布新發(fā)現(xiàn)礦種公告，將頁巖氣作為獨立礦種加強管理。
參照美國經(jīng)驗，為了最大限度的利用社會資源開采頁巖氣，國土資源部把原本被視作國家石油公司“禁臠”的頁巖氣探礦權(quán)拿出來公開招標(biāo)。
2011年6月，國土資源部首次舉行頁巖氣探礦權(quán)出讓招標(biāo)。中石油、中石化、中海油、延長油礦管理局、中聯(lián)煤層氣和河南煤層氣六家公司進行投標(biāo)。貴州兩個區(qū)塊因有效投標(biāo)人不足三家而流標(biāo)，渝黔南川頁巖氣勘查和渝黔湘秀山頁巖氣勘查區(qū)塊的探礦權(quán)順利出讓。
在2012年10月進行的第二輪公開競招標(biāo)中，頁巖氣探礦權(quán)受到資本熱捧，20個招標(biāo)區(qū)塊吸引了83家企業(yè)參與競標(biāo)，位于重慶的三個區(qū)塊，吸引了包括中國四大石油公司在內(nèi)的逾30家企業(yè)競標(biāo)。最終，共有16家企業(yè)中標(biāo)了20個招標(biāo)區(qū)塊中的19個。同時，由于中國企業(yè)尚不具備先進頁巖氣開采技術(shù)和設(shè)備，這些招標(biāo)項目中中外合作成為主要途徑。BP、殼牌、雪弗龍等國際油氣巨頭紛紛入局，企圖分得一杯羹。
水平井壓裂技術(shù)流程
然而自2012年之后，傳說中一直在準(zhǔn)備第三輪頁巖氣探礦權(quán)競爭出讓卻一拖再拖。國際巨頭乘興而來，卻相繼隕落，含恨而走.
中國發(fā)育海相、海陸過渡相、陸相3 類頁巖氣（儲集層），以中國南方五峰組—龍馬溪組為代表的海相頁巖厚30～80m，埋深較大（1 500～5 000 m），熱成熟度高（Ro 值為2.0%～3.5%）。沉積埋藏演化過程中遭受過多次構(gòu)造抬升且抬升幅度大，造成頁巖氣大規(guī)模的破壞。四川盆地西部（如威遠頁巖氣田）及南部（如長寧頁巖氣田）區(qū)域地應(yīng)力復(fù)雜，水平兩向應(yīng)力差大（變化范圍10～20 MPa），儲集層壓裂改造時不易形成網(wǎng)狀體積裂縫，以水平方向的順層裂縫為主，改造體積偏?。?/span>4 000×104～8 000×104 m3）。海陸過渡相頁巖以薄互層（5～10 m）為主，物性差（孔隙度為1.0%～3.0%）。陸相頁巖埋藏深度大，熱成熟度低（Ro 值為0.4%～1.3%），頁巖氣以生油過程中的伴生氣為主，儲集層含氣量低（1.0～2.0 m3/t），儲集層脆性礦物含量低（20%～40%），可壓性較差。
看不懂專業(yè)術(shù)語？沒關(guān)系，簡單說就是中國的頁巖氣開采難度非常高，開采風(fēng)險高產(chǎn)量低成本高。
2、國內(nèi)頁巖氣開采技術(shù)還不成熟
雖然老美頁巖氣水平井壓裂技術(shù)早已爐火純青，但在中國相關(guān)頁巖氣開采技術(shù)還不成熟。
北美頁巖氣開采都以中淺層為主，中國通過引進吸收消化再創(chuàng)新初步形成了3500 m 以內(nèi)的中淺層頁巖氣技術(shù)系列。但中國深層頁巖氣資源潛力很大，僅南方3500～4 500 m 頁巖氣可采資源量達3萬億立方米左右，深層頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)剛處于探索初期，包括優(yōu)質(zhì)頁巖氣儲集層精細地震識別與預(yù)測、水平井地質(zhì)導(dǎo)向、壓裂效果有效監(jiān)測與評估、山地“小型工廠化”生產(chǎn)模式、高效開發(fā)理論與產(chǎn)能評價等多項技術(shù)均需要強化攻關(guān)。
3、水資源總體不足與環(huán)境保護難度較大
頁巖氣開采依賴大量鉆井壓裂實現(xiàn)增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，水資源耗費較大。頁巖氣資源分布區(qū)水資源相對匱乏是中國頁巖氣勘探開發(fā)瓶頸之一。頁巖氣勘探開發(fā)中另一密切相關(guān)的問題是環(huán)境保護，可能涉及到的環(huán)境風(fēng)險包括井場建設(shè)占用大量土地與地表植被破壞、鉆井液與壓裂液使用對土地與地下水資源污染、甲烷等烴類氣體泄漏及其他有害物質(zhì)排放對環(huán)境的污染，以及鉆井、壓裂、井場建設(shè)等產(chǎn)生的噪聲對周邊居民、動物的影響等。
另外，不得不提所謂兩輪礦權(quán)招標(biāo)后沒見到什么實質(zhì)進展還有一個背后深層次的原因，這一點恐怕也是目前僅有中石化、中石油實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化開采的核心原因之一。
要知道，中國常規(guī)與非常規(guī)油氣資源有70%以上的重疊，而常規(guī)油氣資源的探礦權(quán)和采礦權(quán)大部分由中石油、中石化等擁有，2012年的兩次招標(biāo)頁巖氣區(qū)塊“無比完美”的都避開了礦權(quán)重疊區(qū)，因此也就避開了資源最優(yōu)區(qū)域，也就是說真正氣源比較好的區(qū)塊仍在中石油、中石化等油氣巨頭的手上。
找了下數(shù)據(jù)，從平均成本來看，涪陵區(qū)塊的井口氣價格高達21.1美元/百萬英熱（初始產(chǎn)量2000Mcfd）和11.2美元/百萬英熱（初始產(chǎn)量4000Mcfd）,相比而言美國干氣開采成本可低至3.4美元/百萬英熱。
這一數(shù)據(jù)不一定完全準(zhǔn)確，但中美成本差距大抵相當(dāng)，這還是國內(nèi)最好的區(qū)塊，如果是那些招標(biāo)的區(qū)塊成本之高可想而知。
有時候真的不得不泛著酸味的說一句God bless America，無論是地理位置還是資源條件老美在全球真是獨一無二，而上帝對中國還是苛責(zé)很多，不過也許正是這份苛責(zé)會成就中國的堅韌以及未來東方照亮西方的那一刻吧。
截止到2018年，中國實現(xiàn)商業(yè)化頁巖氣開發(fā)的企業(yè)也只有中石化和中石油。2018年，中石化頁巖氣產(chǎn)量60.2億立方米，中石油頁巖氣產(chǎn)量達42.7億立方米，全國加起來剛剛超過100億立方米。
而根據(jù)國家能源局頁巖氣十三五規(guī)劃， 2020年力爭實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量300億立方米，2030年實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量800-1000億立方米。
2030年目標(biāo)能否實現(xiàn)尚未可知，不過2020年300億立方米目標(biāo)恐怕懸之又懸。
總的而言，在目前現(xiàn)有技術(shù)條件和政策環(huán)境等背景下，短期內(nèi)中國版頁巖氣革命“已近流產(chǎn)”。不過在天然氣消費還將持續(xù)增長對外依存度保持高位的情況下，國內(nèi)頁巖氣開采仍將繼續(xù)，只是估計還得長期依靠中石油和中石化兩大巨佬。另外還有就是第四桶油延長石油在頁巖氣方面估計也會加大投入，畢竟其本身油田儲量已所剩無幾，天然氣是近幾年的盈利核心，而鄂爾多斯盆地的頁巖氣埋藏相對較淺易于開發(fā)。
