多因素影響頁巖油氣快速工業化

許靜華

進入高油價時代后，非常規油氣資源引起了人們的關注，尤其是近5年來，由美國引領的頁巖氣革命，像一場颶風，迅速吹遍全世界。業界普遍認為，頁巖油氣資源潛力巨大，它將改變世界能源工業的格局，影響世界經濟的發展。

頁巖油氣分布廣泛，但難以開采

烴源巖埋藏到一定深度，在適宜溫度壓力下，所含的沉積有機質大量生成油氣。一部分油氣排到附近滲透性的儲集巖中，在良好蓋層保存下，聚集到圈閉中，形成了常規油氣藏，還有一部分油氣滯留在烴源巖中，這就是頁巖油氣。

對于常規油氣藏，烴源巖、儲集層、蓋層、圈閉4個要素缺一不可，而頁巖油氣只依賴于烴源巖，所以頁巖油氣分布更廣泛。常規油氣勘探目標是局限分布的構造圈閉或隱蔽圈閉，需要精度較高的地球物理資料識別評價，而頁巖油氣勘探目標是整個凹陷中的有效烴源巖層，不是“藏”而是“區帶”。常規油氣主要以游離狀態存在，而頁巖油氣主要以吸附狀態存在，難以采出，所以頁巖油氣資源利用的關鍵不是勘探技術，而是開發技術。

頁巖油氣資源量評價方法有待深入研究

2010年，美國地質調查局公布，世界非常規石油儲量高達2.5萬億～3萬億桶，而常規石油探明剩余經濟可采儲量僅為1.2萬億桶，非常規石油儲量是常規石油儲量的2倍多。目前，美國頁巖氣資源量為28.3萬億立方米，據報道，我國頁巖資源不亞于美國，主要分布在鄂爾多斯盆地和四川盆地。

這些報道中沒有披露資源估算方法，地質資源量直接計算方法是根據烴源巖層厚度、面積及密度，計算頁巖的質量，根據實驗室測量頁巖樣品的含油率含氣率，頁巖的質量乘以其含油率或含氣率就是頁巖油、頁巖氣地質資源量。地質資源量乘以可采系數就是可采資源量。主要誤差來自兩個方面，一是頁巖的性質和含油、含氣率橫向上可能有較大變化，尤其對于我國大面積分布的陸相頁巖，橫向非均質性較強；二是可采系數很難估計，只有進入開發階段，根據產量曲線特征預測的可采儲量才是可靠的，也就是說，上鉆前的資源量預測只能供參考，因為沒有產能證明，沒有開采技術可行性的保障。

所以，面對各個方面報道的巨大資源量，需保持謹慎態度。尤其是頁巖油，它是液態油吸附在固體頁巖層上，人工壓裂的解吸效果遠不如頁巖氣明顯。所以頁巖油的地質資源量可能很大，但可采資源量難以保證。

水平井分段壓裂是頁巖油氣開采的關鍵技術

美國2010年頁巖氣產量達1379億立方米，占其天然氣產量的23%，而頁巖油的工業鉆井開發很少公開報道。頁巖氣開發采用長水平井段分段壓裂技術，頁巖致密，如果沒有天然裂縫，滲透率極低，只有0.0001～0.001毫達西，用常規油氣的開發方法是采不出來的，需要用人工壓裂技術，而且是長水平井段的壓裂。水平井在頁巖層中橫穿達3000～4000米，人工壓裂的裂縫傳導在垂直于井眼方向直徑范圍可達幾百米甚至上千米，這樣水平井的有效開采范圍相當于截面直徑上千米、長3000～4000米的圓柱體，圓柱體內的氣可以采出60%以上。

水平井分段壓裂技術是本世紀誕生的新技術，是繼三維地震技術之后的又一個油氣勘探的革命性技術，主要由西方哈里伯頓、貝克休斯公司發起的，水平井分段壓裂有適應不同井眼的4種類型：裸眼封隔器+滑套分段壓裂技術、射孔+泵送橋塞聯作分段壓裂技術、水力噴射分段壓裂技術、套管射孔管內封隔器分段壓裂技術。這些技術在我國也逐步應用，但我國目前水平段長度一般小于2000米，壓裂段數小于10段，目前剛剛突破15段，而美國已經有20段以上的壓裂。

頁巖油氣勘探開發應建立適當產業政策

頁巖油氣是未來重要的接替能源，目前尚屬起步階段，我國的頁巖油氣勘探主要是近5年來才開始，在頁巖油氣資源評價、勘探、開發和環保等方面，尤其是水平井分段壓裂等關鍵技術還沒有形成配套。

為了降低能源對外依存度，我國應大力研究頁巖油氣勘探開發主流技術，國家統一組織技術攻關，自主研究與對外合作、技術引進并行，盡快形成頁巖氣勘探、開發配套技術以及裝備的自主生產制造技術。同時給予優惠產業政策，降低行業準入門檻，鼓勵民營和地方企業參與。頁巖油氣開發技術難度大、成本高，目前開發回報率很低。在美國，主要是小公司靠政府優惠政策在經營，大油公司對頁巖油氣持密切關注、慎重參與的態度，基于我國目前技術尚不成熟的情況下，勘探開發投入應該把握好節奏，爭取在“十三五”形成頁巖氣的商業開采。