宜昌地區頁巖氣勘探開發前景及開發模式探析

蔡世榮，任克雄

（1.宜昌市自然資源和規劃局，湖北 443000；2.宜昌市夷陵區自然資源和規劃局，湖北 443100）

黨的十八大將生態文明建設納入中國特色社會主義“五位一體”總體布局和“四個全面”戰略布局，十九大提出建設生態文明為“千年大計”“構建清潔低碳、安全高效的能源體系”“持續實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛戰”“推進綠色發展”[1]。清潔低碳發展、保護生態環境是能源開發利用的大趨勢[2]，頁巖氣作為一種清潔、低碳、高效的非常規天然氣資源，其開發利用對保障我國能源安全、調整能源結構、推進節能減排以及促進經濟增長，具有重要的戰略和現實意義[3]。

2017年以來，中國地質調查局組織實施了鄂西地區頁巖氣調查科技攻堅戰，在宜昌地區頁巖氣勘探累計投入2.99億元[4]，在點軍區土城鄉、夷陵區龍泉鎮和長陽賀家坪鎮取得重大突破，“湖北宜昌寒武系—志留系頁巖氣調查實現重大突破”和“鄂西地區頁巖氣調查科技攻堅取得重大突破——湖北宜昌鄂陽頁2HF井實現全球最古老層系頁巖氣重大突破”分別入選中國地質調查局2017年度地質科技十大進展[5]和2018年度地質科技十大進展[6]。

宜昌處于長江中游，是長江經濟帶的重要組成部分。宜昌頁巖氣的勘探開發將推進宜昌能源結構優化、產業結構轉型升級，進一步推動長江經濟帶綠色發展和生態文明建設。筆者基于地方政府角度，對宜昌地區頁巖氣勘探開發前景和開發模式進行分析，旨在為宜昌頁巖氣產業規劃布局和發展提供決策參考。

1 宜昌頁巖氣勘探開發前景

1.1 勘探突破現狀

近年來，鄂西地區頁巖氣調查科技攻堅戰在長江中游宜昌地區取得了戰略性突破，在宜昌實施的鄂宜頁1HF井、鄂陽頁1HF井、鄂宜頁2HF井和鄂陽頁2HF井分別在寒武系水井沱組（牛蹄塘組）、奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組和震旦系陡山沱組獲得了 6.02×104m3/d、7.83×104m3/d、3.15×104m3/d 和5.53×104m3/d的穩定工業頁巖氣流，奠定了宜昌地區頁巖氣商業化開發的基礎（表1）。

其中，位于點軍區土城鄉的鄂宜頁1HF井實現了寒武系水井沱組頁巖氣突破，獲得6.02×104m3/d的高產工業氣流（無阻流量12.38×104m3/d），首次實現長江中游地區頁巖氣勘探新區新層系的重大突破，對廣大南方復雜構造區頁巖氣勘查具有示范引導作用，實現了我國頁巖氣勘查從長江上游向長江中游的戰略拓展；位于長陽賀家坪的鄂陽頁1HF井鉆遇寒武系牛蹄塘組和震旦系陡山沱組兩層高含氣優質頁巖，其中牛蹄塘組水平井壓裂獲穩產7.83×104m3/d高產工業氣流（12mm油嘴），計算無阻流量28.84×104m3/d，實現了復雜構造區常壓頁巖氣調查的重大突破；位于長陽縣賀家坪的鄂陽頁2HF井獲得陡山沱組頁巖氣重大突破，試采穩產5.53×104m3/d（12mm油嘴），計算無阻流量19.82×104m3/d，實現了全球最古老層系頁巖的氣重大突破。位于夷陵區龍泉鎮的鄂宜頁2HF井在極其復雜的鉆探、壓裂情況下，獲得了四川盆地外圍志留系頁巖氣首次突破，在短水平段情況下（10段，有效改造500m）獲得穩定測試產量3.15×104m3/d（10mm油嘴），達到了工業氣流，實現了下揚子區志留系頁巖氣調查的重大突破，同時還證明宜昌地區志留系頁巖氣儲層具有超壓的特點，進一步夯實了宜昌地區頁巖氣勘探開發的資源基礎。

另外，遠安縣境內的中石油頁巖氣探礦權（荊門—遠安區塊）已探明頁巖氣儲量約6.00×1011m3，目前國家已批準試采投產。

1.2 勘探開發前景

據公開的頁巖氣潛力評價資料顯示，鄂西地區頁巖氣地質資源量達11.68萬億m3，具有建成年產能100億m3的資源基礎，有望成為我國頁巖氣勘查開發和天然氣增儲上產的新基地，形成與重慶涪陵、四川長寧—威遠“三足鼎立”的資源格局，打破我國頁巖氣開發均集中在長江上游的局面。中國工程院院士康玉柱等專家認為，鄂西頁巖氣調查取得的成果是戰略性突破，具有里程碑式的引領作用，成果總體達到國際先進水平，部分達到國際領先水平[7]。

《鄂西地區頁巖氣資源潛力評價》報告優選確定了鄂西地區頁巖氣遠景區、有利區和目標區，并預測了頁巖氣資源量。據測算，鄂西地區震旦系、寒武系、志留系3個層系共有8個遠景區，合計面積超過3.8×104km2，地質資源量11.68萬億m3；9個有利區合計面積8300km2，地質資源量3.27萬億m3；7個目標區合計面積超過2000km2，地質資源量0.86萬億m3。其中，目標區經濟可采資源量超過1.30×1011m3，可支撐50億m3/a產能目標的實現，并能穩產26年以上，有利區經濟可采資源量超過4000億m3（大部分可采資源量位于宜昌地區）[8]，能夠支撐100億m3/a產能目標的實現，并能穩產40年以上。

2 重慶、四川兩地示范區建設啟示

重慶涪陵和四川長寧—威遠兩地頁巖氣示范區建設，已成為我國頁巖氣勘探開發理論創新、技術創新、管理創新的典范，為我們提供了可復制、可推廣、可借鑒的經驗[9]。

表1 宜昌頁巖氣勘探重點突破井情況一覽表

2.1 組織領導是保證

重慶、四川兩地示范區建設能夠取得令人矚目的成績，最重要的是領導層的高度重視。重慶市各黨政主要領導多次召開會議研究，將頁巖氣列為新興產業，編制頁巖氣產業發展規劃，設立研究中心及勘探研究室，構建技術服務平臺，打造頁巖氣創投基金，服務并強力支持頁巖氣重大項目引進、重大科技成果轉化和企業并購重組，全面落實財稅金融優惠政策。四川省成立了省級領導小組，將頁巖氣作為成長型產業培育，成立了頁巖氣勘探開發地質工作部、頁巖氣產業研究院。

2.2 技術創新和市場化運作是關鍵

頁巖氣勘探開發屬世界級難題，美國頁巖氣勘探開發理論認識、核心技術體系、裝備制造和監管體系是基于美國頁巖地層構造平緩、埋藏淺和厚度大的地質特征[2]，在美國政府長達23年財稅優惠政策支持下，通過形成多主體、多層次的市場化競爭運作模式推動技術創新、管理升級，從而不斷降本增效，才最終形成的，不能完全適用于我國南方頁巖地層構造復雜、埋深大和單層厚度較小的地質特征[10]。

中國石化、中國石油分別在涪陵礁石壩和長寧—威遠利用各自在油氣勘探開發方面積累的經驗和技術，通過不斷的實驗和投入，探索出了一整套適用于南方丘陵—山區地形、埋深3500m以淺（部分地區達到4000m）的頁巖氣高效率、低成本、成熟的勘探開發技術體系[11]，目前在埋深3500～4500m深部和常壓頁巖氣勘探開發方面也取得了多項突破[12，13]，已經成為我國頁巖氣勘探開發技術的創新先鋒。重慶涪陵示范區已形成5大技術體系和近100項技術標準；四川長寧—威遠示范區經過三輪實踐形成地質-工程一體化技術（一體化研究、一體化設計和一體化實施）[14]。

重慶、四川頁巖氣產業的迅猛發展，得益于其高度市場化的企地合作共贏模式。重慶以中國石化為主導，四川以中國石油為主導，形成了多主體、多層次充分競爭、合力并舉的良好局面，這兩個示范區均采取央地合作成立頁巖氣開發企業、留產業于地方和利稅于地方的形式，讓地方政府、企業和居民盡可能分享頁巖氣勘探—開發—利用中的收益，減小了地方阻力，實現了企地共贏。

2.3 生態環保是底線

頁巖氣開采大規模水力壓裂需要耗費大量的淡水資源，包含大量化學制劑的壓裂液和采氣階段的返排液可能會污染淺層地下蓄水層、地表水（圖1）[15]，還可能誘發地質災害和淺層地震[16-17]。重慶、四川兩個示范區始終堅持把安全環保、綠色低碳作為一切工作的首要遵循，推行“減量化—再利用—再循環”的清潔生產方式，形成了一整套綠色安全開發標準[18-19]，實現了資源的高效利用和綠色開發，示范區頁巖氣開發對地下水、地表水、土壤、周邊居住環境等帶來了一定影響，但總體上屬于可控范圍，自開發建設以來，區域環境質量基本維持穩定[20-21]，并保持在與開發前相同水平。

3 宜昌頁巖氣開發模式探析

3.1 當前政策環境

圖1 頁巖氣開采水資源污染風險示意圖（據文獻[15]修改）

《中國油氣產業發展分析與展望報告藍皮書（2018～2019）》顯示，我國繼2017年成為世界最大原油進口國之后，2018年又超過日本，成為世界最大的天然氣進口國。2018年，我國石油對外依存度升至69.8%，天然氣對外依存度升至45.3%。2018年我國天然氣消費繼續保持強勁增長，預計2019年天然氣對外依存度將增至46.4%[22]。

隨著生態文明建設的持續深入和我國石油天然氣對外依存度的不斷攀高，清潔、低碳、高效的頁巖氣資源得到了國家的高度重視，從2011年國務院批準頁巖氣為我國第172種獨立新礦種，到2012年減免頁巖氣礦業權使用費和礦產資源補償費、2014年發布頁巖氣產業政策、2015年開始實行頁巖氣開發利用中央財政補貼、2016年發布頁巖氣發展規劃（2016～2020年）、2017年正式將頁巖氣產業納入國家戰略性新興產業、2018年決定對頁巖氣減征資源稅、理順居民用氣門站價格和完善居民用氣定價機制，再到2019年財政部《關于〈可再生能源發展專項資金管理暫行辦法〉的補充通知》，將頁巖氣中央財政補貼延續到2023年和實行“多增多補、冬增冬補”以及超額梯度補貼政策，同時中央全面深化改革委員會第七次會議正式審議通過《石油天然氣管網運營機制改革實施意見》將組建獨立的石油天然氣管網公司、實現天然氣管網真正公平接入，國家在發展戰略和政策引導方面，為頁巖氣發展提供了廣闊空間。

3.2 宜昌頁巖氣特點

與重慶涪陵、川南兩地相比，宜昌頁巖氣地層更老、埋藏更深、主要為低溫、低壓—常壓，地質條件更為復雜，對開發技術和設備研制要求更高。目前，隨著中石化和中石油等在深層—常壓頁巖氣開采方面技術的持續突破[23-24]和深部導向鉆井、深部壓裂裝備與壓裂液的國產化突破及其在中國化的應用實踐[12-13]，加之宜昌頁巖氣突破區為常規油氣礦權空白區，都為宜昌頁巖氣勘探開發提供了極為有利的技術條件和政策優勢。

3.3 宜昌頁巖氣開模式分析

重慶頁巖氣開發利用不僅對地方經濟社會發展貢獻突出，促進了經濟社會發展，同時也間接帶動了其他行業的發展，促進了商貿流通、住宿餐飲業的發展、就業崗位的增加、居民收入的增長、能源要素的保障等社會民生事業的改善[21,25]，且向本地城鄉居民和企業優惠供氣，降低了能源使用成本，提升了本地相關企業的市場競爭力，直接和間接刺激了消費。通過研究，初步測算重慶頁巖氣產業每投入1元，將帶來3.8元的總產出，到2020年重慶頁巖氣開發累計總增加值是2294億元，將為重慶經濟年均貢獻3.27%的GDP，且重慶頁巖氣開發將帶來91.6萬個就業機會[25]。

宜昌地區作為鄂西地區頁巖氣勘探的重點突破區，是未來示范區建設的核心區域，肩負多項使命。參考借鑒重慶、四川兩地示范區建設實踐，結合宜昌頁巖氣勘探突破實際，建議宜昌頁巖氣開發從強化組織領導、爭取管網和政策支持、成立地方開發公司實現企地共贏、推動頁巖氣就地轉化利用及謀劃綜合產業鏈和探索建立地方監管服務機制五個方面著手。

3.3.1 強化組織領導，設立頁巖氣辦公室

建議設立宜昌市人民政府頁巖氣辦公室，將市發改委、市自然資源和規劃局、市生態環境局、市水利和湖泊局等相關部門及相關縣市區政府作為成員單位，辦公室設在市發改委，從各成員單位中抽調專人、組成專班，根據職責分工負責以下具體事務：

一是積極主動配合完成上級交辦的關于宜昌頁巖氣勘探開發的具體事務，在建設用地、安評和環評等行政規劃審批環節加快審批進程，建立行政審批聯席工作制，最大程度減少頁巖氣勘探開發企業的行政時間成本，保障頁巖氣勘探開發項目用地、用路、用水，確保工作有序推進。

二是協調頁巖氣勘探開發企業與當地群眾的關系，及時依法處置相關重大事件和輿情，保障頁巖氣礦區群眾的合法權益。

三是引進頁巖氣地質勘探和工程開發專業人才，追蹤、調研頁巖氣勘探開發技術、資源管理、安全和環保監管相關國家和地方法規及行業技術標準，根據宜昌本地頁巖氣勘探開發實際，對比分析和總結，為建立宜昌頁巖氣勘探開發監管標準和機制提供決策依據和參考。

3.3.2 爭取管網項目和優惠政策，提供資金保障

一是結合國家示范區建設，大力爭取重大項目投資安排，如宜昌區域天然氣支線管網和公路等基礎設施配套，為進入開采期后頁巖氣能夠及時充分利用做好準備，避免重慶涪陵頁巖氣進入開采期后由于支線管網不完善、導致以銷定產的被動局面。根據頁巖氣勘探開發部署，統籌制定宜昌頁巖氣配套支線管網規劃，實現頁巖氣管網與跨省管網、主要城市骨干管網、配氣管網、城鎮管網等天然氣管網的有機銜接，確保頁巖氣市內消納和余量外輸通道高效暢通。

二是出臺示范區市級財政扶持政策，并落實國家頁巖氣開采相關稅費優惠政策，降低企業成本。可向上爭取從頁巖氣資源稅中提出一定比例資金建立頁巖氣綜合勘探開發基金，用于獎勵和支持頁巖氣開采企業用于勘探開發技術攻關創新、生態環保和社會責任履行等方面，并向國家和省政府爭取在宜昌開采頁巖氣的企業享受國家高新技術企業所得稅優惠政策。

3.3.3 成立開發投資公司，實現企地共贏

積極引導市屬和相關縣市區國有投資企業主動作為，加大與中國石化、中國石油等技術力量強、資金和實力雄厚的大型企業的溝通協調力度，爭取通過合資、參股等方式成立地方開發投資公司參與宜昌頁巖氣勘探開發，最大限度留稅、留利、留產業于地方，支持宜昌經濟發展，實現企地共贏。

3.3.4 推動就地轉化利用，謀劃頁巖氣綜合產業鏈

加強頁巖氣就地轉化利用，提前謀劃頁巖氣綜合產業鏈，形成頁巖氣裝備制造、管網建設、運輸儲備、油氣服務、高端化工等產業集群，帶動地區經濟持續發展。開采出的頁巖氣資源除優先用于城鄉居民生活用氣外，重點推動傳統化工產業轉型升級，積極推廣LNG綜合利用，根據國家發改委天然氣供氣價規則，爭取向本地居民和企業優惠供氣。

3.3.5 探索監管服務措施，形成地方監管機制

將頁巖氣勘探開發安全和生態環保的監督檢查作為重點監管領域。

一是實行頁巖氣勘探開發用水規劃、監測和應急管理，推行壓裂用水和廢水“利用—處理—再利用—再循環”方式。對頁巖氣開采地區實行水力壓裂用水提前規劃調配，開展水量監測；本著不影響居民飲用水、工農業用水、動植物生態需水等水資源平衡的原則，制定應急預案。

二是大力推行頁巖氣“山地井工廠-多層系立體化開發”作業模式和地質-工程-經濟-生態一體化設計模式[14,26]，盡可能降低單井占地面積，切實提高單個鉆井平臺的用地效率，并加強對鉆探壓裂期—產氣期—重復壓裂期—產氣期—閉井期直至廢棄全過程中占地復墾復綠和生態修復的監管。

三是開展頁巖氣勘探開發對生態環境影響性監測、評價工作，探索建立政府、頁巖氣勘探開發公司、社會公眾和第三方技術機構相結合的“四位一體”監管機制，對氣田內的地表水、淺層地下蓄水層、土壤、大氣和噪聲等要素環境質量進行全方位監測、定期組織專題評價，加強風險評估，提前向公眾告知重要施工作業開展情況，定期向社會公開氣田區域生態環境狀態；堅持在保護中發展，在發展中保護，確保實現頁巖氣綠色開發、可持續發展。