趙文智，董大忠，李建忠，張國(guó)生

(1.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司，北京 100007;2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

1 前言

中國(guó)石油與天然氣供給的對(duì)外依存度在不斷攀升。據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家發(fā)改委)統(tǒng)計(jì)，2011年中國(guó)石油對(duì)外依存度超過(guò)了56%，天然氣在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中的比例也接近5%，其對(duì)外依存度已上升到了24%。當(dāng)前，中國(guó)正在采取有效措施，加快非常規(guī)天然氣資源的勘探開(kāi)發(fā)，以進(jìn)一步遏制石油和天然氣資源的進(jìn)口。

頁(yè)巖氣是一種清潔、優(yōu)質(zhì)的化石能源，產(chǎn)自富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖為主的沉積巖系。北美對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)采利用已經(jīng)改變了北美區(qū)域能源供給格局，并正對(duì)全球能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生著重大影響［1］。2005年以來(lái)，中國(guó)相繼開(kāi)展了頁(yè)巖氣形成條件與富集規(guī)律、資源潛力與有利區(qū)帶評(píng)價(jià)等前期研究，并在四川盆地、渤海灣盆地等廣泛進(jìn)行了資源調(diào)查和工業(yè)化勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)［2］。目前，已經(jīng)在古生界海相、中新生代陸相頁(yè)巖地層中發(fā)現(xiàn)了工業(yè)性頁(yè)巖氣流，成為全球除北美以外地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣工業(yè)突破的國(guó)家，標(biāo)志著中國(guó)在頁(yè)巖氣資源開(kāi)發(fā)利用上邁出了重要的一步，未來(lái)將進(jìn)入關(guān)鍵發(fā)展期。

據(jù)中國(guó)工程院、國(guó)土資源部、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石油)、中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石化)等機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，中國(guó)頁(yè)巖氣資源有著較為良好的發(fā)展前景，有效勘探開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣將會(huì)加快提高天然氣在中國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重，保障中國(guó)能源安全供給，改善中國(guó)能源結(jié)構(gòu)。為此，探索中國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力與未來(lái)發(fā)展地位具有重要意義。

2 中國(guó)頁(yè)巖氣資源基礎(chǔ)

2.1 形成領(lǐng)域廣、類(lèi)型豐富

中國(guó)大陸處于太平洋、印度和西伯利亞等板塊交匯處，成盆演化體系復(fù)雜，早古生代發(fā)育海相地層沉積，晚古生代—中生代發(fā)育過(guò)渡相與湖相煤系頁(yè)巖沉積，同時(shí)中新生代還發(fā)育湖相頁(yè)巖沉積［3］。上述3種環(huán)境下發(fā)育的富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積共同構(gòu)成了頁(yè)巖氣資源形成的基本地質(zhì)條件。中國(guó)工程院2011年“中國(guó)頁(yè)巖氣和致密氣資源潛力與開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目成果認(rèn)為，中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域廣泛，但不同地質(zhì)發(fā)展演化階段、不同類(lèi)型沉積盆地不僅直接控制了富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的發(fā)育與分布，也直接影響著頁(yè)巖氣資源潛力。

中國(guó)海相頁(yè)巖主要發(fā)育在前古生代及早古生代，分布于華北、南方、塔里木和青藏4個(gè)地區(qū)。早古生代形成了多套海相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，如南方地區(qū)古生代海相富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖有(見(jiàn)圖1)［2～9］:下寒武統(tǒng)的筇竹寺組頁(yè)巖(∈1q)、中—上奧陶統(tǒng)的大乘寺—五峰組頁(yè)巖(O2－3d－w)、下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖(S1l)、中—上泥盆統(tǒng)印堂—羅富組(D2－3y－l)頁(yè)巖和下石炭統(tǒng)舊司組(C1j)頁(yè)巖。中國(guó)海相頁(yè)巖分布范圍廣，厚度大，高總有機(jī)碳(total organic carbon，TOC)含量頁(yè)巖段發(fā)育，熱成熟度高，微—納米級(jí)孔隙豐富，脆性礦物含量高，頁(yè)巖氣成藏條件優(yōu)越。

圖1 中國(guó)南方地區(qū)下古生界頁(yè)巖地層對(duì)比圖Fig.1 Strata correlation of the lower Palaeozoic shale formation of the South China

海陸過(guò)渡相—煤系頁(yè)巖在中國(guó)南方、陜甘寧、西北等地區(qū)廣泛發(fā)育［8，9］。研究表明，四川盆地的上三疊統(tǒng)須家河組和二疊系、南方地區(qū)的上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、渤海灣和鄂爾多斯盆地的石炭—二疊系、西北地區(qū)的侏羅系等海陸過(guò)渡相與陸相煤系頁(yè)巖面積大、有機(jī)碳含量高、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以III型干酪根為主，熱演化程度適中，Ro(鏡質(zhì)體反射率)為0.6% ～2.5%，處于生氣階段，部分處于生氣高峰期。因此，煤系頁(yè)巖可能成為中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域。

中國(guó)中新生代盆地多為陸相沉積，深湖和半深湖相形成了豐富的富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖，成為盆地的主力烴源巖［8，9］?，F(xiàn)階段多數(shù)湖相泥頁(yè)巖正處于大量生油期，僅在埋深較大的凹陷內(nèi)部進(jìn)入生氣階段。因此，湖相泥頁(yè)巖中頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣并存，縱向上具有“上油下氣”、橫向上具有“邊油中氣”展布特點(diǎn)。渤海灣盆地沙河街組、松遼盆地的青山口組、鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)統(tǒng)、四川盆地侏羅系可能具備形成一定規(guī)模湖相頁(yè)巖氣的地質(zhì)條件。

綜上所述，中國(guó)陸上富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖類(lèi)型多，時(shí)代廣，分布范圍大，具備頁(yè)巖氣形成的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域廣泛，只要成氣地質(zhì)條件合適，未來(lái)勘探發(fā)現(xiàn)潛力也會(huì)比常規(guī)油氣更大。

2.2 頁(yè)巖氣資源豐富

早在20世紀(jì)60年代，中國(guó)就在四川盆地發(fā)現(xiàn)了頁(yè)巖氣［3，7］。隨著北美地區(qū)頁(yè)巖氣資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，頁(yè)巖氣資源已得到中國(guó)政府和企業(yè)的高度重視，不僅開(kāi)展了廣泛的形成與富集理論研究和全國(guó)性的資源戰(zhàn)略調(diào)查與評(píng)價(jià)，也在不同地區(qū)進(jìn)行著資源勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。2010年中國(guó)頁(yè)巖氣勘探在南方古生界海相頁(yè)巖中率先實(shí)現(xiàn)突破，在四川盆地、鄂爾多斯盆地陸相頁(yè)巖中獲得重要發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了頁(yè)巖氣資源廣泛存在，顯示出良好的發(fā)展前景。

自2009年以來(lái)，許多學(xué)者與機(jī)構(gòu)從不同角度對(duì)中國(guó)頁(yè)巖氣資源開(kāi)展了預(yù)測(cè)(見(jiàn)表1)。結(jié)果表明中國(guó)頁(yè)巖氣資源豐富，其地質(zhì)資源量為30萬(wàn)億～166萬(wàn)億m3，技術(shù)可采資源量為7萬(wàn)億～45萬(wàn)億 m3。該預(yù)測(cè)結(jié)果反映中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展具有較好的資源基礎(chǔ)。

表1 中國(guó)陸上頁(yè)巖氣資源量預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical list of resources prediction of onshore shale gas in China

2.3 頁(yè)巖氣資源主體在海相

2011年中國(guó)工程院開(kāi)展的“中國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究”重大咨詢(xún)研究項(xiàng)目進(jìn)一步加強(qiáng)了我國(guó)海相頁(yè)巖氣資源潛力評(píng)價(jià)。通過(guò)中美頁(yè)巖氣地質(zhì)與勘探開(kāi)發(fā)條件類(lèi)比，厘定了中國(guó)頁(yè)巖氣形成與富集條件;通過(guò)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖基礎(chǔ)圖件編制，落實(shí)有利頁(yè)巖氣與核心區(qū)分布范圍;把有限的單井資料與地質(zhì)分區(qū)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了由點(diǎn)到面/由點(diǎn)到類(lèi)的總體評(píng)價(jià)，保證評(píng)價(jià)的客觀(guān)性;做好與美國(guó)產(chǎn)氣頁(yè)巖的類(lèi)比，保證評(píng)價(jià)數(shù)量級(jí)的準(zhǔn)確性。按表2所列的條件與標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)落實(shí)了有利海相頁(yè)巖氣區(qū)范圍(穩(wěn)定區(qū)面積與深度)、富有機(jī)質(zhì)(TOC＞2%)頁(yè)巖厚度(集中段厚度與連續(xù)分布范圍)、成熟度、頁(yè)巖含氣量地層壓力系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)，采用專(zhuān)家問(wèn)卷調(diào)查法、類(lèi)比法、含氣量法等多種方法重點(diǎn)評(píng)價(jià)了海相頁(yè)巖氣，概略評(píng)價(jià)了海陸過(guò)渡相—煤系和湖相頁(yè)巖氣，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行特爾菲法綜合，獲得較為客觀(guān)、準(zhǔn)確的頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量。

專(zhuān)家問(wèn)卷調(diào)查法中，共獲得了19位中國(guó)油氣行業(yè)及近年來(lái)對(duì)中國(guó)頁(yè)巖氣做了大量研究的專(zhuān)家的預(yù)測(cè)(見(jiàn)表3)。對(duì)19位專(zhuān)家的預(yù)測(cè)結(jié)果經(jīng)加權(quán)計(jì)算得頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為8.3萬(wàn)億～16.1萬(wàn)億m3，期望值為10.5萬(wàn)億m3。類(lèi)比法中，頁(yè)巖氣資源豐度既參考了美國(guó)頁(yè)巖氣可采資源豐度(0.32億 m3/km2，EIA，2011)［1，10，11］，也研究了四川盆地蜀南地區(qū)頁(yè)巖氣資源豐度(0.30億m3/km2)。類(lèi)比法預(yù)測(cè)中國(guó)海相頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源為7萬(wàn)億～8萬(wàn)億m3，期望值為7.5萬(wàn)億m3。含氣量法中，頁(yè)巖含氣量取值依據(jù)四川盆地及周邊井下巖芯實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，剔除構(gòu)造影響，按分布頻率綜合確定。筇竹寺組頁(yè)巖含氣量主體為1.5～3.5 m3/t，龍馬溪組頁(yè)巖含氣量主體為 2.0 ～4.0 m3/t，含氣量綜合取值2.3 m3/t，由此預(yù)測(cè)的海相頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源為9萬(wàn)億～11萬(wàn)億m3，期望值為10萬(wàn)億m3。

表2 中國(guó)頁(yè)巖氣形成與富集有利區(qū)評(píng)價(jià)條件與標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Advantageous conditions and standard of shale gas formation and enrichment in China

表3 中國(guó)油氣專(zhuān)家對(duì)中國(guó)頁(yè)巖氣資源預(yù)測(cè)結(jié)果表Table 3 Prediction list of shale gas resources in China made by Chinese experts萬(wàn)億m3

對(duì)上述預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行蒙特卡洛概率綜合(見(jiàn)表4)，中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為9.2萬(wàn)億～11.8萬(wàn)億m3，期望值為10萬(wàn)億m3。其中海相頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為7.5萬(wàn)億m3，煤系頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為2.2萬(wàn)億m3，湖相頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為0.3萬(wàn)億m3。中國(guó)頁(yè)巖氣資源以海相為主(主要分布在南方地區(qū))，占75%;煤系和湖相頁(yè)巖氣資源(以上揚(yáng)子、華北地區(qū)為主)僅占25%(見(jiàn)圖2)。需要說(shuō)明的是文章對(duì)中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源的預(yù)測(cè)，除考慮技術(shù)條件外，還考慮了部分經(jīng)濟(jì)因素，因此，為介于技術(shù)資源與經(jīng)濟(jì)資源間的一個(gè)預(yù)測(cè)結(jié)果。

表4 中國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源總量測(cè)算表Table 4 Prediction list of technical recoverable resources of shale gas in China萬(wàn)億m3

綜上所述，中國(guó)頁(yè)巖氣資源與煤層氣、致密氣等非常規(guī)天然氣資源大體相當(dāng)。海相頁(yè)巖厚度大、分布面積廣、有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型好，先導(dǎo)性試驗(yàn)已有多口井在四川盆地及周緣下古生界海相頁(yè)巖層系獲得工業(yè)氣流，顯示出良好的勘探開(kāi)發(fā)前景。研究也發(fā)現(xiàn)海相頁(yè)巖熱演化程度高，在盆地內(nèi)部埋深較大，經(jīng)濟(jì)成本及工程工藝技術(shù)的適應(yīng)性將是海相頁(yè)巖氣有效勘探開(kāi)發(fā)的重要因素;在盆地以外地區(qū)，海相頁(yè)巖受多期構(gòu)造活動(dòng)的疊加改造，斷裂發(fā)育程度、構(gòu)造復(fù)雜程度與頁(yè)巖氣保存條件的有效性會(huì)成為海相頁(yè)巖氣富集的關(guān)鍵因素。

圖2 中國(guó)頁(yè)巖氣資源構(gòu)成圖Fig.2 Constitute map of the shale gas resources in China

3 中國(guó)頁(yè)巖氣未來(lái)發(fā)展前景

3.1 發(fā)展剛剛起步，具有快速發(fā)展的潛力和良好前景

美國(guó)天然氣的利用經(jīng)歷了先常規(guī)氣、后非常規(guī)氣的發(fā)展歷程。美國(guó)的頁(yè)巖氣早在1821年就已發(fā)現(xiàn)，但直到2000年頁(yè)巖氣產(chǎn)量才突破100億m3(實(shí)際為112億m3)。21世紀(jì)初以來(lái)，隨著水平井鉆探及分段多級(jí)壓裂技術(shù)的進(jìn)步，美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)取得突破性進(jìn)展，產(chǎn)量大幅度快速增長(zhǎng)。2010年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)到了1 378億m3，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量的23%［1，12］。加上致密氣和煤層氣產(chǎn)量，2010 年美國(guó)非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的60%，助推美國(guó)成為全球第一大產(chǎn)氣國(guó)，改變了美國(guó)天然氣供應(yīng)格局，對(duì)世界油氣供應(yīng)格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。在美國(guó)頁(yè)巖氣快速發(fā)展的影響下，全球掀起了一場(chǎng)“頁(yè)巖氣革命”，歐洲的德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞典、奧地利與波蘭，亞洲的中國(guó)與印度，大洋洲的澳大利亞與新西蘭，非洲的南非等國(guó)家開(kāi)始對(duì)本國(guó)頁(yè)巖氣資源進(jìn)行前期研究與評(píng)價(jià)，其中中國(guó)、印度、新西蘭已經(jīng)取得了單井突破并進(jìn)入試驗(yàn)性開(kāi)采階段。

同北美相比，中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)僅處于起步階段。但自2000年以來(lái)，中國(guó)已進(jìn)行了廣泛的前期地質(zhì)條件評(píng)價(jià)與全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查，并在多個(gè)地區(qū)不同類(lèi)型頁(yè)巖地層中進(jìn)行了頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)。2009年中國(guó)石油與殼牌(Shell)在四川盆地富順—永川區(qū)塊啟動(dòng)了中國(guó)第一個(gè)頁(yè)巖氣國(guó)際合作勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，在四川盆地威遠(yuǎn)—長(zhǎng)寧、云南昭通等地區(qū)率先開(kāi)展了頁(yè)巖氣工業(yè)生產(chǎn)先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)。2010年中國(guó)石化與英國(guó)石油公司(BP)合作開(kāi)展貴州凱里、蘇北黃橋等地區(qū)的頁(yè)巖氣前期評(píng)價(jià)。與此同時(shí)，國(guó)土資源部、石油企業(yè)及相關(guān)科研院校開(kāi)展了中國(guó)揚(yáng)子地區(qū)頁(yè)巖氣資源調(diào)查與選區(qū)評(píng)價(jià)示范區(qū)建設(shè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)圖3)，至2011年中國(guó)已在四川、鄂爾多斯、渤海灣、沁水、泌陽(yáng)等盆地，云南昭通、貴州大方、建南、銅仁等地區(qū)開(kāi)展了頁(yè)巖氣鉆探與水力壓裂試氣，完鉆頁(yè)巖氣井35口(水平井5口)，水力壓裂試氣井14口(水平井2口)，獲工業(yè)氣(油)流井11口(水平井1口)，初產(chǎn)過(guò)萬(wàn)立方米氣井7口，尤其是陽(yáng)101井(直井)，其初始日產(chǎn)量達(dá)6萬(wàn)m3，在四川盆地、云南昭通實(shí)現(xiàn)了古生界海相頁(yè)巖氣突破，在四川盆地、鄂爾多斯盆地實(shí)現(xiàn)了陸相頁(yè)巖氣突破，在泌陽(yáng)盆地實(shí)現(xiàn)了陸相頁(yè)巖油突破。總之，借鑒北美頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展廣泛國(guó)際交流與合作，中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)已見(jiàn)到好苗頭，相信在國(guó)家政策扶持下，通過(guò)進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和工程技術(shù)攻關(guān)，加大勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，中國(guó)頁(yè)巖氣會(huì)得到更大發(fā)展，從而增強(qiáng)中國(guó)天然氣開(kāi)發(fā)利用規(guī)模，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和環(huán)境質(zhì)量改善。

3.2 未來(lái)發(fā)展產(chǎn)量規(guī)模預(yù)測(cè)

頁(yè)巖氣資源的勘探開(kāi)發(fā)前景日益凸顯，已引起人們的廣泛關(guān)注，有效利用頁(yè)巖氣資源可以在較大程度上滿(mǎn)足未來(lái)能源需求。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)全球頁(yè)巖氣產(chǎn)量將有較快速度的增長(zhǎng)，如美國(guó)預(yù)測(cè)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將在2035年占其天然氣總產(chǎn)量的45%以上［1］。

圖3 中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)形勢(shì)圖Fig.3 Situation of exploration and development of shale gas in China

關(guān)于中國(guó)頁(yè)巖氣未來(lái)發(fā)展規(guī)模，依據(jù)中國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力，已有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2015年頁(yè)巖氣產(chǎn)量規(guī)模有望達(dá)到65億m3，2020年有望實(shí)現(xiàn)800億m3。研究中，按照美國(guó)頁(yè)巖氣前20年(1980—2000年)平均年新增產(chǎn)量5億m3，后10年(2001—2010年)平均年新增產(chǎn)量90億m3的綜合發(fā)展趨勢(shì)，如果中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量按穩(wěn)產(chǎn)20年，采用Pad井場(chǎng)，每個(gè)井場(chǎng)鉆6口水平井，可控制面積3 km2，在不同單井產(chǎn)量規(guī)模下，核心區(qū)面積估算為:單井初始產(chǎn)量為10萬(wàn)m3/d，最小頁(yè)巖氣核心區(qū)面積為0.77萬(wàn)km2;單井初始產(chǎn)量為8萬(wàn)m3/d，最小頁(yè)巖氣核心區(qū)面積為0.96萬(wàn)km2;單井初始產(chǎn)量為 6萬(wàn)m3/d，最小頁(yè)巖氣核心區(qū)面積為1.28萬(wàn) km2;單井初始產(chǎn)量為5萬(wàn)m3/d，最小頁(yè)巖氣核心區(qū)面積為1.53萬(wàn)km2。中國(guó)頁(yè)巖氣有利區(qū)面積為25萬(wàn)～30萬(wàn)km2，預(yù)計(jì)可以滿(mǎn)足產(chǎn)量目標(biāo)，即2020年達(dá)到100億m3、2030年達(dá)到600億m3。

3.3 發(fā)展節(jié)奏預(yù)測(cè)

頁(yè)巖氣為典型的非常規(guī)氣藏，要實(shí)現(xiàn)有效動(dòng)用，工程工藝技術(shù)和規(guī)?；a(chǎn)是關(guān)鍵。美國(guó)經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，探索出一套先進(jìn)的頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)，主要有微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)、水平井+多段壓裂技術(shù)、清水壓裂技術(shù)和近期出現(xiàn)的最新壓裂技術(shù)——同步壓裂技術(shù)。這些先進(jìn)技術(shù)的規(guī)模推廣應(yīng)用不但大幅提高了頁(yè)巖氣單井產(chǎn)能，而且延長(zhǎng)了頁(yè)巖氣井開(kāi)采期限;規(guī)模化生產(chǎn)(即“井工廠(chǎng)”)方式的采用，縮短了鉆井和壓裂周期，有效降低了頁(yè)巖氣開(kāi)采成本。中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)尚為起步階段，發(fā)展基礎(chǔ)與北美頁(yè)巖氣成熟區(qū)相比有較大差距。因此，中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)不會(huì)一蹴而就，需要一定時(shí)間的探索與實(shí)踐。未來(lái)中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)應(yīng)采取“三步走”的發(fā)展思路，通過(guò)加強(qiáng)工程技術(shù)攻關(guān)和先導(dǎo)試驗(yàn)、引入市場(chǎng)機(jī)制和扶持政策等措施，扎實(shí)推進(jìn)，盡早實(shí)現(xiàn)工業(yè)突破和大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用。第一步，“十二五”期間以四川盆地海相頁(yè)巖氣為重點(diǎn)，開(kāi)辟若干先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，初步形成適合中國(guó)特點(diǎn)的勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)方式，同時(shí)加強(qiáng)全國(guó)資源落實(shí)和有利區(qū)優(yōu)選，2015年形成10億m3左右工業(yè)產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)起步。第二步，“十三五”期間全面突破南方海相頁(yè)巖氣，落實(shí)核心開(kāi)發(fā)區(qū)，形成先進(jìn)適用的勘探開(kāi)發(fā)配套技術(shù)與裝備，實(shí)現(xiàn)規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的起步，并探索陸相和海陸過(guò)渡相頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，2020年產(chǎn)量達(dá)到100億m3。第三步，2020年以后形成便捷、高效、低成本和環(huán)境友好的勘探開(kāi)發(fā)配套技術(shù)，產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，2030年產(chǎn)量達(dá)到600億m3左右。

4 頁(yè)巖氣在未來(lái)天然氣發(fā)展中具有重要地位

4.1 頁(yè)巖氣發(fā)展將有效改善中國(guó)天然氣利用比例過(guò)低的狀況

頁(yè)巖氣成分以甲烷為主，不含硫化氫，相比其他天然氣氣質(zhì)更好。眾所周知，同等條件下，天然氣排放的CO2為石油的67%，為煤的44%;與煤排放的污染物相比，灰分為1∶148，SO2為1∶2 700，NOx為1∶29。若考慮到煤炭開(kāi)發(fā)利用的外部成本，頁(yè)巖氣將比煤炭更具競(jìng)爭(zhēng)力。

未來(lái)發(fā)展中，隨著勘探開(kāi)發(fā)理論與技術(shù)突破，中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將快速增長(zhǎng)，推動(dòng)天然氣消費(fèi)量整體快速上升。2011年中國(guó)已成為全球第四大天然氣消費(fèi)國(guó)，但天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例仍然不足5%，與世界平均水平23.8%相差較大，與亞太地區(qū)11.2%的平均水平相比差距也非常明顯，具有進(jìn)一步加大天然氣消費(fèi)量、提升消費(fèi)比例的空間。頁(yè)巖氣的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用必將能夠促進(jìn)中國(guó)天然氣的大發(fā)展。

4.2 中國(guó)天然氣需求旺盛，頁(yè)巖氣有望實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展

2009年來(lái)美國(guó)天然氣年產(chǎn)量突破6 000億m3，成為世界上最大的天然氣生產(chǎn)國(guó)，基本實(shí)現(xiàn)自給，主要得益于頁(yè)巖氣的快速開(kāi)發(fā)。自1993年中國(guó)成為石油凈進(jìn)口國(guó)之后，2011年對(duì)外依存度達(dá)到56%以上。中國(guó)天然氣的情況也不容樂(lè)觀(guān)，2005年也開(kāi)始進(jìn)口。盡管中國(guó)天然氣產(chǎn)量大幅度提高，但是需求量加大、對(duì)外依存度不斷增加，2011年對(duì)外存度超過(guò)了20%，預(yù)計(jì)將很快超過(guò)30%。因此，中國(guó)的能源安全問(wèn)題十分嚴(yán)峻，積極開(kāi)發(fā)中國(guó)天然氣后備資源是當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)未來(lái)頁(yè)巖氣發(fā)展應(yīng)以海相頁(yè)巖氣為重點(diǎn)，創(chuàng)新管理體制，調(diào)動(dòng)各方面積極性，大力加強(qiáng)工業(yè)化先導(dǎo)試驗(yàn)，用5～10年時(shí)間，突破關(guān)鍵工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)模開(kāi)發(fā)利用。

5 結(jié)語(yǔ)

1)中國(guó)發(fā)育海相、海陸過(guò)渡相和陸相三類(lèi)富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為9億 ～12億m3，其中海相頁(yè)巖氣最現(xiàn)實(shí)，煤系頁(yè)巖氣存在很大不確定性，湖相頁(yè)巖氣可能具有一定的資源潛力。

2)中國(guó)頁(yè)巖氣基礎(chǔ)研究與勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)剛剛起步，已見(jiàn)到好苗頭，但大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用需要加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)和準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)2011—2020年將是我國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展的關(guān)鍵期，將進(jìn)入技術(shù)試驗(yàn)、準(zhǔn)備與工業(yè)化應(yīng)用階段，初步形成適合我國(guó)地質(zhì)特點(diǎn)、低成本的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，形成較為完善的有效開(kāi)發(fā)方式。

3)預(yù)計(jì)2020年前后我國(guó)頁(yè)巖氣年產(chǎn)量為100億m3左右，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化起步;之后進(jìn)入快速發(fā)展階段，2030年有望達(dá)到600億m3。

4)頁(yè)巖氣的發(fā)展將有效助推我國(guó)天然氣的快速發(fā)展，提升天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中的比例，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全具有重要意義。

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