页岩气开发 大有可为

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来源：国土资源网（2011年5月19日）
滕  艳，李  凤

　　页岩气是保留在生油岩层中的天然气，是非常规天然气的一种。作为低碳、清洁高效能源，页岩气在未来可持续发展中举足轻重，将成为常规油气能源的重要补充和接替
　　尽管页岩气勘探开发还存在许多问题亟待解决，但基于页岩气能够改变国家能源结构这一良好的功能前景，中国已将页岩气的商业开发提上议事日程
　    我国可以借鉴美国页岩气商业化成功运作的经验：一是页岩气开发技术突破和进步；二是政策扶持，优惠补贴；三是开放竞争，市场监管；四是设施完善，管网发达
/ y* f  L! u. [! c. K, h' U6 M1 e　　 国土资源部初步计划利用3年时间，摸清我国陆域资源情况，完成全国页岩气资源潜力评价和有利区优选，完成相关方法技术研究，初步掌握页岩气富集远景区
) S! \5 G3 z* M& A9 D  _" ~　　 在未来可持续发展中举足轻重的清洁高效新能源
        “页岩气是一个重要的能源新类型，是当前重要的发展方向。”在日前中国地质大学（北京）召开的页岩气国际学术研讨会上，国土资源部油气资源战略研究中心主任赵先良说。
8 _3 N; Y: R1 o! s" ~$ a7 d        页岩气是保留在生油岩层中的天然气，是非常规天然气的一种，与煤层气、致密砂岩气同属一类，是世界油气勘探的新领域。作为低碳、清洁高效能源，页岩气在未来可持续发展中举足轻重，有望成为常规油气能源的重要补充和接替。
$ S7 s7 _/ r$ z! K6 G% x* R较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
        据估计，全球页岩气资源量为456万亿立方米，资源潜力巨大，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联等国家和地区。其中，西欧页岩气资源量约为30万亿立方米，美国约为28万亿立方米，西加拿大盆地页岩气资源量大约为24.4万亿~28.3万亿立方米。
  K# A, ?7 i$ E& G, ]        据会议介绍，我国黑色页岩分布面积广，海相沉积分布面积多达300万平方公里，海陆交互相沉积200多万平方公里，适合页岩气生储的地层层位多，资源潜力巨大。据美国能源署初步评估，我国可开采页岩气资源36万亿立方米，主要分布在四川、鄂尔多斯、吐哈、塔里木和准噶尔等含油气盆地。
        “随着工业化、城镇化、农业现代化进程加快，能源资源需求呈刚性快速增长。立足国内提高能源资源保障能力，较大幅度减低对外依存度，仅依靠传统的、常规的油气资源突破是不现实的，必须在发展观念、方式、布局上进行战略性调整，向新区、新领域、新类型、新层系发展。同时，为了人类可持续发展，全世界都在积极应对气候变化，提高低碳、清洁高效能源在能源消费结构中的比重。这些，都是页岩气当前如此广受业内人士瞩目的原因。”赵先良说。
' {9 d/ E) F$ R全球掀起页岩气勘探开发热潮
# y( U7 ?2 w4 W) T) F% f　　目前，多个国家和地区开展了页岩气的相关研究并进行了勘探开发。
3 Z4 U6 C& ]- d5 \. G& b2 f/ m        欧洲目前正在对多个盆地开展页岩气勘查。最主要的是波兰盆地、德国北部盆地、北海南部三个盆地。2007年，波兰Baltic盆地进行了志留系黑色页岩勘探。同年，在德国北部城市波茨坦地球科学国家研究中心成立欧洲第一个专门页岩气研究机构，该机构初步计算仅西欧的页岩气资源量为14.4万亿立方米。另有研究显示，波兰可开发的页岩气储量为5295亿立方米，德国的为2260亿立方米，挪威的为2350亿立方米。目前，瑞典 Alum页岩、波兰Silurian页岩、奥地利 Mikulov页岩3个地区也有明显进展。初步估算，这3个页岩盆地页岩气资源潜力为30万亿立方米，可采资源潜力为4万亿立方米。
9 Y" f+ A" O3 L, @4 V' Y7 ~        研究数据显示，北美地区页岩气产量占天然气产量的比重，已从2006年的1%升至现在的17%，预计到2030年这一比重将升至50%。
        澳大利亚也发现有许多页岩气远景区，如Amadeus、Cooper和Georgina盆地。新西兰在北岛的东海岸发现有两套富有机质页岩沉积，更深的Whangai页岩储层物性与Barnett页岩相似。
        同时，有专家预测撒哈拉以南的非洲页岩气资源量为7.6万亿立方米。目前，挪威国家石油公司、萨索尔公司、切萨皮克公司宣布将联合评估南非的页岩气资源。
        印度也发现有多个页岩气盆地，资源储量目前正在评估。印尼页岩气储量达28.3万亿立方米，该国从2010年起开始开发页岩气资源。
: D  t  P4 B7 m4 @$ b( s2 h        全球页岩气勘探开发热潮源于美国页岩气商业化运作
; K: Y; N! k# T1 o: }        中国地质大学（北京）能源学院的张金川教授介绍说，美国有页岩气资源潜力的盆地50多个，其中40多个已被不同程度地勘探，可采资源量为24万亿~28万亿立方米，目前投入规模开发的页岩主要有Barnett、Marcellus、Fayetteville、Haynesville、Woodford、Lewis、Antrim、New Albany8套，页岩气开发盆地6个。
3 ], r7 m- M1 \# z# F; I+ S        有数据显示，美国页岩气产量1998年占天然气年产1.6%，2004年上升至227亿立方米，增至4.5%；2007年升至335亿立方米，增至7.7%。近年来，美国水力压裂法的发明引发了美国的页岩气革命，率先在页岩气勘探开发领域取得突破性进展，页岩气产量迅速增加，完钻页岩气井4万口，2009年页岩气产量近900亿立方米；2010年产量近1200亿立方米，占常规天然气15%，超过我国常规天然气产量；2015年将达2800亿立方米。
3 N0 a3 i) u5 S0 u$ Y9 E9 }　　中国的页岩气研究起步晚、热得快
; D" m) M! |/ S; K$ K, X　　目前，我国国土资源主管部门、大型国有企业、高校、科研院所以及地方政府等多家机构和单位先后开展了页岩气相关工作，并取得初步成效。
        国土资源部油气资源战略研究中心自2005年起密切跟踪页岩气研究进展，先后对中国富有机质泥页岩发育情况、中新生代含油气盆地泥页岩、古生代地层富有机质泥页岩等进行研究分析，并初步优选页岩气远景区；对上扬子地区进一步论证，并筹划实施页岩气战略选区计划。2009年，国土资源部在第二批全国油气资源战略选区调查与评价国家专项中，设立了《中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选》课题。2009年8月17日，油气中心会同地大（北京）等单位在重庆市綦江县、巫溪县启动了全国首个页岩气资源调查项目，这是我国继美国和加拿大之后，正式实施页岩气资源勘探开发的开始，具有里程碑的意义。
8 q. e0 U0 ?6 U        2009年11月15日，美国总统奥巴马首次访华，中美签署《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》，更是把中国页岩气基础研究的迫切性上升到了国家层面，促进了中国页岩气资源的调查、勘查热情。
6 D: {) z, n; F; S$ |* b        2010年，国土资源部在川渝黔鄂共40万平方公里范围内及苏浙皖及中国部分北方地区开展调查、勘查示范研究。今年在继续开展示范研究的基础上，在全国部署页岩气资源潜力调查，开展勘查基本理论、方法和产业政策研究。
        目前，国内已有多所高校在页岩气领域进行教学研究。地大（北京）党委书记王鸿冰表示，该校是国内最早开始进行页岩气教学与研究的高校，先后承担了全国油气资源战略选区调查与评价国家专项、国家自然科学基金项目以及国家科技重大项目等研究任务，取得一系列创新性研究成果。
        “2010年6月，学校主办了以‘中国页岩气资源基础及勘探开发基础问题’为主题的第376次香山科学会议，获得广泛支持。多年来，学校与国土资源部油气资源战略研究中心建立并保持了良好的交流与合作关系，联合完成了一系列探索性、开创性的页岩气研究工作，在国内取到良好的先导性实验作用。”王鸿冰说。
        近年来参与页岩气相关研究和教学的力量在不断加大。据张金川介绍，中国石油大学（北京）成立了新能源研究所，西安石油大学成立石油天然气地质研究所，北京大学与国外合作并侧重于页岩气开发，大庆石油学院将非常规油气领域作为未来的重要发展方向，西南石油大学重点研究非常规气藏的钻井技术，中国地质大学（武汉）、西北大学、成都理工大学等院校也相继开展了相关工作……此次会议，地大（北京）与国土资源部油气中心联合成立了页岩气的研究基地，促进页岩气勘探开发人才的培养。
+ \6 y6 p. e. K  A, w        与此同时，中石油、中石化、中海油等大型国有企业也加快了对页岩气勘探开发工作的步伐。
        2008年11月，中国石油勘探开发研究院设计实施页岩气取心浅井。2009年12月，渝页1井在重庆市彭水县连湖镇顺利完钻。2009年，由中石化牵头，联合多家单位共同对鄂西—黔中、下扬子宣城区块，湖鄂西区块，贵州织金—朗岱等4个有利区块进行试验，开展页岩气选区评价。
        目前，这些企业已经施工页岩气探井7口并压裂，利用老井复查若干口，浅井20余口，正在施工的水平井2口，在四川威远、湖北等地取得良好的勘查效果，已有4口探井获得了工业气流。2010年4月，中石油在四川珙县探获储量600万立方米页岩气资源。2010年5月，中原油田成功实施大型压裂改造的页岩气井“方深1井”顺利进入排液施工阶段，标志着中石化页岩气勘探开发工作迈出了实质性的重要一步。2010年9月，中国石油西南油气田公司部署的威201井喜获井口测试日产能1.08万立方米的天然气工业性气流。
  m6 W: _+ a9 P# r        同时，我国企业积极展开页岩气领域的国际合作。2009年，中石油与壳牌达成协议，联合开发四川盆地富顺—永川区块的页岩气资源。2010年1月，中石化与英国石油合作勘探开发页岩气初选贵州凯里2000平方公里和苏北黄桥1000平方公里为合作意向区块。2010年10月，中海油收购美国第二大天然气生产商切萨皮克能源公司位于得克萨斯州南部鹰滩的页岩油气项目1/3权益，正式进入页岩气勘探开发领域。
. r* r8 z# B1 `- N+ {) Y" u        赵先良表示，中国页岩气勘探开发刚刚起步，仍属空白，可以做好文章、做大文章。组织各方力量进行攻关，解决勘探开发的基础性、战略性问题，开展先行性的调查研究、示范推广，是国土资源部油气资源战略研究中心义不容辞的责任。
8 j. F4 p! S8 w$ X( n+ C6 j6 Q　　中国应充分借鉴美国经验走“自己的路”
) _  C3 U2 B' K  e) a# J        美国非常规天然气历经百年，近三年发展迅速。2005年以来，美国直井分层改造、水平井多段压裂技术突破，使页岩气产量快速增长，目前已经实现了页岩气的大规模商业开采。
: I; l8 x: V# C8 A/ `+ L    “美国发展页岩气起步很早，但也只是近年来在关键技术上实现突破后，才实现了大规模商业开发的。根据页岩气聚集机理和中美页岩气地质条件相似性对比，中国页岩气富集地质条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景及开发潜力。”赵先良说。
3 B! D2 s  b1 m# g6 O        美国页岩气发展有哪些经验可供国内借鉴？
5 B/ c1 F6 ^. w7 ~        国土资源部油气资源战略研究中心副主任张大伟认为，美国页岩气商业化成功运作主要有四条经验：一是页岩气开发技术突破和进步；二是政策扶持，优惠补贴；三是开放竞争，市场监管；四是设施完善，管网发达。
        “我国目前只有7口页岩气探井和29口地质浅井，而美国生产井已有5万口；我国天然气管网不足4万公里，而美国天然气管网设施完善，约46万公里，国内外差距很大。我国到底有多少页岩气资源？目前有26万亿立方米、31万亿立方米、50万亿立方米等不同估算值。另外，我国天然气管网还存在第三方准入问题。资源家底不清、缺乏核心技术、缺乏政策支持、投资主体单一、管网设施不足，这五个方面是页岩气发展的制约因素，也是致命因素。”张大伟说。
1 Z. ^* m2 [$ R( g8 E        张大伟认为，加快中国页岩气勘探开发，必须走“中国自己的道路”。“首先必须坚持调查先行原则，要把落实页岩气资源量，作为规划编制的基础，没有基础性的资源评价一切工作都无从谈起。其次是规划调控、招标出让、多元投入、加快突破。”张大伟说。
7 U9 h8 G" P5 I# ]8 v* U        在政策支持方面，张大伟希望国家制定一系列鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发政策：
) K  B& s6 j. Q# T        一是政府加大投入，鼓励社会资金投入，包括减免探矿权和采矿权使用费、免征关键设备进口环节增值税和关税、开采给予定额补贴、对关键技术研发和推广应用给予优惠等。二是完善和创新页岩气矿业权管理制度，国家一级管理、矿业权招标出让、投资主体多元化。三是加强页岩气国际合作与交流，重点是技术交流与合作，与国外有实力公司的合作开发，引进先进理念与开发技术。四是加强基础理论和关键核心技术的研发，建立适合中国特点的页岩气基础地质理论体系，研发适合中国页岩气地质特征的水平井、多段压裂技术等。五是加快制定页岩气技术标准和规范，包括地震、非地震、钻井完井、测井、实验测试等。
　　着力基础和公益，国土资源部在积极行动
; w' I# }& i/ t5 H* c        “目前，国家能源战略已将页岩气勘探开发摆到了重要位置。国土资源部已在全国部署找矿突破战略行动，推进地质找矿新机制，实现‘358’找矿目标，国家‘十二五’规划、国土资源规划、油气资源规划等都把页岩气作为重要的找矿突破对象和领域；国土资源部和国家发改委正着手研究制定《“十二五”页岩气勘探开发规划》；国土资源部与国家能源局还要编制专门的页岩气规划，我们正广泛调研。”赵先良说，“油气中心将按国土资源部‘调查先行、规划调控、竞争出让、商业跟进、加快突破’的找矿机制，积极开发相关政策、矿业权招标出让研究，促进页岩气资源的勘探开发。”
9 ?2 ?1 S( C; W& s0 N0 j; ]3 E3 O, ]( Z5 |        据张大伟介绍，从2011年开始，国土资源部将在全国全面展开页岩气调查评价和有利区优选工作，继续开展川渝黔鄂页岩气战略调查先导试验区工作，建立页岩气资源潜力调查评价区，评价资源潜力；全面掌握我国富有机质泥页岩发育特点和分布特征，开展上扬子及滇黔桂、中下扬子及东南、华北及东北、西北、青藏五个大区页岩地层发育层位和页岩气前景研究；全面了解页岩气勘查和开采技术及技术组合，技术的适用条件，为在大区域识别富有机质页岩地层提供技术手段。
        “国土资源部初步计划利用3年时间，摸清我国陆域资源情况，完成全国页岩气资源潜力评价和有利区优选，完成相关方法技术研究，完成页岩气战略选区和先导试验区建设相关技术要求，初步掌握页岩气富集远景区。”张大伟说，“到2020年，要查明中国页岩气基础地质背景和条件，并优选出50～80个有利目标区，提交20～30个勘探开发区，提交页岩气可采储量1万亿立方米，形成若干个页岩气大气区；形成适合中国地质条件的页岩气地质理论和资源评价方法参数体系，建立适合中国不同类型页岩气资源战略调查和勘探开发等技术体系以及技术标准、规范。”
        国土资源部拟开展页岩气探矿权区块招标出让，逐步放开页岩气矿业权，逐步实现投资主体多元化，不仅局限于国有石油企业，有海外油气勘探经验的企业、有实力的其他企业、民营企业和社会资金均可进入页岩气开发。“招标出让，最低应达到提交页岩气预测储量的勘探程度，具备条件的，应进行压裂和试采，力争实现突破并转入开采。”张大伟说。
        页岩气储集于致密岩层，具有低孔、低渗透性、气流阻力大等特点，使其开采具有相当大的难度。“目前页岩气开发的核心技术是水平钻井技术、水力压裂技术。美国有85%的页岩气井采用了欠平衡水平井技术和多级压裂等核心技术。”张金川说。
        目前，国内第一口页岩气水平井——四川威远县威201—H1井成功穿越页岩储气层，顺利完井，这说明我国的定向钻井技术已经不是页岩气开发障碍。最大的困难是岩层压裂技术，需要下大气力方可突破。
        另外，专家们表示，页岩气勘探开发还存在许多问题亟待解决，包括机理分析与研究、实验测试与分析、有利选区与评价、含气特点与模拟、产能分析及预测、压裂技术与压裂液、精确导向与储层改造等；要加强页岩气地质理论、成藏机制及高效开采基础研究；优化勘探技术，改进工艺技术水平；针对不同机理类型，建立相应的优选盆地试点；解决储层识别和参数获取问题、气藏边界和“甜点区”选择的问题；解决含气量测试、评价方法和开采等技术难题；解决储层孔渗参数获取、储层敏感性评价和增产措施等技术难题。
+ i6 P' w; t- t0 w- O. H0 C0 f- P        此外，关于页岩气开发引起的环境问题也一直是人们争论的焦点。从美国的情况看来，这种问题已经开始浮现，页岩气在开发过程中会排放比传统天然气更多的温室气体。此外，对于当地地下水的污染也一直是民众反对页岩气开发的重要原因。
  z- @# m( @" p        “开发新能源，造福全人类。毕竟页岩气在我国还是新鲜事物，从陌生到了解到掌握技术大规模开发见成效，有一个较长的过程，要研究探讨的问题很多很多。在我国，具有中国特点的页岩气地质和开发问题制约了页岩气勘探开发的发展步伐，随着科学技术发展，一旦这些关键问题获得解决，页岩气在中国将具有良好的前景。”对此，同所有与会专家一样，赵先良满怀信心和希望。

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