完成國產化“技術拼圖”：變墻上畫餅為墻上掛餅

在納米級孔隙這個無限狹窄的微觀世界，有無限寬闊的研究空間和能源資源。

“現在全世界都在關注頁巖油氣，但頁巖油氣都是蘊藏在納米級孔隙中，是由有機孔和無機孔構成的，用常規油氣開采技術無法采集，必須經過特殊開采技術才行。特殊開采技術就是鉆個垂直井，再拐彎，鉆成水平井，之后還要分段把巖石壓碎，就是人工壓裂產生裂縫，將頁巖油氣從裂縫中驅離出來。這個技術發源于美國，很復雜。”在“2019影響力峰會—預見未來”論壇上，巖油氣富集機理與有效開發國家重點實驗室主任金之鈞院士向與會代表介紹，我國頁巖氣潛力巨大，產量目標是到2020年，確保頁巖氣產量300億立方米，到2030年能夠達到800-1000億立方米。這樣的目標，挑戰是巨大的。因為我國頁巖油氣最主產區是四川、重慶一帶，以及廣大的南方地區，埋深4000-5000米，這個目的層只有10米到30米厚度，要鉆水平井，水平段要鉆到1500-3000米深度，再進行20-30段壓裂，難度相當大，需要包括地質導向和旋轉導向等一系列高精端的技術。

目前，世界正步入第三次能源轉型。在能源轉型時代，技術突破是根本推動力。從蒸汽機時代到內燃機時代，再到計算機、信息化、人工智能技術，正在改變人們的消費行為，推動第三次能源轉型。

科技進步解鎖新的油氣資源。從尋找“甜點”到吃到“甜點”，美國頁巖油開發中用到一系列先進技術：地質、油藏和工程一體化評價技術、低成本三維高分辨率地震技術、遠程旋轉地質導向技術、光纖微地震實時監測與完井干預技術、全方位、多通道壓縮感知地震采集與處理技術、光纖溫度與聲波傳感技術、水平段增長、級數增加、簇間距減小技術，以及重復壓裂與加密井技術等，估算重復壓裂后的最終采收率，巴肯區帶能夠提高30%，伊格爾福特區帶能夠提高107%，馬塞勒斯區帶能夠提高137%。

一系列“技術拼圖”，勾勒了美國頁巖油氣輝煌圖景。

而我國要將畫在墻上的大餅掛到墻上，實現中國式頁巖氣革命，完成國產化“技術拼圖”是第一步，也是最關鍵的一步。

“我國主要發育海相、沼澤相與湖相三類頁巖，都有形成頁巖氣基本條件與潛力。當前基礎研究與鉆探實踐表明，我國陸相頁巖氣仍需繼續探索與突破；海相頁巖氣現實性最好，高產富集‘甜點區’主要受深水陸棚相帶、較好基質孔縫、較高異常高壓力、適中埋藏深度等主要因素控制。”鄒才能院士表示，在油氣保存較好的盆地，烴源巖內可能滯留了40%-50%的油氣資源，近源致密砂巖、灰巖等儲層中聚集了20%-30%的油氣資源，微納米級孔喉儲集空間聚集了超乎人們想象的巨量油氣資源。從總數上看，非常規油氣一般占80%，常規油氣大概僅占20%。“在納米級孔隙這個無限狹窄的微觀世界，有無限寬闊的研究空間和能源資源”。

“作為儲量大國，我國完全有理由在頁巖氣產業大有作為。”邱愛慈院士介紹，從2014年9月份到2018年9月，4年時間，我國在四川盆地探明涪陵、威遠、長寧、威榮4個整裝頁巖氣田，頁巖氣累計新增探明地質儲量突破萬億立方米，產能達百億億立方米，累計產氣300億立方米。我國已成為繼北美之后又一個實現大規模商業化開發頁巖氣田的國家。

美國花費30多年時間，才逐步完善了頁巖氣開采技術，大大降低了開采成本，從而實現了商業開發。相較美國，我國頁巖氣埋藏深度大且地形更為復雜，當美國工藝技術與我國“技術拼圖”不相符時，突破技術瓶頸勢在必行。

從2014年9月份到2018年9月，4年時間，我國在四川盆地探明涪陵、威遠、長寧、威榮4個整裝頁巖氣田，頁巖氣累計新增探明地質儲量突破萬億立方米，產能達百億億立方米，累計產氣

300億立方米。

從2006年至今，我國持續加大頁巖氣科技攻關支持力度，除國家層面設立了國家能源頁巖氣研發（實驗）中心和在國家科技重大專項中設立“頁巖氣勘探開發關鍵技術”研究項目外，三大國有石油公司也加強產學研聯合攻關，在山地小型井工廠、優快鉆完井、壓裂改造等方面進行技術創新，研制了3000型壓裂車等一批具有自主知識產權的裝備，并形成一系列勘探開發成果：一是形成頁巖氣勘探開發主體技術，井均測試日產量由初期10萬立方米提至24萬立方米；建井成本由1.2億元控制到5000萬元，實現了埋深3500米以淺資源的規模有效開發。二是深層頁巖氣勘探開發獲得重大突破，去年完成的黃202井和足202-H1井，埋深分別超過或接近4000米，標志著我國深層頁巖氣勘探開發取得新突破。三是關鍵工具逐步實現國產化，滿足了生產實際需要，降低了成本，提高了效率，打破了國外壟斷。四是全面實現了頁巖氣安全清潔開發。全面實施鉆井廢棄物不落地和隨鉆實時處理及壓裂液處理回用、氣體和清水鉆井、多層套管固井封堵等措施，防止地表、地下水污染；采用平臺化批量部署、土地復墾等措施，臨時土地占用面積僅占地下資源動用面積的3‰，永久土地占用僅占1.5‰；強化含油巖屑無害化處理，處理后含油率低于0.5%，可資源化利用；全面推行壓裂返排液處理回用，回用率達85%以上，實現了資源的高效利用，建產區環境質量與開發前保持在相同水平。五是建立了能夠頁巖氣大規模建產的體制機制。

“甜點”預測技術是一項頁巖氣高效開發的關鍵技術。所謂的頁巖氣“甜點”，就是指頁巖氣富集且易于開發的區域。面對國家戰略需要和旺盛的市場需求，我國科研人員于2015年成立非常規儲層預測攻關小組，力求快速研發出關鍵技術系列和適用于生產的軟件，助推頁巖氣勘探開發。2017年底，具備“雙甜點”定量預測能力的Geopressure1.0版本正式問世。2018年，頁巖氣甜點預測軟件初步實現生產化，完成了開發相對成熟的礁石壩主體區為主要目標靶區的效果測試，預測結果與實測鉆井一致。

相比幾十萬億立方米儲量，頁巖氣開采尚屬新領域、新大陸。這一新型能源能否照亮華夏大地，米歇爾的預言能否應驗，還是要取決于獲取成本。如果獲取成本太高，超過了生產和消費承擔能力，再清潔的能源，也不會走到舞臺中央。