○ 文／邱中建 鄧松濤

中國非常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量達(dá)34×1012立方米。預(yù)計(jì)經(jīng)過20年左右，產(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的“半壁江山”，逐步成為中國天然氣產(chǎn)量的主體和助推中國能源結(jié)構(gòu)改善的生力軍。

非常規(guī)天然氣主要包括致密砂巖氣（以下簡稱致密氣）、煤層氣和頁巖氣等。近年來，以致密氣、煤層氣和頁巖氣為代表的非常規(guī)天然氣快速發(fā)展引起了世界的關(guān)注，特別是美國非常規(guī)天然氣的迅速發(fā)展使天然氣工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。作為發(fā)展中的大國，中國正處于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，急需大量的優(yōu)質(zhì)、清潔能源。從能源利用效率和CO2排放特征來看，天然氣無疑是當(dāng)前一個(gè)時(shí)期較為理想的清潔能源。非常規(guī)天然氣作為天然氣家族中較年輕的成員，在中國天然氣發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的戰(zhàn)略地位。因此，充分剖析美國非常規(guī)天然氣發(fā)展，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，定位好、發(fā)展好、利用好中國非常規(guī)天然氣資源對(duì)中國天然氣工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行具有重大戰(zhàn)略意義。

美國非常規(guī)天然氣大發(fā)展震驚世界

美國天然氣產(chǎn)量長期在高峰平臺(tái)運(yùn)行。按照5000×108m3作為天然氣年產(chǎn)量高峰平臺(tái)計(jì)算，1968年開始，美國天然氣即進(jìn)入了穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，40多年來持續(xù)在高峰平臺(tái)上運(yùn)行，長盛不衰。2010年，天然氣年總產(chǎn)量達(dá)6110×108m3，天然氣在美國一次能源消費(fèi)中的比重占27%。其中，致密氣1754×108m3、頁巖氣1378×108m3、煤層氣484×108m3。非常規(guī)天然氣總量達(dá)到3616×108m3，占美國天然氣年總產(chǎn)量的近60%。

美國天然氣在高峰平臺(tái)上運(yùn)行40多年，并成為世界成功利用天然氣的先驅(qū)，主要得益于非常規(guī)天然氣的發(fā)展。20世紀(jì)80年代中期，美國天然氣產(chǎn)量出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，非常規(guī)天然氣的快速崛起，很快彌補(bǔ)了常規(guī)天然氣產(chǎn)量下滑的缺口，并且持續(xù)發(fā)展，最近兩年使美國成為全球第一大產(chǎn)氣國，使美國天然氣進(jìn)口量大幅度減少，并使國際天然氣貿(mào)易價(jià)格整體偏低。

美國非常規(guī)天然氣快速發(fā)展的主要原因有三方面。一是外部條件良好。美國對(duì)天然氣的需求量巨大，20世紀(jì)末通過頒布《能源意外獲利法》等法律，采用稅收、補(bǔ)貼等政策來降低油氣企業(yè)開發(fā)非常規(guī)天然氣的風(fēng)險(xiǎn)，鼓勵(lì)非常規(guī)天然氣的開發(fā)，促使油氣公司開發(fā)非常規(guī)天然氣的積極性高漲。二是技術(shù)進(jìn)步解決了非常規(guī)天然氣開發(fā)面臨的一系列難題，尤其是水平井加分段壓裂及其系列配套技術(shù)使本來難以開發(fā)和動(dòng)用的非常規(guī)天然氣儲(chǔ)量得以動(dòng)用，單位成本大幅降低，形成規(guī)模效益，油氣公司利潤顯著增加。三是美國非常規(guī)天然氣資源雄厚。統(tǒng)計(jì)表明，美國天然氣總剩余技術(shù)可采資源量達(dá)到52×1012m3。其中，非常規(guī)天然氣資源技術(shù)可采資源量達(dá)到45×1012m3，是常規(guī)天然氣剩余技術(shù)可采資源量的6倍左右。此外，美國大部分非常規(guī)油氣區(qū)位于平原地區(qū)，具有便利的交通、平緩的地形以及豐富的水源，對(duì)實(shí)施非常規(guī)天然氣大規(guī)模開發(fā)非常有利。

美國非常規(guī)天然氣快速發(fā)展，主要取決于自身天然氣需求的驅(qū)使，得益于政策大力扶持、技術(shù)進(jìn)步保障、地理?xiàng)l件優(yōu)越、油氣企業(yè)受利益驅(qū)使經(jīng)營積極性高漲等因素，可謂占盡了天時(shí)、地利、人和。

非常規(guī)天然氣具備加快發(fā)展條件

中國能源結(jié)構(gòu)促使非常規(guī)天然氣必須與常規(guī)天然氣加快并重發(fā)展。中國一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭長期居高不下，石油比重較低，天然氣更是微不足道。2010年，中國一次能源消費(fèi)總量達(dá)35×108噸標(biāo)煤當(dāng)量，消費(fèi)結(jié)構(gòu)為煤炭占70%、石油占18%、天然氣占4%，其他占8%。

總體上中國能源消費(fèi)的現(xiàn)狀是過于重煤、高耗能、高排放。改善中國能源結(jié)構(gòu)，首要任務(wù)是降低煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重，增加天然氣、核能和其他可再生能源的比重。據(jù)中國工程院對(duì)中國能源中長期發(fā)展的預(yù)測，我國石油年產(chǎn)量長期保持在2×108t/a左右。

石油進(jìn)口量受各種因素特別是安全因素的影響，必須設(shè)置石油消費(fèi)量的上限。據(jù)估計(jì)，中國石油消費(fèi)量的上限在8×108t/a左右。因此，中國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重任就落在了天然氣的發(fā)展上。這既是中國天然氣發(fā)展的機(jī)遇，也是天然氣工業(yè)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。盡管最近10年中國天然氣產(chǎn)量增長迅速，從2000年的272×108m3到 2010 年的 968×108m3，產(chǎn)量增加了2倍多，天然氣探明儲(chǔ)量也大幅度增長，但相對(duì)于中國能源消費(fèi)量的增長，天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例增長并不明顯。

目前，中國常規(guī)天然氣仍處于高速發(fā)展時(shí)期，離進(jìn)入高峰期還為時(shí)尚早，但由于中國能源結(jié)構(gòu)過于畸形，不能走先發(fā)展常規(guī)天然氣再發(fā)展非常規(guī)天然氣的老路，而應(yīng)竭盡全力促使常規(guī)和非常規(guī)天然氣并重加快發(fā)展。同時(shí)，席卷全球的非常規(guī)天然氣的大發(fā)展為中國非常規(guī)天然氣發(fā)展增添了新的動(dòng)力。中國能源結(jié)構(gòu)的狀況和非常規(guī)天然氣的全球效應(yīng)決定了中國天然氣發(fā)展的理念應(yīng)為常規(guī)和非常規(guī)天然氣整體發(fā)展、共同發(fā)展，推進(jìn)中國天然氣的發(fā)展速度。

中國非常規(guī)天然氣資源極其豐富，可采資源量遠(yuǎn)大于常規(guī)天然氣資源量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國致密氣技術(shù)可采資源量為11×1012m3，煤層氣技術(shù)可采資源量為12×1012m3，頁巖氣技術(shù)可采資源量為11×1012m3。中國常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量為22×1012m3。非常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量合計(jì)為34×1012m3，接近常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量19×1012m3的2倍，具備加快發(fā)展的條件。

中國煤層氣分布示意圖

非常規(guī)天然氣發(fā)展的戰(zhàn)略地位

致密氣是非常規(guī)天然氣發(fā)展的領(lǐng)頭羊。

中國各大型沉積盆地內(nèi)普遍發(fā)育豐富的致密氣，有的盆地已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)化規(guī)模開采，如鄂爾多斯盆地、四川盆地等。2010年，鄂爾多斯盆地中國石油長慶油田公司年產(chǎn)天然氣211×108m3，其中蘇里格氣田年產(chǎn)致密氣105×108m3。另外，塔里木、準(zhǔn)噶爾、吐哈、松遼、渤海灣和柴達(dá)木等盆地均發(fā)現(xiàn)致密氣商業(yè)化氣流，部分盆地已獲得規(guī)模儲(chǔ)量。因此，致密氣是當(dāng)前最為現(xiàn)實(shí)和可靠的非常規(guī)天然氣資源。中國天然氣資源品位不斷變差，致密氣儲(chǔ)量將會(huì)增加更多，已有的開發(fā)成果表明，中國致密氣已經(jīng)形成了規(guī)模建產(chǎn)的配套技術(shù)，并且具有一大批從事致密氣勘探開發(fā)的一線隊(duì)伍和人才，具備加快發(fā)展的條件。如果政策支持，還可以使當(dāng)前非經(jīng)濟(jì)性的、更加致密的致密氣通過技術(shù)攻關(guān)被源源采出，資源、技術(shù)和政策將助推致密氣成為中國非常規(guī)天然氣發(fā)展的領(lǐng)頭羊。

煤層氣已有相當(dāng)基礎(chǔ)，具備加快發(fā)展的可能。

中國煤層氣資源十分豐富且分布廣泛。經(jīng)過多年準(zhǔn)備，煤層氣已具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)儲(chǔ)備，某些生產(chǎn)試驗(yàn)區(qū)已探明1000×108m3規(guī)模的儲(chǔ)量并已形成規(guī)模產(chǎn)能。

與美國煤層氣的發(fā)展主要是低階煤煤層氣相比，中國目前主要獲得高中階煤煤層氣產(chǎn)能。如中國石油天然氣股份有限公司山西沁水盆地樊莊區(qū)塊為高階煤煤層氣，經(jīng)過兩年排采，可實(shí)現(xiàn)單井日均產(chǎn)氣1780m3，已建成6×108m3的年產(chǎn)能。鄂東韓城區(qū)塊主要為中階煤煤層氣，經(jīng)過兩年排采后，可實(shí)現(xiàn)單井日產(chǎn)氣 1500m3~2000m3，已建成 5×108m3的年產(chǎn)能。中國低階煤煤層氣的成功開發(fā)目前較為少見，但低階煤煤層氣具有很大資源潛力，主要分布在西北和東北，資源量占全國的40%左右。若能順利開采這部分資源，中國煤層氣產(chǎn)量將會(huì)攀上新臺(tái)階。

總體上，煤層氣已經(jīng)具備加快發(fā)展的條件，應(yīng)加快煤層氣示范區(qū)的建設(shè)，完善相關(guān)技術(shù)，加快勘探開發(fā)進(jìn)程，盡快建立適應(yīng)不同煤階的開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤層氣的大規(guī)模上產(chǎn)。

頁巖氣前景光明，需要扎實(shí)工作。

頁巖氣為一種自生、自儲(chǔ)式非常規(guī)天然氣資源類型。美國最早在1821年就發(fā)現(xiàn)了頁巖氣，但由于長期受技術(shù)瓶頸的影響，沒有很好的經(jīng)濟(jì)性，發(fā)展緩慢。20世紀(jì)90年代末，隨著頁巖評(píng)價(jià)技術(shù)、水平井加分段壓裂技術(shù)、人工微地震監(jiān)測等核心配套技術(shù)的突破，開發(fā)頁巖氣的經(jīng)濟(jì)性才得到認(rèn)可，最近幾年在美國進(jìn)入大發(fā)展階段。2010年，美國頁巖氣產(chǎn)量為1378×108m3，占全年該國天然氣總產(chǎn)量的20%以上。

中國頁巖氣開發(fā)剛剛起步，對(duì)有利區(qū)頁巖評(píng)價(jià)技術(shù)、鉆水平井及分段壓裂改造技術(shù)都亟須進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。若攻關(guān)順利，中國將在“十二五”末形成系列配套技術(shù)，有望在2020年左右形成規(guī)模產(chǎn)能，并在2025年前后實(shí)現(xiàn)大發(fā)展。

根據(jù)較少的技術(shù)資料，筆者對(duì)頁巖氣進(jìn)行了初步的整體評(píng)估。據(jù)估計(jì)，中國有頁巖氣資源潛力的暗色頁巖主要分海相、陸相和海陸過渡相3種類型。其中，海相頁巖又分為穩(wěn)定區(qū)海相頁巖和改造破碎區(qū)海相頁巖。據(jù)評(píng)價(jià)，穩(wěn)定區(qū)海相頁巖是最為有利的頁巖氣資源潛力區(qū)。據(jù)初步評(píng)估，中國穩(wěn)定區(qū)海相頁巖資源量達(dá)到7.5×1012m3。可初步與美國海相頁巖氣進(jìn)行類比，盡管精度較差，仍能初步判斷中國頁巖氣潛力很大，但需要扎實(shí)工作。當(dāng)務(wù)之急是在有利地區(qū)再增加一批先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)，加大先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)的力度，對(duì)頁巖氣勘探、評(píng)價(jià)、開采、管理進(jìn)行全過程的攻關(guān)試驗(yàn)，包括高精度三維地震采集、處理和解釋，海相頁巖全方位的地質(zhì)評(píng)價(jià)，鉆水平井及精細(xì)分段壓裂，對(duì)各井段壓裂效果的微地震監(jiān)測，對(duì)試驗(yàn)區(qū)各井組鉆完井、壓裂、排液及試采的工廠化營運(yùn)，各井組長期試采產(chǎn)量遞減規(guī)律的研究等，逐步獲得經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行模式，再逐步推廣。

非常規(guī)天然氣發(fā)展的構(gòu)想

中國發(fā)展非常規(guī)天然氣應(yīng)該從哪些資源開始著手？

從資源可靠性、技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益來看，中國發(fā)展非常規(guī)天然氣應(yīng)首推致密氣，可優(yōu)先加快發(fā)展。致密氣資源可靠，并有迅速擴(kuò)大的趨勢，運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)，可以采出相當(dāng)部分的致密氣，并在政府政策支持下，通過繼續(xù)技術(shù)攻關(guān)，擴(kuò)大致密氣的開采范圍和深度，經(jīng)濟(jì)性尚可。

其次是煤層氣，可擴(kuò)大發(fā)展。煤層氣資源也很可靠。經(jīng)過多年的試驗(yàn)，技術(shù)基本過關(guān)，但還有很多工作需要進(jìn)行試驗(yàn)。煤層氣單井產(chǎn)量低，排采時(shí)間長，營利水平較低。

再次是頁巖氣。頁巖氣必須進(jìn)行先導(dǎo)試驗(yàn)，加強(qiáng)攻關(guān)，弄清經(jīng)濟(jì)效益狀況，預(yù)計(jì)用10年時(shí)間，在攻關(guān)基礎(chǔ)上形成較少的產(chǎn)量，并逐步加快發(fā)展。

至于中國非常規(guī)天然氣產(chǎn)量發(fā)展，將和美國一樣，非常規(guī)天然氣發(fā)展迅速，并很快占據(jù)天然氣總產(chǎn)量的一半，繼續(xù)發(fā)展將逐步超過常規(guī)天然氣的產(chǎn)量。美國用了20年時(shí)間，2010年非常規(guī)天然氣占當(dāng)年產(chǎn)量近60%。中國非常規(guī)天然氣資源豐富，若攻關(guān)順利，也可以用20年的時(shí)間，使非常規(guī)天然氣產(chǎn)量占到天然氣總產(chǎn)量的“半壁江山”。預(yù)計(jì)到2020年，中國天然氣產(chǎn)量達(dá)2000×108m3，其中常規(guī)天然氣1300×108m3、非常規(guī)天然氣700×108m3（其中致密砂巖氣500×108m3、煤層氣150×108m3、頁巖 氣 50×108m3）。2030年中國天然氣總產(chǎn)量達(dá)到3500×108m3，其中常規(guī)天然氣1500×108m3、非常規(guī)天然氣2000×108m3（其中致密砂巖氣1000×108m3，煤層氣 500×108m3，頁巖氣500×108m3），非常規(guī)天然氣將占中國天然氣總產(chǎn)量的60%。

中國一次能源消費(fèi)長期以來以煤為主，2010年中國一次能源消費(fèi)量為35×108噸標(biāo)煤當(dāng)量。其中，煤炭消費(fèi)量為26×108噸標(biāo)煤當(dāng)量，占總消費(fèi)量的70%；天然氣總消費(fèi)量折合1×108噸標(biāo)煤當(dāng)量，占總消費(fèi)量的4%。若按照中國2020年一次能源消費(fèi)量為43×108噸標(biāo)煤當(dāng)量、中國天然氣產(chǎn)量在2020年達(dá)到2000×108m3計(jì)算，再加上進(jìn)口天然氣，中國天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重有望超過10%。按照中國2030年一次能源消費(fèi)量為52×108噸標(biāo)煤當(dāng)量計(jì)算，預(yù)計(jì)中國天然氣產(chǎn)量在2030年為3500×108m3，加上進(jìn)口天然氣，中國天然氣在一次能源消費(fèi)中的比重有望突破15%。若保持石油消費(fèi)量比重基本不變，加上其他清潔能源的發(fā)展，中國煤炭在一次能源消費(fèi)中比重有望下降到50%左右，能源結(jié)構(gòu)得到改善。此外，中國自身天然氣的快速發(fā)展，將促使中國在進(jìn)口天然氣、能源安全、應(yīng)對(duì)碳排放談判等方面掌握主動(dòng)權(quán)，為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造良好條件。

隨著勘探的不斷深入，中國非常規(guī)天然氣資源量增幅將遠(yuǎn)大于常規(guī)天然氣。當(dāng)前是中國非常規(guī)天然氣發(fā)展的良好機(jī)遇期，應(yīng)發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，堅(jiān)持非常規(guī)天然氣和常規(guī)天然氣同時(shí)加快并重發(fā)展。在技術(shù)進(jìn)步、政策扶持和效益可期“三駕馬車”的拉動(dòng)下，中國非常規(guī)天然氣必將快速發(fā)展，預(yù)計(jì)用20年左右的時(shí)間，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量占據(jù)天然氣產(chǎn)量的“半壁江山”，隨后非常規(guī)天然氣繼續(xù)發(fā)展，最終成為天然氣產(chǎn)量的主體，必將在改善中國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)程中做出積極貢獻(xiàn)。