中國(guó)版“頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)革命”路在何方
來(lái)源：西安閃光能源科技有限公司 發(fā)布時(shí)間：2019-07-10隨著中國(guó)天然氣消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，2018年中國(guó)天然氣對(duì)外依存度攀升至45.3%，如何有效解決國(guó)產(chǎn)天然氣產(chǎn)量難產(chǎn)問(wèn)題成為天然氣能源安全的核心問(wèn)題。在此背景下，各路媒體紛紛刊文國(guó)內(nèi)幾處頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)重大發(fā)現(xiàn)，頁(yè)巖氣再次回歸行業(yè)熱點(diǎn)，許多企業(yè)摩拳擦掌準(zhǔn)備掀起第二輪頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)熱潮，似乎中國(guó)天然氣稟賦問(wèn)題一夜之間得以解決。
在談中國(guó)版“頁(yè)巖氣革命”之前，必須得簡(jiǎn)單提一提美國(guó)頁(yè)巖氣革命。
和中國(guó)非常類(lèi)似，美國(guó)常規(guī)油氣資源比較缺乏，但非常規(guī)天然氣（頁(yè)巖氣）資源比較豐富。
早在1821年，美國(guó)第一口頁(yè)巖氣生產(chǎn)井鉆探于紐約Fredonia鎮(zhèn)附近的泥盆系頁(yè)巖，頁(yè)巖氣第一次被開(kāi)采出來(lái)，但知道20世紀(jì)70-80年代，頁(yè)巖氣仍然無(wú)法商業(yè)化開(kāi)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(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)歷經(jīng)20余年終于取得突破性革命。
美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)演變大體可分為四個(gè)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(kāi)始試驗(yàn)。
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(yè)巖氣開(kāi)發(fā)不僅直接創(chuàng)造就業(yè)崗位，還通過(guò)有效拉動(dòng)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(yùn)輸、處理、管道建設(shè)等，而且每增加一個(gè)直接就業(yè)機(jī)會(huì)就會(huì)連帶產(chǎn)生3個(gè)間接職位。根據(jù)HIS咨詢(xún)報(bào)告，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)已經(jīng)為美國(guó)創(chuàng)造了超過(guò)100萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。
在美國(guó)2007年之后頁(yè)巖氣革命高速推進(jìn)的刺激下，在中國(guó)貌似全球可開(kāi)采儲(chǔ)量第一的沖擊下，自然而然，中國(guó)在2011年底2012年初開(kāi)始啟動(dòng)了中國(guó)版頁(yè)巖氣革命。
經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，2011 年 12 月 3 日，國(guó)土資源部發(fā)布新發(fā)現(xiàn)礦種公告，將頁(yè)巖氣作為獨(dú)立礦種加強(qiáng)管理。
參照美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，為了最大限度的利用社會(huì)資源開(kāi)采頁(yè)巖氣，國(guó)土資源部把原本被視作國(guó)家石油公司“禁臠”的頁(yè)巖氣探礦權(quán)拿出來(lái)公開(kāi)招標(biāo)。
2011年6月，國(guó)土資源部首次舉行頁(yè)巖氣探礦權(quán)出讓招標(biāo)。中石油、中石化、中海油、延長(zhǎng)油礦管理局、中聯(lián)煤層氣和河南煤層氣六家公司進(jìn)行投標(biāo)。貴州兩個(gè)區(qū)塊因有效投標(biāo)人不足三家而流標(biāo)，渝黔南川頁(yè)巖氣勘查和渝黔湘秀山頁(yè)巖氣勘查區(qū)塊的探礦權(quán)順利出讓。
在2012年10月進(jìn)行的第二輪公開(kāi)競(jìng)招標(biāo)中，頁(yè)巖氣探礦權(quán)受到資本熱捧，20個(gè)招標(biāo)區(qū)塊吸引了83家企業(yè)參與競(jìng)標(biāo)，位于重慶的三個(gè)區(qū)塊，吸引了包括中國(guó)四大石油公司在內(nèi)的逾30家企業(yè)競(jìng)標(biāo)。最終，共有16家企業(yè)中標(biāo)了20個(gè)招標(biāo)區(qū)塊中的19個(gè)。同時(shí)，由于中國(guó)企業(yè)尚不具備先進(jìn)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備，這些招標(biāo)項(xiàng)目中中外合作成為主要途徑。BP、殼牌、雪弗龍等國(guó)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(shuō)中一直在準(zhǔn)備第三輪頁(yè)巖氣探礦權(quán)競(jìng)爭(zhēng)出讓卻一拖再拖。國(guó)際巨頭乘興而來(lái)，卻相繼隕落，含恨而走.
中國(guó)發(fā)育海相、海陸過(guò)渡相、陸相3 類(lèi)頁(yè)巖氣（儲(chǔ)集層），以中國(guó)南方五峰組—龍馬溪組為代表的海相頁(yè)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(guò)程中遭受過(guò)多次構(gòu)造抬升且抬升幅度大，造成頁(yè)巖氣大規(guī)模的破壞。四川盆地西部（如威遠(yuǎn)頁(yè)巖氣田）及南部（如長(zhǎng)寧頁(yè)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(chǔ)集層壓裂改造時(shí)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(guò)渡相頁(yè)巖以薄互層（5～10 m）為主，物性差（孔隙度為1.0%～3.0%）。陸相頁(yè)巖埋藏深度大，熱成熟度低（Ro 值為0.4%～1.3%），頁(yè)巖氣以生油過(guò)程中的伴生氣為主，儲(chǔ)集層含氣量低（1.0～2.0 m3/t），儲(chǔ)集層脆性礦物含量低（20%～40%），可壓性較差。
看不懂專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)？沒(méi)關(guān)系，簡(jiǎn)單說(shuō)就是中國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)采難度非常高，開(kāi)采風(fēng)險(xiǎn)高產(chǎn)量低成本高。
2、國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)還不成熟
雖然老美頁(yè)巖氣水平井壓裂技術(shù)早已爐火純青，但在中國(guó)相關(guān)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)還不成熟。
北美頁(yè)巖氣開(kāi)采都以中淺層為主，中國(guó)通過(guò)引進(jìn)吸收消化再創(chuàng)新初步形成了3500 m 以?xún)?nèi)的中淺層頁(yè)巖氣技術(shù)系列。但中國(guó)深層頁(yè)巖氣資源潛力很大，僅南方3500～4 500 m 頁(yè)巖氣可采資源量達(dá)3萬(wàn)億立方米左右，深層頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)剛處于探索初期，包括優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)集層精細(xì)地震識(shí)別與預(yù)測(cè)、水平井地質(zhì)導(dǎo)向、壓裂效果有效監(jiān)測(cè)與評(píng)估、山地“小型工廠化”生產(chǎn)模式、高效開(kāi)發(fā)理論與產(chǎn)能評(píng)價(jià)等多項(xiàng)技術(shù)均需要強(qiáng)化攻關(guān)。
3、水資源總體不足與環(huán)境保護(hù)難度較大
頁(yè)巖氣開(kāi)采依賴(lài)大量鉆井壓裂實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，水資源耗費(fèi)較大。頁(yè)巖氣資源分布區(qū)水資源相對(duì)匱乏是中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)瓶頸之一。頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中另一密切相關(guān)的問(wèn)題是環(huán)境保護(hù)，可能涉及到的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)包括井場(chǎng)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(duì)土地與地下水資源污染、甲烷等烴類(lèi)氣體泄漏及其他有害物質(zhì)排放對(duì)環(huán)境的污染，以及鉆井、壓裂、井場(chǎng)建設(shè)等產(chǎn)生的噪聲對(duì)周邊居民、動(dòng)物的影響等。
另外，不得不提所謂兩輪礦權(quán)招標(biāo)后沒(méi)見(jiàn)到什么實(shí)質(zhì)進(jìn)展還有一個(gè)背后深層次的原因，這一點(diǎn)恐怕也是目前僅有中石化、中石油實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)化開(kāi)采的核心原因之一。
要知道，中國(guó)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(yè)巖氣區(qū)塊“無(wú)比完美”的都避開(kāi)了礦權(quán)重疊區(qū)，因此也就避開(kāi)了資源最優(yōu)區(qū)域，也就是說(shuō)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(lái)看，涪陵區(qū)塊的井口氣價(jià)格高達(dá)21.1美元/百萬(wàn)英熱（初始產(chǎn)量2000Mcfd）和11.2美元/百萬(wàn)英熱（初始產(chǎn)量4000Mcfd）,相比而言美國(guó)干氣開(kāi)采成本可低至3.4美元/百萬(wàn)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(guó)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(shí)候真的不得不泛著酸味的說(shuō)一句God bless America，無(wú)論是地理位置還是資源條件老美在全球真是獨(dú)一無(wú)二，而上帝對(duì)中國(guó)還是苛責(zé)很多，不過(guò)也許正是這份苛責(zé)會(huì)成就中國(guó)的堅(jiān)韌以及未來(lái)東方照亮西方的那一刻吧。
截止到2018年，中國(guó)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的企業(yè)也只有中石化和中石油。2018年，中石化頁(yè)巖氣產(chǎn)量60.2億立方米，中石油頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)42.7億立方米，全國(guó)加起來(lái)剛剛超過(guò)100億立方米。
而根據(jù)國(guó)家能源局頁(yè)巖氣十三五規(guī)劃， 2020年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量300億立方米，2030年實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量800-1000億立方米。
2030年目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)尚未可知，不過(guò)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(guó)版頁(yè)巖氣革命“已近流產(chǎn)”。不過(guò)在天然氣消費(fèi)還將持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)外依存度保持高位的情況下，國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采仍將繼續(xù)，只是估計(jì)還得長(zhǎng)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(zhǎng)石油在頁(yè)巖氣方面估計(jì)也會(huì)加大投入，畢竟其本身油田儲(chǔ)量已所剩無(wú)幾，天然氣是近幾年的盈利核心，而鄂爾多斯盆地的頁(yè)巖氣埋藏相對(duì)較淺易于開(kāi)發(fā)。
