頁(yè)巖氣邁入商業(yè)化前夜

　　頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)在中國(guó)似已水到渠成，然而真正走向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，還需解決開(kāi)采技術(shù)和成本制約兩個(gè)難題。如何在頁(yè)巖氣對(duì)外合作中，制定出一整套靈活切實(shí)的管理方式，是將來(lái)商業(yè)化成功的關(guān)鍵。

　　■文/本刊記者 孫巖冰

　　能源需求的好胃口，讓原本連雞肋都算不上的頁(yè)巖氣，變得美味起來(lái)。而隨著頁(yè)巖氣主產(chǎn)區(qū)美國(guó)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)和工藝的不斷提高，人們驚喜地發(fā)現(xiàn)，原來(lái)頁(yè)巖氣真得不能算是雞肋，它是牛排。

　　2009年11月，頁(yè)巖氣大餐中添加了中國(guó)口味。11月10日，中國(guó)石油與殼牌公司在北京簽訂《四川盆地富順—永川區(qū)塊頁(yè)巖氣聯(lián)合評(píng)價(jià)協(xié)議》。兩周之后的11月25日，富順—永川區(qū)塊頁(yè)巖氣項(xiàng)目在成都啟動(dòng)，標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)頁(yè)巖氣合作開(kāi)發(fā)項(xiàng)目正式進(jìn)入實(shí)施階段。

　　中國(guó)行動(dòng)

　　近幾年，隨著頁(yè)巖氣概念走俏全球，對(duì)天然氣需求旺盛的中國(guó)在頁(yè)巖氣上也是頻有舉措。

　　2004年，國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）開(kāi)始了頁(yè)巖氣資源的研究工作，經(jīng)過(guò)比對(duì)湖南、四川等８省市成礦條件后，認(rèn)為重慶市渝南和東南地區(qū)廣為分布下寒武、下志留、中二疊三套地層，不少地方有形成大規(guī)模頁(yè)巖氣的可能。其中重慶綦江、萬(wàn)盛、南川、武隆、彭水、酉陽(yáng)、秀山和巫溪等區(qū)縣是頁(yè)巖氣資源最有利的成礦區(qū)帶，因此被確定為首批實(shí)地勘察工作目標(biāo)區(qū)。

　　在第四次中美能源政策對(duì)話及第九屆中美油氣工業(yè)論壇期間，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司與美國(guó)康菲公司就合作開(kāi)發(fā)中國(guó)頁(yè)巖氣簽署了意向書(shū)。

　　不僅僅是和殼牌、康菲，在此之前，中國(guó)石油就同美國(guó)新田石油、美國(guó)戴文能源有著密切的接觸。2008年，坊間甚至傳出中國(guó)石油有意競(jìng)購(gòu)美國(guó)第二大天然氣生產(chǎn)商切薩皮克能源公司旗下頁(yè)巖氣資產(chǎn)的少數(shù)股權(quán)的消息，雖然最終結(jié)果不得而知，但中國(guó)石油對(duì)頁(yè)巖氣的興趣是可以肯定的。

　　2009年11月17日,美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬訪華時(shí)，中美雙方又簽署了《關(guān)于在頁(yè)巖氣領(lǐng)域開(kāi)展合作的諒解備忘錄》。

　　“突出重點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，效益開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)化運(yùn)作?！敝袊?guó)石油對(duì)頁(yè)巖氣發(fā)展部署已經(jīng)制訂出明確的發(fā)展思路。

　　“經(jīng)過(guò)前期一系列的調(diào)查準(zhǔn)備，目前頁(yè)巖氣生產(chǎn)開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備已經(jīng)就緒。”中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院頁(yè)巖氣專家程克明教授介紹說(shuō)，“依據(jù)頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)的成果，選擇1～2個(gè)有利地區(qū)開(kāi)展老井復(fù)查和頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的先導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)，積累頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，為規(guī)模開(kāi)發(fā)準(zhǔn)備條件。先期的評(píng)價(jià)大概有半年左右，如果順利，一年后就可以開(kāi)展工業(yè)化生產(chǎn)。”

　　近日，國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心主辦的《渝東鄂西和巫溪頁(yè)巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查與選區(qū)》座談會(huì)在重慶市舉行。參加會(huì)議的單位除國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心外，還包括中國(guó)石油、中國(guó)石化各3家下屬單位，以及科研院所、地方政府職能部門等16家單位。從會(huì)議名單的構(gòu)成上不難看出，各方對(duì)頁(yè)巖氣都給予了充分的關(guān)注。這無(wú)疑對(duì)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)全面鋪開(kāi)創(chuàng)造了良好的氛圍。

　　美國(guó)示范

　　在中國(guó)公司的國(guó)際伙伴選擇上，不難看出一個(gè)共同點(diǎn)——都有在美國(guó)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的頁(yè)巖氣生產(chǎn)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。事實(shí)上，也正是美國(guó)在本土頁(yè)巖氣生產(chǎn)方面取得的成就，讓人們看到非常規(guī)天然氣開(kāi)采的新希望。

　　今年，頁(yè)巖氣成為能源領(lǐng)域最受人們關(guān)注的亮點(diǎn)。2009年度劍橋能源周年會(huì)上，美國(guó)非常規(guī)天然氣特別是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)展成為本次會(huì)議上引人注目的議題。

　　斯倫貝謝公司專家指出，北美非常規(guī)氣快速發(fā)展主要得益于技術(shù)突破，水平鉆井、水力壓裂技術(shù)進(jìn)步提高了儲(chǔ)層接觸，裝備技術(shù)進(jìn)步降低了單位生產(chǎn)成本，尤其是低成本的淺層井進(jìn)展為頁(yè)巖氣商業(yè)化開(kāi)采做出了重要貢獻(xiàn)。

　　美國(guó)非常規(guī)天然氣進(jìn)展對(duì)世界天然氣市場(chǎng)具有重要影響。兩年前，分析師認(rèn)為美國(guó)尚需進(jìn)口大量LNG滿足需求。情況很快有了變化，現(xiàn)在看來(lái)非常規(guī)氣可能使北美天然氣實(shí)現(xiàn)自給自足，似乎只需要進(jìn)口少量LNG。會(huì)議認(rèn)為，北美以外非常規(guī)氣資源非常豐富，該地區(qū)非常規(guī)氣的發(fā)展同樣可以復(fù)制到世界其他地區(qū)。

　　美國(guó)專家為此興奮地說(shuō)，有了頁(yè)巖氣，100年無(wú)后顧之憂。IHS劍橋能源研究會(huì)的判斷則更為樂(lè)觀。最近公布的一項(xiàng)研究報(bào)告指出，按美國(guó)目前對(duì)天然氣的需求計(jì)算，北美洲以外地區(qū)的可開(kāi)采頁(yè)巖氣儲(chǔ)量，可讓美國(guó)用上211年，甚至可達(dá)690年。

　　“頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)是過(guò)去10年里最重大的能源技術(shù)革新?！盜HS劍橋能源研究會(huì)主席耶金說(shuō)，“令人驚訝的是，這個(gè)新技術(shù)沒(méi)有盛大的啟用儀式，它就這么悄然啟用?！?/p>

　　改變的確在默默地發(fā)生。

　　“最新數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)在2008年非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了本土天然氣產(chǎn)量的1/3——天然氣產(chǎn)量15億立方米/天，非常規(guī)天然氣7.4億立方米/天?！敝袊?guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院戰(zhàn)略研究室主任董大忠介紹說(shuō)，“這其中，頁(yè)巖氣與煤層氣的產(chǎn)量基本持平，各占半壁江山?！?/p>

　　美國(guó)本土頁(yè)巖氣生產(chǎn)井?dāng)?shù)量增速也令人驚訝，從舊有數(shù)據(jù)的4萬(wàn)口增加到98590口生產(chǎn)井。其中，巴奈特（Barnett）盆地一處的總產(chǎn)量就達(dá)到了560億立方米，而頁(yè)巖氣生產(chǎn)總量則接近千億立方米。

　　美國(guó)常規(guī)天然氣及非常規(guī)天然氣的發(fā)展顛覆了整個(gè)行業(yè)。目前擺在美國(guó)天然氣市場(chǎng)最重要的話題，不再是需要進(jìn)口多少天然氣，而是頁(yè)巖天然氣的產(chǎn)量最終能否超過(guò)傳統(tǒng)天然氣的產(chǎn)量？美國(guó)未來(lái)是否有可能成為天然氣凈出口國(guó)？

　　三級(jí)開(kāi)發(fā)

　　美國(guó)在頁(yè)巖氣方面取得的成功，讓中國(guó)為之振奮。作為國(guó)內(nèi)最大的天然氣生產(chǎn)商，中國(guó)石油為實(shí)現(xiàn)資源接替，保障市場(chǎng)供應(yīng)更是做好了充分的準(zhǔn)備。

　　“早在2005年，中國(guó)石油就開(kāi)始頁(yè)巖氣方面的研究，通過(guò)對(duì)以往資料的分析，明確了頁(yè)巖氣確實(shí)在國(guó)內(nèi)廣泛存在?！背炭嗣鹘淌诮榻B說(shuō)。

　　中國(guó)在近60年的常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)歷程中，多個(gè)含油氣盆地在頁(yè)巖段見(jiàn)到頁(yè)巖氣顯示，有些地區(qū)在頁(yè)巖段氣測(cè)異常高達(dá)80%。1996年完鉆的威5井，鉆遇九老洞組頁(yè)巖段發(fā)生氣浸與井噴，裸眼測(cè)試日產(chǎn)氣量達(dá)到24600立方米。

　　中國(guó)海相地層沉積廣泛，分布面積達(dá)300萬(wàn)平方公里，其中陸上海相沉積面積約280萬(wàn)平方公里。初步評(píng)價(jià)表明，我國(guó)頁(yè)巖氣資源量高達(dá)100萬(wàn)億立方米，約為我國(guó)常規(guī)天然氣資源量的兩倍。這是一個(gè)相當(dāng)可觀的數(shù)字，如果能得以充分開(kāi)采，無(wú)疑對(duì)于中國(guó)能源的保障增添了一個(gè)重重的砝碼。

　　雖然資源量可喜，但也要合理開(kāi)發(fā)。為此，中國(guó)石油初步形成了三級(jí)開(kāi)發(fā)體系。

　　首先是在四川等地選擇一兩塊先導(dǎo)型實(shí)驗(yàn)區(qū)。之所以選擇四川，是因?yàn)檫@里地質(zhì)條件較為理想，頁(yè)巖發(fā)育完全。同時(shí)，四川有著雄厚的天然氣開(kāi)發(fā)技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)，依托西南油氣田進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)展，可以取得事半功倍的效果。

　　其次，是在海相地區(qū)主要是南方沿海地區(qū)進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)。根據(jù)地質(zhì)描述，這里也有大量的頁(yè)巖存在。

　　最后，是在陸相盆地進(jìn)行勘探。通過(guò)我國(guó)專家判斷，陸相也會(huì)有頁(yè)巖氣存在，只是成巖性差，泥含量多。近期在準(zhǔn)噶爾勘探煤層氣時(shí)就發(fā)現(xiàn)了頁(yè)巖氣，且含量不低。這也給未來(lái)第三梯次的勘探開(kāi)發(fā)帶來(lái)利好。

　　改善布局

　　“傳統(tǒng)的天然氣氣藏，只占?xì)庠磶r所生成全部天然氣的20%～30%。此外，還有一部分在油氣運(yùn)移中散失。但在頁(yè)巖中儲(chǔ)存的天然氣至少在50%以上。”董大忠說(shuō)，“如果能將頁(yè)巖中剩余的天然氣吃干榨盡，未來(lái)的潛力將會(huì)非常巨大?！?/p>

　　雖然頁(yè)巖氣中比較容易采出的游離氣較少，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤層中的游離氣。同時(shí)，頁(yè)巖氣比較干燥，在開(kāi)采方式上，可以免去煤層氣排水降壓的環(huán)節(jié)。因此，頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)前景要優(yōu)于目前已經(jīng)取得初步進(jìn)展的煤層氣。

　　同時(shí)，頁(yè)巖氣還有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)，甚至連常規(guī)天然氣田都無(wú)法比擬，這就是頁(yè)巖氣的分布范圍相當(dāng)廣泛。

　　頁(yè)巖不僅存在于常規(guī)天然氣氣田附近，而且在一些資源匱乏地區(qū)，頁(yè)巖也有可能同樣豐富。而這將會(huì)使我國(guó)不均衡的能源供應(yīng)格局得到極大改善。

　　勘探證明，在地質(zhì)過(guò)程比較復(fù)雜、抬升及剝蝕嚴(yán)重的地區(qū)同樣具有頁(yè)巖氣。例如在中國(guó)石油二級(jí)開(kāi)發(fā)的南方沿海一帶，后期構(gòu)造變動(dòng)復(fù)雜，常規(guī)油氣不宜發(fā)育，資源非常匱乏，但目前，科研人員在這已經(jīng)有了許多頁(yè)巖氣的發(fā)現(xiàn)，甚至儲(chǔ)量還很高。這將會(huì)使未來(lái)的油氣資源開(kāi)發(fā)布局更加合理，盡可能地減少運(yùn)輸損耗，也使得能源的調(diào)配更加便捷，避免交通運(yùn)輸對(duì)終端消費(fèi)市場(chǎng)的影響。

　　正是基于這種美好預(yù)期，使得近階段的歐洲也是一片沸揚(yáng)。整個(gè)歐洲的各大報(bào)紙都在頭條新聞炒作頁(yè)巖氣這種新的資源將如何幫助這個(gè)大陸減少對(duì)俄羅斯天然氣的依賴、應(yīng)對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)以及恢復(fù)能源供應(yīng)安全。

　　位于波茨坦的德國(guó)地學(xué)研究中心正在主持一個(gè)為期3年的頁(yè)巖氣研究項(xiàng)目，任務(wù)是以各國(guó)的地質(zhì)調(diào)查信息為基礎(chǔ)，編制歐洲頁(yè)巖氣數(shù)據(jù)庫(kù)（不包括俄羅斯），同時(shí)嘗試預(yù)測(cè)它們的準(zhǔn)確位置，分析采用什么方法進(jìn)行開(kāi)采。這個(gè)項(xiàng)目在歐洲同類研究中尚屬首次，得到了?？松梨?、挪威國(guó)油、道達(dá)爾等6家油氣公司的贊助。

　　目前，英國(guó)BG能源公司、意大利埃尼公司、挪威國(guó)家石油公司，還有其他一些歐洲公司紛紛參與了美國(guó)的頁(yè)巖氣項(xiàng)目，并且開(kāi)始勘探其他大陸的頁(yè)巖氣。而殼牌、奧地利OMV公司、BNK石油、康菲石油公司和?？松梨诟歉?jìng)相在歐洲國(guó)家“跑馬圈地”，勘探當(dāng)?shù)氐捻?yè)巖氣資源。

　　商業(yè)化突破

　　頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)在中國(guó)似乎已經(jīng)水到渠成，然而真正走向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)階段，尚需解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。首先是開(kāi)采技術(shù)的突破。 “頁(yè)巖氣的開(kāi)采技術(shù)比較難，一般都屬于天然氣工業(yè)中最前沿的技術(shù)。”董大忠介紹說(shuō)。

　　水平井分段壓裂是核心技術(shù)之一。早在1921年，美國(guó)少數(shù)公司就開(kāi)始尋找解決長(zhǎng)久困擾頁(yè)巖天然氣的一個(gè)問(wèn)題：如何將天然氣從頁(yè)巖中解放出來(lái)。他們?cè)诘每怂_斯州沃斯堡市市郊展開(kāi)了試驗(yàn)。試驗(yàn)的技術(shù)有兩個(gè)：一是水平鉆井，二是“高壓水砂破裂法”。這兩種方法并不新鮮，但直到十年前，科學(xué)家才找到突破口，融合兩種技術(shù)所長(zhǎng)，優(yōu)化頁(yè)巖天然氣開(kāi)采。這一突破實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖天然氣大規(guī)模開(kāi)采，并大大降低了它的單位成本，使成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人們預(yù)期。

　　目前，世界石油界已經(jīng)加快了非常規(guī)油氣開(kāi)采技術(shù)的研發(fā)步伐。如開(kāi)展多相流態(tài)的研究，用于優(yōu)化非常規(guī)氣藏（如含氣砂巖、頁(yè)巖氣、煤層氣）的開(kāi)采；開(kāi)發(fā)用于提高非常規(guī)氣藏生產(chǎn)和最終采收率的壓裂液體系等。因此，在跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，我國(guó)也應(yīng)該及早投入更多人力和財(cái)力進(jìn)行研發(fā)，建立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。

　　其次是解決成本制約。只有把成本控制在盈利點(diǎn)之下，才有大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)作的可能，而成本控制一方面依賴先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，還有一個(gè)非常重要的方面就是先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)的工廠式生產(chǎn)就給人很大的啟迪。在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中，把數(shù)個(gè)水平井集中在一個(gè)操作平臺(tái)上，這樣可以盡可能減少占地等費(fèi)用。同時(shí)，可以在原地對(duì)每口水平井逐一壓裂，如同工廠流水線作業(yè)，減少了人員及設(shè)備的調(diào)運(yùn)，極大地減少了作業(yè)成本，增強(qiáng)了營(yíng)利能力。

　　但是這種生產(chǎn)方式會(huì)給安全管理帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。如何在對(duì)外合作過(guò)程中，有效地汲取經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)中國(guó)的情況做出靈活調(diào)整，制定完善出一整套的管理方式，是將來(lái)商業(yè)化成功的關(guān)鍵所在。