我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀淺析

文 // 林才順 中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會 北京能源學會高云龍 北京節(jié)能環(huán)保中心

2014年，國務院辦公廳發(fā)布的《關于建立保障天然氣穩(wěn)定供應長效機制若干意見的通知》中提出：到2020年天然氣供應能力達到4000億立方米，力爭達到4200億立方米的宏偉目標。而目前我國天然氣產(chǎn)量僅為1210億立方米，其中常規(guī)天然氣1178億立方米、煤層氣30億立方米、頁巖氣2億立方米。因此，在我國常規(guī)天然氣生產(chǎn)量短期內(nèi)不會有大幅度的提高的情況下，非常規(guī)天然氣特別是頁巖氣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寄予厚望。

頁巖氣是指賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源。加快頁巖氣產(chǎn)業(yè)化步伐，對于我國能源結構優(yōu)化調(diào)整，增加天然氣資源供應，緩解我國天然氣供需矛盾，促進節(jié)能減排以及促進我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展都具有重要的戰(zhàn)略意義。

1 我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀

我國頁巖氣資源非常豐富，主要賦存在南方10省市，特別是四川盆地及周邊地區(qū)。根據(jù)國土資源部發(fā)布的資料表明，我國頁巖氣地質(zhì)資源量為134萬億立方米，技術可采資源量為25萬億立方米。

目前，我國設立了21塊頁巖氣礦權區(qū)，除4大石油公司外有17家公司中標，已開展前期地質(zhì)評價及地球物理勘探工作。我國在四川富順－永川、長寧、威遠、重慶涪陵等地區(qū)已有多口井獲得了工業(yè)化頁巖氣流。彭水地區(qū)彭頁3HF井壓裂施工22段，創(chuàng)國內(nèi)頁巖氣井壓裂施工級數(shù)、總液量、加砂量等多項紀錄。其中涪陵地區(qū)、長寧—威遠地區(qū)獲得高產(chǎn)，成為我國具有重要商業(yè)價值的頁巖氣產(chǎn)區(qū)。截至2013年年底我國完成的285口頁巖氣鉆井中，有調(diào)查井105口(直井)、探井94口(直井)，評價井86口(水平井)，經(jīng)過水力壓裂和測試，日產(chǎn)超過萬立方米的有38口(其中直井18口、水平井20口)，日產(chǎn)超過10萬立方米的有23口(其中直井3口、水平井20口)。2013年頁巖氣產(chǎn)量2億立方米。

1.2 我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國已建立了4個國家級頁巖氣產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)，具體進展情況如下。

（1）涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)

截至2014年4月10日，中石化涪陵頁巖氣田開鉆62口，完成試氣投產(chǎn)23口。試采的23口頁巖氣井,每口井都實現(xiàn)了高產(chǎn)。其中 被授予“頁巖氣開發(fā)功勛井”的焦頁1HF井,自2013年1月9日試采以來,日均產(chǎn)氣6萬立方米,累計產(chǎn)氣3254萬立方米，該井可采儲量達1.17億立方米。此外，目前焦頁8-2HF井、焦頁13-2HF井，日產(chǎn)量都在20萬立方米以上。目前該區(qū)塊頁巖氣日外輸氣量達303.7萬立方米，建成產(chǎn)能超過11億立方米/年，累計產(chǎn)氣4.3億立方米，銷售氣量4.27億立方米。這都標志著我國頁巖氣開發(fā)實現(xiàn)重大戰(zhàn)略性突破，提前進入規(guī)?；虡I(yè)化發(fā)展階段。

（2）威遠國家級頁巖氣示范區(qū)

該示范區(qū)礦權面積分別為6534平方千米。目前正在采集三維地震200平方千米。2013年新完鉆井3口（威204、威205、威206）。其中威204井垂深3500米，水平段1002米，地層壓力系數(shù)2.0，分11段改造獲初產(chǎn)16萬立方米/天，首次證實威遠地區(qū)具有商業(yè)開發(fā)價值。位于四川威遠縣境內(nèi)我國第一口頁巖氣井——威201井，于2010年10月開井產(chǎn)氣，至今已鉆成頁巖氣井8口，預計今明兩年鉆井60多口，形成日產(chǎn)氣400萬立方米的產(chǎn)能。四川長寧縣、高縣一帶的長寧區(qū)塊，現(xiàn)有的11口頁巖氣井中，預計今明兩年鉆井超過60口，日產(chǎn)氣將達300萬立方米。

（3）滇黔北昭通國家級頁巖氣示范區(qū)

該示范區(qū)礦權面積為15078平方千米。2013年開鉆井2口，完鉆井1口（YS108），正鉆井1口（YS108-H1），獲氣井1口（YS108）。YS108井龍馬溪埋深2600米，優(yōu)質(zhì)儲層40米，孔隙度4.2%，含氣量4.0立方米/噸，地層壓力系數(shù)1.9，直井壓裂獲氣1.5萬立方米/天，表現(xiàn)出良好的商業(yè)開發(fā)潛力。

（4）延安國家級頁巖氣示范區(qū)

該示范區(qū)主要開展陸相頁巖氣勘探開發(fā)實驗。在鄂爾多斯盆地東南部，完成了頁巖氣井30口，其中直井24口，叢式井3口，水平井3口。直井單井產(chǎn)量1700～3000立方米/日，水平井分段壓裂井2口，日產(chǎn)氣量5000～8000立方米。

2 存在的主要問題

2.1 地質(zhì)條件復雜，開發(fā)成本高

整體上而言，我國海相頁巖熱演化程度普遍偏高、含氣量偏低、埋深偏大。經(jīng)濟性較差的常壓-低壓型頁巖氣在我國分布規(guī)模較大，且多分布在山地和丘陵區(qū)，地表條件復雜，交通不便，給工程技術使用和施工帶來很大挑戰(zhàn)；我國海相頁巖氣分布區(qū)地應力復雜，地下地層破碎較嚴重，開發(fā)成本偏高。作為我國首口頁巖氣井的焦頁1HF井深3653.99米，水平段長1007.9米，總造價達9000萬元以上，而北美的卡爾加里頁巖氣埋藏深度只有1000～2000米，單井成本僅3000萬元左右，為我國單井成本的三分之一。

2.2 頁巖氣勘探開發(fā)關鍵技術基礎薄弱

我國頁巖氣開發(fā)尚處于起步階段，頁巖氣重點實驗室和技術研發(fā)中心等研究機構剛剛組建，關鍵開發(fā)技術尚未掌握，突破關鍵技術尚需要做大量工作，目前仍存在水平井鉆完井、儲層多段壓裂改造、頁巖氣含氣量及儲層物性分析測試等技術瓶頸。

2.3 環(huán)境污染問題突出

頁巖氣井均需要大量的液體進行壓裂，對地表和地下水可能產(chǎn)生不同的環(huán)境影響：返排液污染、飲用水污染、噪音污染、交通影響等。

2.4 遠離頁巖氣市場，基礎設施建設難度大

目前頁巖氣資源富集區(qū)很多集中在中西部山區(qū)，遠離頁巖氣消費市場，交通不便，管網(wǎng)建設難度大、成本高，不利于頁巖氣外輸利用和下游市場開拓。

3 建議對策

3.1 加大國家政策的扶持力度

針對我國頁巖氣開發(fā)具有初期投入高、產(chǎn)出周期長，投資回收慢的特點，建議設立非常規(guī)能源發(fā)展基金，給予特殊優(yōu)惠政策，對企業(yè)在頁巖氣領域投入的勘探、關鍵設備、技術引進、開發(fā)與創(chuàng)新費用給予免稅政策，鼓勵和扶持頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

3.2 加大頁巖氣勘探開發(fā)關鍵技術攻關

借鑒和吸收美國頁巖氣勘探開發(fā)技術，積極在水平井、多段連續(xù)壓裂改造、清水壓裂、同步壓裂等關鍵技術上尋求突破，建立一套適合中國國情且具有自主知識產(chǎn)權的頁巖氣開采關鍵技術體系，為大幅度提高頁巖氣單井產(chǎn)量打下基礎。

3.3 分類指導，重點突破，滾動發(fā)展

加強海相、過渡相和陸相頁巖氣的基礎地質(zhì)成因理論研究，建立相關勘探開發(fā)技術；重點勘探開發(fā)海相頁巖氣，強化海相頁巖氣勘探開發(fā)技術的跟蹤分析，注重總結經(jīng)驗和開展推廣應用，鼓勵企業(yè)研發(fā)并推廣應用成熟新技術、新工藝，為海相頁巖氣的勘探開發(fā)和跨越式發(fā)展提供有效的理論和技術支撐，實現(xiàn)海相頁巖氣帶動整個頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

3.4 提升頁巖氣基礎設施水平

根據(jù)頁巖氣生產(chǎn)狀況，積極新建氣田集輸管道或者小型液化天然氣 、壓縮天然氣利用裝置，防止放空浪費，提高頁巖氣利用率，快速實現(xiàn)頁巖氣的商品化和市場化。

3.5 加強環(huán)保問題研究和監(jiān)管

跟蹤研究頁巖氣勘探開發(fā)對地表水和地下水的影響，建立環(huán)境影響報告披露制度，加強頁巖氣勘探開發(fā)礦區(qū)對返排液處理，實行嚴格的事前事中事后全過程動態(tài)監(jiān)督管理。

3.6 培育一批頁巖氣專業(yè)化技術服務公司

組建一批頁巖氣技術服務公司，加快頁巖氣勘探開發(fā)關鍵技術攻關，實現(xiàn)自主創(chuàng)新，降低勘探開發(fā)成本，培養(yǎng)新的經(jīng)濟增長點。