頁巖氣勘探和開發(fā)政策研究初探

摘 要：中國目前還沒有投入商業(yè)生產(chǎn)的頁巖氣井，不過已經(jīng)有幾家公司展開了勘探項(xiàng)目，頁巖氣田開發(fā)可以劃分為5個(gè)階段，即資源評估，勘探活動(dòng)，早期開采，成熟開采和產(chǎn)量遞減階段。本文分中國、俄羅斯、北美和全球開發(fā)戰(zhàn)略幾個(gè)方面初步探討正在發(fā)展的頁巖氣勘探和開發(fā)政策研究，開發(fā)頁巖氣會(huì)加劇氣候變化，破壞地下水資源等蹩端。據(jù)國土資源部油氣中心的數(shù)據(jù)，我國頁巖氣資源量勘探和開發(fā)可以大大縮短發(fā)展過程，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，預(yù)計(jì)2020年，產(chǎn)量將超過1000億立方米，達(dá)到我國目前常規(guī)天然氣生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：頁巖 中國 俄羅斯 北美 全球

中圖分類號：TE64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0020-02

頁巖是湖沼相沉積的泥、砂質(zhì)碎屑巖，反映沉積時(shí)候的物質(zhì)狀態(tài)和生成背景。其中常常富集生物化石和油頁巖氣。所謂頁巖氣，是指地層中以游離狀態(tài)存在于頁巖層中的一種重要的非常規(guī)天然氣資源。由于頁巖是淤泥沉積形成的巖石，質(zhì)地堅(jiān)硬，開采難度很高。頁巖氣的形成和富集有著自身獨(dú)特的特點(diǎn)，往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中，較常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的特點(diǎn)，大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。國土資源部發(fā)布《全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選》稱，經(jīng)初步評價(jià)，中國陸緣頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬億m3，可采資源潛力為25.08萬億m3（不含青藏區(qū)）。25.08萬億m3，也使中國超過了目前全球第一大頁巖氣生產(chǎn)國美國的儲(chǔ)量。頁巖氣是第十七種礦產(chǎn)資源，這已被中央政府所認(rèn)可，由此國土部可以不受中石油、中石化和中海油等石油央企掣肘時(shí)獨(dú)立組織相關(guān)企業(yè)進(jìn)行開發(fā)。

中國目前還沒有投入商業(yè)生產(chǎn)的頁巖氣井，不過已經(jīng)有幾家公司展開了勘探項(xiàng)目，包括中石油、荷蘭皇家殼牌、英國石油和雪佛龍，因此“對頁巖氣資源的開發(fā)，要盡快制定規(guī)劃，首先是搞好資源調(diào)查，研究開采技術(shù)方法，作全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證”。下面分中國、俄羅斯、北美、全球開發(fā)戰(zhàn)略三個(gè)方面初步探討正在發(fā)展的頁巖氣勘探和開發(fā)政策研究。

1 中國開發(fā)戰(zhàn)略

我國頁巖氣資源類型多、分布廣、潛力大。我國海相沉積分布面積多達(dá)300萬km2，海陸交互相沉積面積200多萬km2，陸上海相沉積面積約280萬km2。這些沉積區(qū)內(nèi)均具有富含有機(jī)質(zhì)頁巖的地質(zhì)條件，頁巖地層在各地質(zhì)歷史時(shí)期十分發(fā)育，形成了海相、海陸交互相及陸相多種類型富有機(jī)質(zhì)頁巖層系。

四川盆地不僅是人類最早發(fā)現(xiàn)、開采、利用天然氣的地區(qū)之一，而且也是當(dāng)前中國頁巖勘探開發(fā)的突破點(diǎn)，具有巨大的頁巖氣資源潛力和良好的發(fā)展前景，已經(jīng)具備建立國家頁巖氣產(chǎn)業(yè)化建設(shè)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)的基本條件（王蘭生，2011）。殼牌公司在頁巖氣開發(fā)上有近20年的研究實(shí)踐，有一套成熟的開發(fā)技術(shù)。蜀南氣礦與殼牌公司合作將能夠?qū)W習(xí)和獲得頁巖氣勘探和開采技術(shù)，為今后繼續(xù)開發(fā)做好準(zhǔn)備。據(jù)了解2009年10月中石油和荷蘭皇家殼牌公司簽署了“富順-永川區(qū)塊頁巖氣聯(lián)合勘探”協(xié)議，會(huì)員開發(fā)區(qū)域河級永川、隆昌、瀘縣、富順。

通過本次評價(jià)和優(yōu)選，取得的主要認(rèn)識有，頁巖氣資源豐富，分布范圍廣，適于規(guī)模勘探開發(fā)；但地質(zhì)條件復(fù)雜、類型多樣，在勘探開發(fā)技術(shù)上我們和先進(jìn)國家還有很大差距，需要加快攻關(guān)和創(chuàng)新；勘查開發(fā)剛剛起步，進(jìn)入快速發(fā)展階段還需要時(shí)間和條件。“十二五”我們想主要是做好頁巖氣勘探開發(fā)的起步工作，“十三五”將形成快速發(fā)展之路。本次評估和優(yōu)選將我國陸域劃分為五個(gè)區(qū)，共評價(jià)了41個(gè)盆地和地區(qū)、81個(gè)評價(jià)單元、51個(gè)含頁巖氣的層段。對不同地質(zhì)單元，地層層系、沉積類型、埋深、地表環(huán)境和省份的資源潛力進(jìn)行了評價(jià)。

中國應(yīng)當(dāng)盡快制訂中國頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，解決國家層面關(guān)于頁巖氣的戰(zhàn)略定位問題。建立中國政府進(jìn)一步加強(qiáng)對頁巖氣勘探開發(fā)政策的研究，盡快出臺國家對天然氣的優(yōu)惠政策。制定了頁巖氣資源管理工作方案，進(jìn)一步明確了頁巖氣資源管理的思路、工作原則以及主要內(nèi)容和重點(diǎn)等。

2 俄羅斯開發(fā)戰(zhàn)略

頁巖氣振動(dòng)了克里姆林宮的最高統(tǒng)治者。俄羅斯本屆當(dāng)選總統(tǒng)普京下月將上任，在總理任上最后一次對國家杜馬做政府工作報(bào)告時(shí)，他說：“能源生產(chǎn)商需要應(yīng)對因美國頁巖氣增產(chǎn)，市場結(jié)構(gòu)變化帶來的挑戰(zhàn)。”這里的能源生產(chǎn)商顯然是指俄氣。對俄氣而言，美國的頁巖氣生產(chǎn)還不是最大的危險(xiǎn)。或許，美國頁巖氣的成功在俄天然氣進(jìn)口國中的示范作用才是最可怕的。中國、波蘭、保加利亞、羅馬利亞和烏克蘭等國都計(jì)劃開發(fā)本國的頁巖氣資源。

2009年，美國超過俄羅斯成為全球最大天然氣生產(chǎn)國。彼時(shí)，莫斯科和俄氣似乎對此漠不關(guān)心。時(shí)過境遷，如今，頁巖氣產(chǎn)量增加已將北美天然氣價(jià)格壓到10年來的最低值。美國天然氣出口的前景也越來越明顯，克里姆林宮也無法巋然不動(dòng)了。2010年3月，俄羅斯聯(lián)邦國家杜馬能源委員會(huì)舉行了“頁巖氣資源開發(fā)前景”圓桌會(huì)議，主題是如何應(yīng)對“美國依靠開發(fā)頁巖氣新技術(shù)，使其天然氣產(chǎn)量超過俄羅斯，成為世界天然氣第一生產(chǎn)大國并改變世界天然氣市場的現(xiàn)狀”。

3 歐美開發(fā)戰(zhàn)略

美國切薩匹克能源公司的一份報(bào)出顯示，在巴涅特頁巖井深作業(yè)時(shí)，鉆井過程用水約需要10000m3，而水力壓裂過程中平均用水1.43萬m3。在水資源豐富的美國這并不是嚴(yán)峻的問題，但對于頁巖氣富集地區(qū)大都位于中西部的中國，頁巖氣的大量開采顯然會(huì)加劇這些地區(qū)本已嚴(yán)重的水資源緊張問題。同時(shí)，頁巖氣的開采可能造成飲用水的污染。更為確切地說，在頁巖氣開采的過程中有三個(gè)環(huán)節(jié)可能對飲用水造成污染。第一是返排水的處理。在水力壓裂中，75%的壓裂液會(huì)流回地面，其中不僅含有用于保證水力壓裂液流暢通、保護(hù)管道和殺死細(xì)菌的化學(xué)物質(zhì)，還含有來自地下巖層的放射性物質(zhì)和鹽類。據(jù)能源信息署的最新“年度能源展望”報(bào)告，從2005年至2010年，美國頁巖氣產(chǎn)量平均增長48%，產(chǎn)量增長近20倍超過1378億m3。頁巖氣在美國天然氣產(chǎn)量的比重升至25%左右。2009年美國以6240億m3的產(chǎn)量首次超過俄羅斯的5820億m3，躍升為全球第一大天然氣生產(chǎn)國。

北美地區(qū)頁巖氣開發(fā)技術(shù)進(jìn)步和市場競爭促使鉆井與儲(chǔ)層改造費(fèi)用連年下降，目前開發(fā)成熟區(qū)的1×108m3產(chǎn)能建設(shè)投資約折合人民幣為2.5～3億元。Petrologistics公司簽約了丙烷原料擴(kuò)大供應(yīng)公司，Petrologistics公司在美國休斯敦的12億磅/年丙烷脫氫裝置已于2011年2月投產(chǎn)。陶氏化學(xué)公司將使液化石油氣作為原料裂解提升高達(dá)80%，并且隨著公司從天然氣抽取出更多的乙烷，甚至將用乙烷來替代部分丙烷（錢伯章，2011）。對頁巖氣勘探開發(fā)等鼓勵(lì)類項(xiàng)目下進(jìn)口國內(nèi)不能生產(chǎn)的自用設(shè)備，按有關(guān)規(guī)定免征關(guān)稅。

4 未來開發(fā)戰(zhàn)略

隨著全球天然氣市場在最近10年內(nèi)發(fā)生了劇烈的變化，2000年以后北美地區(qū)頁巖氣產(chǎn)量的迅速增加，正在極大程度上改變著全球天然氣市場甚至全球能源政治經(jīng)濟(jì)的景貌，頁巖氣被人們稱為“博弈改變者”。自生自縮的頁巖氣藏的產(chǎn)量能力受有機(jī)碳含量（TOC）、熱成熟度（R0）、無機(jī)組分含量、天然和誘導(dǎo)裂縫等因素的影響。使用1）水力噴射分段壓裂技術(shù)；2）哈利泊頓的定點(diǎn)壓裂技術(shù)；3）斯倫貝謝的水平井分段壓裂技術(shù)；4）加拿大封陷器能源服務(wù)公司的StackFrac技術(shù)；5）貝克休斯的保眼封隔器組合分段壓裂（冶維青，2011）。亨利日前在宣布本公司第二季度業(yè)績期間舉行的一次分析師電話會(huì)議上表示，殼牌公司計(jì)劃今年投資5億美元在中國的頁巖氣和致密氣遠(yuǎn)景探區(qū)內(nèi)進(jìn)行鉆井作業(yè)。

據(jù)美國能源情報(bào)署（EIA）《2011年全球頁巖氣資源初步評估》報(bào)告顯示，全球頁巖氣技術(shù)可采資源量超過200萬億立方英尺的國家共有九個(gè)。分別是：中國擁有可采資源量1275萬億立方英尺，美國擁有862萬億立方英尺，阿根廷擁有774萬億立方英尺，墨西哥擁有681萬億立方英尺，澳大利亞擁有396萬億立方英尺，加拿大擁有388萬億立方英尺，利比亞擁有290萬億立方英尺，阿爾及利亞擁有230萬億立方英尺，巴西擁有226萬億立方英尺。2004年至2009年全球天然氣價(jià)格暴跌，從每百萬熱值單位10美元下降至3美元，而這主要?dú)w因于頁巖氣較好地滿足了天然氣需求。亨利說：“在我們與中國石油天然氣股份有限公司（中國石油/PetrChina）的投資組合中有幾個(gè)遠(yuǎn)景探區(qū)。我們在中國西南部的四川省有2個(gè)遠(yuǎn)景探區(qū)。我們在中國北部地區(qū)有許多的煤層氣機(jī)會(huì)。我們?nèi)ツ晖顿Y了大約4.5億美元。今年我們計(jì)劃向中國投資5億美元。今年我們將鉆取20口新井。現(xiàn)在世界上頁巖氣的開采主要集中在海相頁巖中，而我國北方地區(qū)頁巖層系多為陸相和海陸過渡相，在對頁巖氣資源進(jìn)行評估時(shí)，可以依據(jù)資源再生帶動(dòng)預(yù)測的模式來衡量（王麗波，2012）。

5 討論

頁巖氣田開發(fā)可以劃分為5個(gè)階段，即資源評估，勘探活動(dòng)，早期開采，成熟開采和產(chǎn)量遞減階段。國土資源部開展的拍賣工作（1）申報(bào)頁巖氣為獨(dú)立礦種。在地質(zhì)條件上，中國的非常規(guī)天然氣儲(chǔ)層埋藏位置較美國要深，并且比較分散。美國公司開發(fā)出來水力壓裂法和水平井鉆井使得頁巖氣開采成為可能。中國的頁巖層遠(yuǎn)比美國要深，這就意味著，中國開采頁巖氣需要注入更多化學(xué)物質(zhì)并采用更復(fù)雜的技術(shù)。中國發(fā)現(xiàn)有頁巖氣儲(chǔ)量的地區(qū)一般較為缺水，而實(shí)施水力壓裂需要大量的水。很多場合下，中國的學(xué)者和政策制定者都曾提到水資源短缺對頁巖氣開采的限制。但是，頁巖氣開采用水涵蓋的另外兩個(gè)話題在國內(nèi)卻很少被提及，那就是，水力壓裂法注入的化學(xué)物質(zhì)可能污染地下水，還可能引發(fā)地震。而這兩個(gè)“可能”是否會(huì)成“一定”，美國地質(zhì)調(diào)查局和美國環(huán)境保護(hù)署也沒有定論，兩部門都在做調(diào)查。這兩個(gè)“可能”也正是歐洲一些國家禁止使用水力壓裂法開采頁巖氣的原因。國土資源部關(guān)于將頁巖氣作為獨(dú)立礦種的申請已經(jīng)得到了國務(wù)院正式批準(zhǔn)，頁巖氣成為我國第172個(gè)礦種。獨(dú)立礦種能確定，將為社會(huì)資金進(jìn)入頁巖氣勘查開發(fā)領(lǐng)域提供了機(jī)會(huì)，有利于形成競爭局面，加速我國頁巖氣勘查開發(fā)進(jìn)程。（2）開展頁巖氣探礦權(quán)招標(biāo)出讓，已經(jīng)確定頁巖氣探礦權(quán)的出讓將采用競爭方式。在優(yōu)選頁巖氣區(qū)塊的基礎(chǔ)上，2011年已經(jīng)首次完成第一批頁巖氣探礦權(quán)招標(biāo)出讓，今年已準(zhǔn)備開展1-2批頁巖氣探礦權(quán)招標(biāo)出讓。（3）將頁巖氣納入找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)主要礦種。在由國土資源部、發(fā)改委、財(cái)政部和科技部共同編制上報(bào)，國務(wù)院批準(zhǔn)的《找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)綱要（2011-2020年）》中，將頁巖氣作為重點(diǎn)能源礦產(chǎn)，進(jìn)行重點(diǎn)部署，全面推進(jìn)頁巖氣戰(zhàn)略調(diào)查和重點(diǎn)地區(qū)的勘查開發(fā)。（4）提供社會(huì)服務(wù)。為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源的需求，中國政府有提高國內(nèi)天然氣產(chǎn)量的規(guī)劃，頁巖氣被視為實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的生力軍。但是，企業(yè)難改其逐利的本性。當(dāng)前，中國天然氣定價(jià)權(quán)控制在政府手中，天然氣價(jià)格被刻意壓低，企業(yè)更不愿意去開采成本高昂的頁巖氣。控制價(jià)格和生產(chǎn)獲利之間的矛盾中，誰會(huì)獲勝關(guān)系到中國頁巖氣開發(fā)進(jìn)程的快與慢。這項(xiàng)成果，對石油企業(yè)勘探開發(fā)頁巖氣和地方政府掌握頁巖氣資源具有重要的參考價(jià)值，為相關(guān)科研院所、高等院校和社會(huì)公眾了解頁巖氣資源提供了基礎(chǔ)資料和信息。

中國未來對于天然氣有著巨量需求空間，官方的數(shù)量是2020年要抬升至3500億m3，目前這一數(shù)量是1300億m3左右。不過，相當(dāng)于頁巖氣在美國的紅火局面，中國國內(nèi)是除了艷羨，需要做的實(shí)際工作還有很多。根據(jù)頁巖氣聚集的機(jī)理?xiàng)l件和中美頁巖氣地質(zhì)條件的相似性對比，中國頁巖氣富集地質(zhì)條件優(yōu)越，具有與美國大致相同的頁巖氣資源前景及開發(fā)活動(dòng)。據(jù)國土資源部油氣中心的數(shù)據(jù)，我國頁巖氣資源量至少與美國旗鼓相當(dāng)。如果措施得當(dāng)，可達(dá)到我國目前常規(guī)天然氣生產(chǎn)水平。

財(cái)政部經(jīng)濟(jì)建設(shè)司能源政策處副處長李成說：“由于頁巖氣的開發(fā)具有投入規(guī)模大，產(chǎn)出周期長，回報(bào)慢等特點(diǎn)，財(cái)政部將出臺一系列財(cái)稅支持政策。”根據(jù)李成介紹，財(cái)稅支持將集中在以下幾個(gè)方面：加大對頁巖全資源調(diào)查評價(jià)的資金投入；通過國家科技重大專項(xiàng)，加大對頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研究支持力度；參照煤層氣財(cái)政補(bǔ)貼政策，研究制定頁巖氣具體補(bǔ)貼政策。經(jīng)過多年探索，我國頁巖氣資源開發(fā)已具備一定基礎(chǔ)，頁巖氣補(bǔ)貼政策也已基本成型。未來幾年內(nèi)，我國頁巖氣勘探開發(fā)重點(diǎn)將集中在南方地區(qū)，通過頁巖氣資源開發(fā)緩解天然氣供應(yīng)緊張形勢。隨著中國能源消費(fèi)量不斷攀升，頁巖氣將會(huì)發(fā)揮越來越重要作用，成為常規(guī)能源重要補(bǔ)充。依法取得頁巖氣探礦權(quán)、采礦權(quán)的礦業(yè)權(quán)人和探礦權(quán)申請人可按照相關(guān)對該申請減免頁巖氣探礦權(quán)和采礦權(quán)使用費(fèi)。

6 結(jié)語

我國和其他國家頁巖氣的開發(fā)，存在許多優(yōu)越性和劣勢，但主要通過上級鋪陳基金，建立長效機(jī)制，鞏固發(fā)展周期運(yùn)行成本低、招標(biāo)權(quán)限有編制的開發(fā)機(jī)制，自然能建立萬億立方米頁巖氣大國的占據(jù)有利生產(chǎn)位置的高規(guī)格高品質(zhì)的服務(wù)商業(yè)化體系。

感謝中國地質(zhì)大學(xué)老師孫岱生教授、李勝榮教授的指導(dǎo)幫助！

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