美國著名地質(zhì)學(xué)家普拉特曾說過這樣一句話“找到石油的地方,是在人們的腦海里”。
長期以來,由于受認識的束縛以及技術(shù)的限制,頁巖油氣等非常規(guī)資源并沒有引起人們的重視。但隨著水平井鉆完井及多級分段壓裂等技術(shù)進步,使得頁巖油氣的開發(fā)成本大大降低、經(jīng)濟性大為改善,尤其隨著國際油價的持續(xù)攀升,使得這種長期被忽視的油氣資源逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點。
時機成熟,蓄勢待發(fā)
在“油氣有機生成學(xué)說”中,生烴巖層中所產(chǎn)生的油氣被排出、遷移,富集于有較高孔隙性、滲透性的巖層空間內(nèi),形成了常規(guī)油氣藏。事實上,常規(guī)油氣只占油氣總資源的20%,80%的油氣資源屬于非常規(guī)油氣,而頁巖氣就是非常規(guī)油氣的一種。
頁巖氣是主體上以吸附或游離狀態(tài)存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質(zhì)巖類夾層中的天然氣,大多位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中。過去,要實現(xiàn)頁巖氣的大規(guī)模開采實際上并不容易。必須通過大規(guī)模地層壓裂,在頁巖里人工制造大量的長裂縫,并把裂縫支撐住,形成氣體的通道,讓氣體保持壓力并源源不斷地流入井筒,進入采集系統(tǒng),最后送到集輸管道,這其間的技術(shù)難度讓頁巖氣的開發(fā)利用一直可望而不可及。
直到上世紀(jì)70年代, 當(dāng)時西方正發(fā)生石油危機,石油峰值論以及阿拉伯國家的“石油武器”逼使美國將目光放到了煤層氣、油砂、致密氣、頁巖氣等各種非傳統(tǒng)油氣資源上。美國能源部下屬的化石能源辦公室在當(dāng)時就意識到,創(chuàng)新性技術(shù)對于這些非傳統(tǒng)油氣資源開發(fā)的重要性,因此美國從1977年開始投資泥盆紀(jì)頁巖的研究,尋求和開發(fā)新技術(shù)以應(yīng)對非常復(fù)雜的頁巖地質(zhì)條件。
通過長期以來對美國東部頁巖,西部砂巖以及煤層氣的開采和研究,美國能源部開發(fā)了各種先進的頁巖勘探和開采技術(shù),這些先進技術(shù)為今天的頁巖氣規(guī)模化生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持。
進入本世紀(jì),隨著水平鉆井和地層壓裂等技術(shù)日趨成熟,頁巖氣終于掙脫了大自然的束縛,能夠為人類廣泛使用。
油氣能源家族的新“寵兒”
其實,全球頁巖油氣資源非常豐富。據(jù)美國《油氣》雜志援引專家們預(yù)測,全世界頁巖油儲蓄約11萬億噸~13萬億噸,遠遠超過4000多億噸的世界常規(guī)石油儲量。
美國能源信息署計算,美國的非常規(guī)天然氣儲量中,有機頁巖儲量十分巨大,按照美國目前擁有的技術(shù)測算,可開采天然氣儲量超過了49.38萬億立方米,其中頁巖氣、致密型砂巖氣和煤層氣等非常規(guī)天然氣占當(dāng)中的60%。而且,未來美國天然氣可采儲量的增長還將主要來自非常規(guī)天然氣,其中頁巖氣的產(chǎn)量占所有天然氣總產(chǎn)量的比重,將從2007年的12%上升到2013年的35%,到2030年這一比重還將可能上升到55%。
美國頁巖氣產(chǎn)量的急劇增加,引起國際社會對頁巖氣開發(fā)的高度關(guān)注,許多國家紛紛采取措施,加快本國頁巖氣資源勘查與開發(fā)。加拿大是繼美國之后第二個實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化開采的國家,其2009年頁巖氣產(chǎn)量達72億立方米。目前,全球已有30多個國家展開頁巖氣勘探開發(fā)工作,包括歐洲的波蘭、法國、挪威、烏克蘭和瑞典;亞太地區(qū)的中國、印度、印尼以及澳大利亞等國家。
不過,北美以外國家的頁巖氣開發(fā)大多仍處于初級階段。以歐洲為例,其大部分項目還停留在預(yù)鉆孔階段。德國、法國和瑞典的頁巖氣項目尚在研究和試驗性開發(fā)階段,部分企業(yè)在著手商業(yè)性勘探開發(fā)。波蘭頁巖氣可采資源量有5.3 萬億立方米,為歐洲之最,2010 年波蘭有5 個頁巖氣勘探項目開始啟動。
中國頁巖氣資源潛力不小
中國頁巖油氣資源豐富,據(jù)我國國土資源部門資料顯示,我國頁巖氣可采資源潛力為25.08萬億立方米,資源量與美國旗鼓相當(dāng),開采潛力較大。美國能源情報局局長理查德·紐厄爾2010年3月初在阿姆斯特丹的一個會議上表示:中國確實擁有非常充足的頁巖氣資源。他還預(yù)計,頁巖氣可能成為中國天然氣的一個“重要資源”。
對中國來說,雖然隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快和經(jīng)濟增長方式的轉(zhuǎn)變,單位能源消耗水平會逐步降低,能源利用率會逐步提高,但由于經(jīng)濟總量的不斷提升,經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大,能源的總消耗水平仍難以大幅度下降。按照目前的能源結(jié)構(gòu),要減少污染排放,實現(xiàn)向世界公開承諾的污染排放控制目標(biāo),還有很長的路要走。如果能夠規(guī)?;_發(fā)和利用頁巖氣,用其置換和替代一部分煤炭,無疑也是減排的有效手段之一。
據(jù)悉,早在去年的3月16日,我國第一部《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011~2015)》就已經(jīng)出爐。規(guī)劃提出,到2015年,頁巖氣將初步實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),產(chǎn)量將達到65億立方米/年,到2020年,產(chǎn)量最高可以達到1000億立方米。
去年的9月,國土資源部在其官方網(wǎng)站發(fā)布公告,面向社會各類投資主體公開招標(biāo)出讓頁巖氣探礦權(quán)。本次招標(biāo)共推出20個區(qū)塊,總面積為20002平方公里,地點分布在重慶、貴州、湖北、湖南、江西、浙江、安徽、河南8個省。公告顯示,凡在中華人民共和國境內(nèi)注冊,注冊資本金在人民幣3億元以上,具有石油天然氣或氣體礦產(chǎn)勘查資質(zhì)、或與已具有資質(zhì)的企事業(yè)單位建立合作關(guān)系的內(nèi)資企業(yè)和中方控股的中外合資企業(yè),均可投標(biāo)。
開發(fā)利用,路遠道艱
頁巖氣開發(fā)已是大勢所趨,但伴隨著開發(fā)的熱潮,開采技術(shù)的制約、環(huán)境的污染、初期投入大、開發(fā)成本高、回報周期長等各方面問題仍面臨著爭議。
與發(fā)達國家相比,我國頁巖氣勘探開發(fā)起步晚、差距大。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。比如分段壓裂,美國目前能夠達到20段,而國內(nèi)目前只能達到8~10段。另外與美國相比,我國地質(zhì)條件較為復(fù)雜,地質(zhì)斷裂、褶皺相對較多,頁巖氣層埋藏深。以四川盆地為例,頁巖氣層深度多為1500~4000米,而美國的頁巖氣層深度多為800~2600米。
除此之外,美國頁巖氣產(chǎn)區(qū)主要分布在比較穩(wěn)定的大地構(gòu)造單元內(nèi);而中國總體處在活動性較強的區(qū)域,眾多的頁巖層都經(jīng)歷了強烈的后期改造。因此,美國技術(shù)在我國地質(zhì)結(jié)構(gòu)面前難以照搬。
再者,頁巖氣的開發(fā)還存在一定的環(huán)保問題。頁巖氣資源總體屬于“低品位”油氣資源。開發(fā)頁巖氣,美國主要采用“大量打井,打水平井,多段壓裂”的辦法。這種辦法占用土地較多,用水較多,海量運輸有影響生態(tài)環(huán)境的可能,大量鉆井液、壓裂液需要經(jīng)過無害處理,作業(yè)過程中烴類氣體容易出現(xiàn)逸散等原因造成的環(huán)境問題,已導(dǎo)致美國、加拿大、歐洲叫停了一些頁巖氣項目。
在我國,人均擁有土地、水資源的數(shù)量都大大低于美國。又經(jīng)歷一段時間的大規(guī)模開發(fā),生態(tài)環(huán)境也較美國脆弱,我國多數(shù)地區(qū)能否承受這樣一套做法,還有待進一步研究。
步步為營,穩(wěn)步前進
對于目前我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的前景,相關(guān)專家紛紛提出了一些建議與意見:
首先,應(yīng)該分析情況。從美國頁巖氣發(fā)展的經(jīng)歷來看,中國頁巖氣還有很多基礎(chǔ)工作要做,還有很長的路要走。對頁巖氣開發(fā)既要重視,又要務(wù)實;既要學(xué)習(xí)美國的經(jīng)驗,又不能盲目追隨。
其次,要加強頁巖氣技術(shù)開發(fā)。當(dāng)前中國頁巖氣發(fā)展面臨的主要問題之一是:想突破開發(fā)瓶頸,尚需要大量的勘探工作量和資金投入。對此,我國可以嘗試吸引有資質(zhì)的國外石油公司,把人才、技術(shù)、資金、管理等生產(chǎn)要素投入到國內(nèi)頁巖氣開發(fā)中來,對促進國內(nèi)頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展將有著積極的現(xiàn)實意義。
最后是制定更多鼓勵頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)的政策。具體可以參照國內(nèi)煤層氣勘探開發(fā)的相關(guān)政策,給予頁巖氣勘探開發(fā)更多的優(yōu)惠,比如鼓勵更多社會資金投入到頁巖氣開發(fā);減免頁巖氣探礦權(quán)和采礦權(quán)使用費;對頁巖氣開發(fā)關(guān)鍵設(shè)備免征進口環(huán)節(jié)增值稅和關(guān)稅;對關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用給予優(yōu)惠等等。