張大偉談頁巖氣勘探開發(fā)

張大偉談頁巖氣勘探開發(fā)

頁巖氣：打開中國能源勘探開發(fā)新局面

 國土資源部油氣中心副主任  張大偉

         我國第172種礦產(chǎn)資源近日現(xiàn)身。國務(wù)院批準(zhǔn)頁巖氣為新的獨立礦種，我國油氣資源家族從此又添一個新成員。
         頁巖氣勘探開發(fā)成功率高，具有較高的工業(yè)經(jīng)濟價值，是未來最重要的替代能源之一。
         我國頁巖氣資源潛力大，初步估計可采資源量在31萬億立方米，與常規(guī)天然氣相當(dāng)，盡快實現(xiàn)頁巖氣規(guī)模開發(fā)，將有利于緩解我國油氣資源短缺的現(xiàn)狀，形成油氣勘探開發(fā)新格局，改變我國能源結(jié)構(gòu)。
　　 頁巖氣是指賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(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。具有自生自儲、分布廣、埋藏淺、生產(chǎn)周期長等特點。
　　 目前，頁巖氣在全球油氣資源領(lǐng)域異軍突起，形成勘探開發(fā)的新亮點。加快頁巖氣勘探開發(fā)，已經(jīng)成為世界主要頁巖氣資源大國和地區(qū)的共同選擇。
　　 我國也是頁巖氣資源大國，加快發(fā)展頁巖氣，對改變我國油氣資源格局，甚至改變整個能源結(jié)構(gòu)、緩解我國油氣資源短缺、保障國家能源安全、促進經(jīng)濟社會發(fā)展，都有十分重要的意義。

　　 由美國引發(fā)的“頁巖氣革命”正在向全球蔓延

　 　據(jù)美國能源信息署（EIA）的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球頁巖氣可采資源189萬億立方米。其中北美地區(qū)擁有55萬億立方米，位居第一；亞洲擁有51萬億立方米，位居第二；非洲擁有30萬億立方米，位居第三；歐洲擁有18萬億立方米，位居第四。全球其他地區(qū)擁有35萬億立方米。頁巖氣勘探開發(fā)已在北美洲、亞洲、歐洲、南美洲、大洋洲等地區(qū)蓬勃興起，爆發(fā)一場“頁巖氣革命”。
　　 美國是頁巖氣開發(fā)最早、最成功的國家。1981年，第一口頁巖氣井壓裂成功，實現(xiàn)了頁巖氣勘探開發(fā)的突破。本世紀(jì)以來，隨著水平井大規(guī)模壓裂技術(shù)的成功應(yīng)用，美國頁巖氣開發(fā)利用快速發(fā)展。美國頁巖氣產(chǎn)量從2005年的194億立方米，提高到2010年的1378億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的23%。2011年為1800億立方米，占34%。這改變了美國天然氣供應(yīng)格局，使該國進口天然氣和LNG量大幅度下降。據(jù)預(yù)測，頁巖氣將成為美國未來天然氣增產(chǎn)的主要來源，到2035年總產(chǎn)量占比將提高到46%。這增加了其他國家對頁巖氣勘探開發(fā)利用的信心。
　　 目前，世界許多國家正在效仿美國發(fā)展頁巖氣，以期降低對中東、北非和俄羅斯進口天然氣的依賴。
　　 加拿大是繼美國之后世界上第二個對頁巖氣進行勘探開發(fā)的國家，除自給自足外，增加了對歐洲和亞太地區(qū)的供應(yīng)，使北美地區(qū)成為世界能源新的增長點。歐洲的波蘭、德國、奧地利、匈牙利、波蘭、西班牙等國家頁巖氣的勘探開發(fā)已取得重大進展，預(yù)計到2035年將逐步擺脫對俄羅斯天然氣的依賴，實現(xiàn)燃氣自給，提高歐洲能源安全。亞太的印度、印尼、澳大利亞以及南美洲的阿根廷和哥倫比亞，還有非洲的南非等國也在積極開展頁巖氣勘探開發(fā)，都取得了明顯的進展，大有在本地區(qū)捷足先登、引領(lǐng)能源未來之勢。

　　 美國對頁巖氣開發(fā)利用快速發(fā)展的經(jīng)驗，主要包括以下幾個方面：

　 　一是開放的競爭環(huán)境起到了促進作用。美國頁巖氣勘探開發(fā)準(zhǔn)入門檻低，勘探開發(fā)主體多元化。美國的頁巖氣勘探開發(fā)主要由中小公司推動，目前有數(shù)千家頁巖氣公司，僅鉆機就有2000多臺，85%的頁巖氣產(chǎn)量由中小公司生產(chǎn)。中小公司在率先取得技術(shù)和產(chǎn)業(yè)突破后，大公司則通過收購和兼并中小公司參與進入市場，形成了大中小企業(yè)并存發(fā)展的市場競爭格局。
　　 二是技術(shù)進步起到了推動作用。美國政府于上世紀(jì)70年代，就設(shè)立專項資金用于頁巖氣基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，率先在世界成功研發(fā)了頁巖氣水平鉆井和多段壓裂技術(shù)并加以大規(guī)模應(yīng)用，直接推動了頁巖氣的商業(yè)開發(fā)。由于技術(shù)的不斷創(chuàng)新，美國頁巖氣開采成本僅為常規(guī)天然氣開采成本的一半。目前，美國一口總進尺在4000米~4500米左右的頁巖氣水平井，鉆完井周期不到20天，鉆完井及壓裂成本在300萬美元左右，折合人民幣不到2000萬元，
　 　三是出臺的優(yōu)惠政策起到了扶持作用。1978年~1992年，美國聯(lián)邦政府對頁巖氣等開發(fā)實施長達15年的補貼政策，州政府也出臺相應(yīng)的稅收減免政策，對油氣行業(yè)實施五項稅收優(yōu)惠，大大地鼓勵了中小企業(yè)的鉆探開發(fā)投資，有力地扶持和促進了頁巖氣的勘探開發(fā)。
　　 四是健全的市場監(jiān)管起到了保障作用。美國政府十分重視頁巖氣勘探開發(fā)中的監(jiān)管問題。凡與頁巖氣勘探開發(fā)相關(guān)的管理部門，均在其履行的職責(zé)中賦予監(jiān)管職能，有效的行業(yè)監(jiān)管是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的重要因素之一。
　　 五是完善的基礎(chǔ)設(shè)施起到了支持作用。美國天然氣管網(wǎng)和城市供氣網(wǎng)絡(luò)十分發(fā)達，天然氣管網(wǎng)總長約50多公里，大大減少了頁巖氣在開發(fā)利用環(huán)節(jié)的前期投入，降低了市場風(fēng)險。同時，實行天然氣開發(fā)和運輸?shù)娜娣蛛x，運輸商對天然氣供應(yīng)商實施無歧視準(zhǔn)入。管道運輸價格受到監(jiān)管，而天然氣價格則完全放開，有力支持了頁巖氣開發(fā)的商品化。
　　 六是專業(yè)的技術(shù)服務(wù)起到了支撐作用。美國油氣專業(yè)服務(wù)公司具有強大的技術(shù)優(yōu)勢，自主研發(fā)儀器裝備，且門類齊全、專業(yè)化程度高。水平鉆井、完井、固井和多段壓裂等工程以及測井、實驗測試等，一般都委托專業(yè)技術(shù)服務(wù)公司。

　　 我國頁巖氣資源豐富，勘探開發(fā)已開始起步

　　 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300萬平方公里，海陸交互相沉積面積200多萬平方公里，陸上海相沉積面積約280萬平方公里。這些沉積區(qū)內(nèi)均具有富含有機質(zhì)頁巖的地質(zhì)條件，頁巖地層在各地質(zhì)歷史時期十分發(fā)育，形成了海相、海陸交互相及陸相多種類型富有機質(zhì)頁巖層系。海相厚層富有機質(zhì)頁巖，主要分布在我國南方，以揚子地區(qū)為主；海陸交互相中薄層富有機質(zhì)泥頁巖主要分布在我國北方，以華北、西北和東北地區(qū)為主；湖相中厚層富有機質(zhì)泥頁巖，主要分布在大中型含油氣盆地，以松遼、鄂爾多斯等盆地為主。
　　 目前，我國頁巖氣資源調(diào)查評價工作已取得重要進展。國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心與中國地質(zhì)大學(xué)（北京），從2004年起就開始跟蹤國外頁巖氣發(fā)展動態(tài)，重點研究我國頁巖氣地質(zhì)條件和富有機質(zhì)頁巖發(fā)育情況。經(jīng)過幾年的積累，2008年初步提出揚子地區(qū)為我國頁巖氣富集遠景區(qū)，2009年啟動并實施了“中國重點地區(qū)頁巖氣資源潛力及有利區(qū)帶優(yōu)選”項目，并于2010年設(shè)置了川渝黔鄂頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查先導(dǎo)試驗區(qū)。同時，在蘇浙皖地區(qū)和北方部分地區(qū)開展頁巖氣資源前期調(diào)查研究，初步掌握了我國部分有利區(qū)富有機質(zhì)頁巖分布，確定了主力層系，初步形成了頁巖氣資源潛力評價方法和有利區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)框架，優(yōu)選出一批頁巖氣富集遠景區(qū)，為在全國開展頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選工作奠定了扎實的基礎(chǔ)。
　　 2011年，國土資源部在全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)項目中，設(shè)置了“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選”項目，將全國陸域分為上揚子及滇黔桂區(qū)、中下?lián)P子及東南區(qū)、華北及東北區(qū)、西北區(qū)、青藏區(qū)5個大區(qū)，組織27個單位420余人，對頁巖氣資源潛力進行系統(tǒng)評價。結(jié)果表明，我國頁巖氣地質(zhì)條件復(fù)雜，資源類型多、分布相對集中，可采資源潛力為25萬億立方米（不含青藏區(qū)），與我國陸域常規(guī)天然氣相當(dāng)，與美國的24萬億立方米相近。優(yōu)選出有利區(qū)180個，面積111萬平方公里。
　　 我國頁巖氣勘探開發(fā)還剛剛起步。目前，我國頁巖氣勘探開發(fā)主要集中在四川盆地及其周緣、鄂爾多斯盆地、遼河?xùn)|部凹陷等地。中國石油在川南、滇黔北地區(qū)優(yōu)選了威遠、長寧、昭通和富順—永川4個有利區(qū)塊，完鉆10余口探井，其中7口井獲得工業(yè)氣流。完鉆并壓裂水平井1口，在鉆、完鉆水平井多口。中國石化在黔東南、渝東南、鄂西、川東北、泌陽、江漢、皖南等地完鉆10余口探井，其中6口井獲得工業(yè)氣流。完鉆并壓裂水平井1口。優(yōu)選了彭水、建南、黃平等有利區(qū)塊。中海油在皖浙等地區(qū)開展了頁巖氣勘探前期工作。延長石油在陜西延安地區(qū)5口鉆井取得陸相頁巖氣重大發(fā)現(xiàn)。中聯(lián)煤在山西沁水盆地提出了壽陽、沁源和晉城3個頁巖氣有利區(qū)。
　　 我國頁巖氣勘探開發(fā)已獲得重大發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)完鉆近30口頁巖氣探井，18口井壓裂獲工業(yè)氣流，初步掌握頁巖氣壓裂技術(shù)，具有良好的前景。目前，我國企業(yè)已與殼牌、埃克森美孚等多家外國公司開展合作開發(fā)與聯(lián)合研究。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、科研院校成立專門機構(gòu)，開始研究頁巖氣生成機理、富集規(guī)律、儲集和保存條件。石油企業(yè)正在探索頁巖氣水平井鉆完井和多段壓裂技術(shù)。
　　 我國頁巖氣資源管理工作也剛剛開始。針對頁巖氣這一新的能源資源，國土資源部加強了頁巖氣勘探開發(fā)管理工作。制定了頁巖氣資源管理工作方案，進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)容和重點等。在近年來開展的頁巖氣資源調(diào)查評價和研究的基礎(chǔ)上，通過與天然氣、煤層氣對比，2011年開展了頁巖氣新礦種論證、申報工作，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，將頁巖氣作為新礦種進行管理。同時，開展頁巖氣探礦權(quán)出讓招標(biāo)，引入市場機制，對頁巖氣資源管理制度進行創(chuàng)新。2011年，成功開展了頁巖氣探礦權(quán)出讓招標(biāo)，完成了我國油氣礦業(yè)權(quán)首次市場化探索，向油氣礦業(yè)權(quán)市場化改革邁出了重要一步。
　　 與美國相比，我國頁巖氣勘探開發(fā)起步晚、差距大。現(xiàn)階段，我國頁巖氣勘探開發(fā)面臨的問題，主要包括以下幾個方面：
　　 一是市場未完全放開。目前，只有6家國有油氣企業(yè)從事頁巖氣勘探開發(fā)，其他中央和地方國有資本、民營資本雖有很大的積極性，但尚未進入。美國經(jīng)驗表明，實行投資主體多元化，形成有序的競爭機制，在頁巖氣勘探開發(fā)中具有顯著的效果。
　　 二是缺乏政策支持。頁巖氣勘探開發(fā)初期，具有風(fēng)險大、成本高的特點，一般需要政府在財稅方面給予一定的政策支持，當(dāng)形成規(guī)模和市場完善后再取消財稅支持政策。目前，我國雖然已有礦產(chǎn)資源補償費、探礦權(quán)和采礦權(quán)使用費減免等優(yōu)惠政策，但扶持激勵政策尚未出臺。
　　 三是缺乏核心技術(shù)。與美國相比，我國在資源評價和水平井、壓裂增產(chǎn)開發(fā)技術(shù)等方面，尚未形成頁巖氣勘探開發(fā)的核心技術(shù)體系。況且，我國頁巖氣地質(zhì)條件更為復(fù)雜，頁巖層系時代老，熱演化程度高，經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化，埋藏深，保存條件不夠理想，開發(fā)技術(shù)要求更高。目前，我國的技術(shù)水平尚不能完全滿足頁巖氣勘探開發(fā)的要求。
　 　四是調(diào)查程度較低。近年來，盡管我國在頁巖氣地質(zhì)理論、潛力評價和有利區(qū)優(yōu)選等方面進行了初步探索，取得了一定的進展，但這項工作時間短、投入少、力度小、工作難度大，還有待進一步深化。
　 　五是管網(wǎng)設(shè)施不足。美國發(fā)達的天然氣管網(wǎng)大大降低了頁巖氣開發(fā)利用成本。與美國相比，我國管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)滯后，且已有管網(wǎng)設(shè)施在第三方準(zhǔn)入、市場開放等方面體制不順、壟斷經(jīng)營，缺乏政策支持。隨著頁巖氣規(guī)模開發(fā)，基礎(chǔ)設(shè)施不足等問題將會成為制約頁巖氣開發(fā)利用的瓶頸。

　　加快我國頁巖氣開發(fā)利用，須打破常規(guī)多措并舉

　　 雖然我國頁巖氣勘探開發(fā)起步較晚，與美國差距很大，存在諸多不利因素，但開局良好，呈現(xiàn)出了積極的發(fā)展態(tài)勢。借鑒國外發(fā)展頁巖氣的先進經(jīng)驗，結(jié)合我國實際，尋找加快發(fā)展的路徑，探索并形成具有中國特色的頁巖氣勘探開發(fā)和利用體系，顯得十分迫切。
　　 我國具有加快發(fā)展頁巖氣的有利條件，如果措施得當(dāng)，可以大大縮短我國頁巖氣開發(fā)利用的發(fā)展過程，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。預(yù)計2020年產(chǎn)量將超過1000億立方米，達到我國目前常規(guī)天然氣生產(chǎn)水平，并持續(xù)保持強勁增長勢頭。2030年產(chǎn)量有望與常規(guī)天然氣相當(dāng)，與美國接近。為此，應(yīng)重點采取以下措施，推動我國頁巖氣開發(fā)利用實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
　　 一是開放市場。創(chuàng)造開放的競爭環(huán)境，推進頁巖氣勘探開發(fā)投資主體多元化，鼓勵中小企業(yè)和民營資本參與。放開頁巖氣市場，鼓勵國內(nèi)具有資金、技術(shù)實力的多種投資主體進入頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)域；允許國外企業(yè)以合資、合作等方式參與頁巖氣勘探開發(fā)。允許民營資本、中央和地方國有資本等以獨資、參股、合作、提供專業(yè)服務(wù)等方式，參與頁巖氣投資開發(fā)。
　　 二是技術(shù)攻關(guān)。組織全國優(yōu)勢科技力量聯(lián)合攻關(guān)，重點突破水平井鉆完井、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(shù)瓶頸。重點支持和建設(shè)若干個國家級頁巖氣重點實驗室和技術(shù)研發(fā)中心，提高我國頁巖氣技術(shù)自主創(chuàng)新能力和水平。鼓勵企業(yè)研發(fā)并推廣應(yīng)用成熟新技術(shù)、新工藝，為頁巖氣的勘探開發(fā)和跨越式發(fā)展提供有效的理論和技術(shù)支撐，不斷提高資源開發(fā)效率。(河北永明公司積極研制新型頁巖氣深井鉆機，現(xiàn)在已借鑒石油機械生產(chǎn)1000-5000米以內(nèi)可以鉆探各種復(fù)雜工藝井的非常規(guī)油氣專用鉆機)
　　 三是加強管理。頁巖氣勘探開發(fā)實行國家一級管理。制定科學(xué)合理的頁巖氣發(fā)展規(guī)劃，進行合理引導(dǎo)和綜合布局。各類投資主體通過競爭取得頁巖氣礦業(yè)權(quán)。國家在已登記石油天然氣和其他礦產(chǎn)區(qū)塊內(nèi)設(shè)置頁巖氣礦業(yè)權(quán)，礦業(yè)權(quán)人和其他企業(yè)通過競爭取得頁巖氣礦業(yè)權(quán)。實行合同管理，通過合同約定各自的權(quán)利和義務(wù)。加強對頁巖氣招標(biāo)區(qū)塊成果和勘查資料的匯交管理。建立頁巖氣調(diào)查評價、勘探開發(fā)、資源儲量管理制度和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，強化頁巖氣勘探開發(fā)全過程監(jiān)管，實現(xiàn)有序開發(fā)。
　 　四是政策扶持。在對美國等國家鼓勵頁巖油氣發(fā)展政策進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實際，參照國內(nèi)煤層氣勘探開發(fā)優(yōu)惠政策，制定頁巖油氣勘探開發(fā)的鼓勵政策實行頁巖氣市場定價、自主銷售；減免資源稅、資源補償費、礦業(yè)權(quán)使用費；減免關(guān)鍵技術(shù)裝備進口關(guān)稅等稅費；實施財政補貼；用地保障等扶持政策，以引導(dǎo)和推動頁巖油氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
　　 五是調(diào)查評價。在全國范圍內(nèi)，深入開展頁巖氣資源基礎(chǔ)研究和調(diào)查評價。加大財政投入，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，全面調(diào)查評價我國頁巖氣資源潛力，優(yōu)選勘探開發(fā)靶區(qū)。開展我國頁巖氣生成機理、富集條件、分布特征與開發(fā)技術(shù)研究，總結(jié)我國頁巖氣成藏條件和富集規(guī)律，形成頁巖氣基礎(chǔ)地質(zhì)和勘探開發(fā)理論體系。為推動我國頁巖氣勘探開發(fā)，制定能源規(guī)劃特別是頁巖氣中長期發(fā)展規(guī)劃和宏觀決策以及資源管理提供依據(jù)。
　　 六是先行示范。在國土資源部已建設(shè)的“川渝黔鄂”頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查先導(dǎo)試驗區(qū)基礎(chǔ)上，選擇川渝黔鄂湘、陜北、遼南等頁巖氣重點有利區(qū)，建設(shè)一批頁巖氣勘探開發(fā)和綜合利用示范基地，在評價與開發(fā)技術(shù)、管理體制、政策支持、利用模式和監(jiān)管等方面先行先試，綜合試驗，率先突破，形成儲量和產(chǎn)能。制定科學(xué)合理的發(fā)展規(guī)劃和試點工作方案，明確頁巖氣勘探開發(fā)利用一體化示范工程定位、示范目標(biāo)、發(fā)展重點和保障措施，加強組織領(lǐng)導(dǎo)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，不斷總結(jié)經(jīng)驗，為推進全國頁巖氣勘探開發(fā)和利用提供借鑒。
　 　七是注重環(huán)保。跟蹤研究頁巖氣勘探開發(fā)對地下水的影響，建立地質(zhì)環(huán)境影響評估制度、壓裂混合液化學(xué)成分報告和披露制度，加強頁巖氣勘探開發(fā)礦區(qū)進行地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，對返排液處理實行嚴(yán)格的監(jiān)督管理。開展頁巖氣開采前的環(huán)評和開采過程中的監(jiān)管。嚴(yán)格執(zhí)行我國現(xiàn)有的環(huán)境保護方面的法律法規(guī)。
　　 八是對外合作。加強頁巖氣國際合作與交流，積極引進國外頁巖氣開發(fā)先進技術(shù)。繼續(xù)跟蹤美國頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)進展。在頁巖氣勘探開發(fā)初期，鼓勵與國外有經(jīng)驗的公司合作，引進實驗測試、水平鉆井、測井、固井和壓裂等技術(shù)。建立和加強政府間頁巖氣合作與交流機制，搭建企業(yè)、科研院校國際合作平臺，建設(shè)科技攻關(guān)聯(lián)盟。通過技術(shù)引進、聯(lián)合攻關(guān)、引進人才和委托培養(yǎng)等多種方式，快速提高我國頁巖氣技術(shù)水平。
　　 九是建設(shè)管網(wǎng)。推動天然氣基礎(chǔ)設(shè)施特別是管網(wǎng)建設(shè)，繼續(xù)加快天然氣輸送主干網(wǎng)、聯(lián)絡(luò)管網(wǎng)和地方區(qū)域管網(wǎng)等建設(shè)，逐步建成覆蓋全國的天然氣骨干網(wǎng)和能夠滿足地方需要的管網(wǎng)。借鑒電力體制改革經(jīng)驗，成立獨立運行的天然氣管網(wǎng)公司。根據(jù)頁巖氣發(fā)展趨勢調(diào)整完善管網(wǎng)規(guī)劃。允許地方和企業(yè)自建局域管網(wǎng)。鼓勵發(fā)展LNG設(shè)施和頁巖氣就地利用。