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居维清 的个人博客

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中国天然气储、产量增长的新希望——页岩气

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一、引言

页岩气是指赋存于泥页岩中,以吸附及游离状态存在的非常规天然气。 据预测,世界页岩气资源量为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区,与常规天然气相当。世界上的页岩气资源研究和勘探开发最早始于美国,目前美国和加拿大是实现页岩气规模开发的两个主要国家。2009年美国页岩气产量接近1000亿立方米,超过我国天然气的年总产量(830亿立方米)。页岩气快速勘探开发使得美国天然气储量增加了40%,预计2010年页岩气产量将占全美天然气产量的15%以上[1]

目前比较公认的、国内较早的有关页岩气研究的论文是中国地质大学张金川教授2003年发表在《现代地质》第17卷第4 466页的《页岩气及其成藏机理》以及其2004发表在《天然气工业》第24卷第71518页的《页岩气成藏机理和分布》。尽管页岩气的概念引入已经数年,但是国内页岩气勘探及其研究热度迅速升温却是在2009年之后,国土资源部、中石油、中石化、中海油以及相关研究院所都先后发力,目标直指页岩气勘探开发,力求尽快取得突破。2009年底,奥巴马总统访华期间,李克强副总理与美国商务部长骆家辉、能源部长朱棣文等出席的中美清洁能源合作签字仪式,其中第一项就是《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,这表明:从国家层面上对页岩气的发展也给予了支持和推进。

在国际油价处于每桶80元上下的目前,在页岩气经济性尚不具有竞争力的前提下,对于常规气藏勘探程度都还不够高的中国来说,为什么把储集丰度不高、开采难度不小的非常规天然气——页岩气放在了如此重要的地位?可能缘于页岩气的开发利用既是实现我国能源安全供给、多元化发展的重要战略选择,也是我国向清洁能源经济模式转变的有效途径[1]依据中美两国页岩气成藏条件的近似性,以及可采资源量计算结果的“贴近度”——美国28万亿立方米、中国26万亿立方米[2],有关专家从理论上大胆预测:当我国所投入的页岩气勘探及研究工作量与美国大致相当时,我国的页岩气也将有可能达到与美国基本相同的产量水平[2]。因此,可以把页岩气看作为中国天然气储量和产量增长的新希望。

 

二、页岩气给天然气勘探理念所带来的改变

 

目前,我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段。国土资源部油气资源战略研究中心从2004年开始,与中国地质大学(北京)一起,跟踪调研我国页岩气资源状况和世界页岩气资源发展动态。2009年在全国油气资源战略选区专项中,设立并自行承担了“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区带优选”项目,同年11月,在重庆市彭水县连湖乡实施了第一口页岩气战略调查井,见到了良好的页岩气显示。国内三大石油公司积极调整结构和重点,将页岩气勘探开发列为非常规油气资源的首位。中国石油于2007年与美国新田石油公司签署了《威远地区页岩气联合研究》,2009年又与壳牌公司在重庆富顺—永川区块启动合作勘探开发项目。中国石化、中国海油和相关科研机构、高等院校等也已开始对页岩气进行研究和部署。

页岩气的成藏机理本身就证明了过去原本曾被忽视和放弃的区块和层位,在生、储、盖、保等条件均具备或优越的情况下,完全可能成为页岩气开发的“甜点”和“福地”,由此不仅从纵向上增加了天然气勘探开发的层位、组段,而且从平面上也扩大了寻找非常规天然气藏的领域和范围。更重要的是,解放了勘探家的思想、改变了勘探理念,既可能使新区勘探获得突破,又可能让老区、老井重获新生、焕发生机。

目前的研究结果认为,川南、川东、渝东南、黔北、鄂西等上扬子地区是我国页岩气的主要远景区。以四川盆地为例,依据评价结果:仅寒武系和志留系两套页岩,页岩气资源量就相当于该盆地常规天然气资源量的1.52.5倍。由此说明,我国页岩气资源勘探开发前景很好,具有加快勘探开发的资源基础[1]

三、页岩气开发的瓶颈

尽管页岩气开发在我国将面临一次历史性的机遇和选择, 但是目前我国页岩气的大规模开发还面临着以下瓶颈。

1.页岩气开发技术经验匮乏

先进钻探技术的应用已经使得美国页岩气大规模开发具有经济可行性,可是在我国,由于各种原因,页岩气的开发技术还不成熟,处于刚刚起步的阶段,页岩气开发技术和经验均匮乏。但可喜的是,目前国内已经开展了一系列页岩气开发试验并有望获得突破—— 201057,中国石化华东分公司页岩气方深1井特大型压裂施工获成功,该井采用降阻水大型压裂工艺,光套管压裂,施工历时5小时,共注入压裂液2121立方米,加砂量270吨,是国内首次对页岩进行的特大型压裂施工。该井位于贵州省大方县境内,地层属下寒武统牛蹄塘组黑色泥页岩烃源岩,厚99,目前该井按既定方案进行返排。

2.页岩气资源的开采难度大

页岩气的储集层页岩是由岩化的黏土、有机物质和矿物质混合而成,尽管有机质能够产生丰富的页岩气,但这些纹理清楚的岩石间的空隙太小、渗透率低、气流的阻力比常规天然气大,开采难度很大,几乎所有的井都需要实施储层压裂改造才能将天然气开采出来。我国开采页岩气的技术难度较之美国甚至更大:如我国四川盆地的页岩气层埋深(20003500米)要深于美国(8002600米),这无疑在我们本不占优的技术成熟度上又增添了高难度。

3.我国目前缺乏相关技术熟练的工人

美国有布局良好的大工业、有低成本的开采机构和技术熟练的工人,而中国要较长的时间才能达到美国的水平。

4.鼓励政策尚未出台

页岩气勘探开发成本高、投资回收周期长,经济效益短期内难以体现,需要国家出台相关的政策鼓励油气生产商大力开发页岩气资源。美国页岩气发展速度之所以快,离不开国家政策的支持,而这也是我国目前所不具备的。据悉,国家发改委和国家能源局20099月研究制定了关于鼓励页岩气勘探开发利用的政策,正在征求意见和修改完善中。

5.环保问题存在隐忧

目前页岩气开发最主要的方法是压裂法,在注入的压裂液中会加入化学物质,专家和环保人士担心这些化学物质有可能会污染地下水及蓄水层。

6.与国外能源机构合作亦存在不确定因素

我国与发达国家之间在新能源领域的合作还存在着一些不确定因素:比如技术的适用性、核心技术的保密等问题。

   四、建议

我们已经看到,页岩气勘探开发正由北美向全球扩展。页岩气在非常规天然气中异军突起,已成为全球油气资源勘探开发的新亮点;加快页岩气资源勘探开发,已成为世界主要页岩气资源大国和地区的共同选择。 党中央、国务院高度重视页岩气资源战略调查和勘探开发工作,已将页岩气纳入我国能源战略视野,正在制定的《科学发展的2030年国家能源战略》也将页岩气摆到了重要位置。为此,提出以下加快我国页岩气勘探开发步伐的建议:

1)加强基础研究,弄清资源“家底”,找到页岩气勘探开发的有利区,以点带面,力争尽早取得突破。

2)全国“一盘棋”,科学规划,合理布局,既不要一哄而上,也不能一蹶不振,形成战略调查与勘探开发的良性互动机制。

3)加强页岩气资料的集成利用,资源共享,成果分享,共同推进。

4)针对我国页岩分布和页岩气富集的地质条件,加强联合攻关,逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术,以及勘探、开发、集输、利用的“一条龙”配套方案。

   5)早日出台鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发的政策。

     

[1]  张大伟.我国页岩气资源战略调查和勘探开发战略构想[EB/OL]. http://www.gov.cn/gzdt/2010-01/29/
content_1522372.htm.

[2]  张金川,江生玲,唐玄,等.我国页岩气富集类型及资源特点[J].天然气工业,20092912):109-114.

[3]  谭蓉蓉.中国天然气工业网专题报道:非常规天然气开采的新希望——页岩气[EB/OL]. http://www.
cngascn.com/news_ztbd/category/.

注:本文为笔者为参加第376次香山科学会议而准备的发言提纲。

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