□ 文、圖/本刊記者 袁偉

頁巖氣又一年—2014年中國頁巖氣勘探開發(fā)情況報告

□ 文、圖/本刊記者 袁偉

2014年12月4日至7日，中國地質(zhì)學(xué)會與中國地質(zhì)大學(xué)（北京）在北京召開“第二屆頁巖氣國際學(xué)術(shù)研討會”。本刊記者全程進行了采訪，其中12月4日和5日主要是野外考察巖石露頭，研討會在6日和7日兩天舉行。

參加這次研討會的，是來自多個領(lǐng)域的300多名代表，一是中國科學(xué)院、中國工程院、中國地質(zhì)大學(xué)（北京）、中國石油大學(xué)（北京）等科研教學(xué)機構(gòu)的教授專家和參與相關(guān)課題研究的博士和碩士；二是中國石油、中國石化、延長石油、神華集團、北京能源集團、華油集團等企業(yè)代表；三是澳大利亞、美國、法國等國的企業(yè)和研究機構(gòu)的代表；四是地方政府的代表，如一些省市區(qū)的國土資源部門。

中國工程院院士康玉柱、何繼善、馬永生，以及中科院院士金之鈞等國內(nèi)非常規(guī)油氣資源方面的知名專家參加了會議并分別發(fā)表了演講，中國石油勘探開發(fā)研究院等國內(nèi)主要科研機構(gòu)派專家參會并發(fā)表演講。會議對2014年全國頁巖油及頁巖氣勘探開發(fā)取得的進展和科研成果進行了總結(jié)，交流了工程技術(shù)、降本增產(chǎn)等方面的實踐經(jīng)驗，從技術(shù)和經(jīng)濟兩個角度，探討了下一步的努力方向。

進展

2014年，進行大規(guī)模實質(zhì)性投資并取得重要進展的，仍然是中國石油和中國石化、延長石油等傳統(tǒng)的國有石油企業(yè)。在國家第一輪和第二輪頁巖氣招標(biāo)中中標(biāo)的企業(yè)絕大多數(shù)仍持觀望態(tài)度，并無實際投資。只有個別中標(biāo)企業(yè)實施了鉆井和試采作業(yè)，并取得了一定進展。

中國石化在重慶涪陵焦石壩的頁巖氣開采無疑是中國頁巖氣領(lǐng)域的最大亮點。原計劃全年生產(chǎn)天然氣10億立方米，結(jié)果這一目標(biāo)到10月底就基本完成了。

中國石化在焦石壩的頁巖氣開發(fā)，集中了幾乎所有的有利條件，可以說是“萬千寵愛于一身”。用中國科學(xué)院院士金之鈞的話說：“所有好的要素在焦石壩相遇了?！笔紫?，奧陶系五峰組和志留系龍馬溪組下部的含氣頁巖厚度達89米，泥頁巖在焦石壩地區(qū)290平方千米的范圍內(nèi)，儲層一致性強；高碳高硅，脆性高，脆性指數(shù)平均為52%；孔隙度達到4.61%，有機碳含量平均達到2.42%，最高達5.89%，成熟度適中，儲層含氣飽和度高，達到每噸巖石含氣6立方米的豐度。地層壓力系數(shù)高，2250米—3000米的埋深，壓力系數(shù)達到1.55以上。焦石壩的38米厚的主力儲層中，孔隙都是橢圓的，說明已經(jīng)過了生氣高峰期，形象地說，就是孔隙被壓偏了。正是因為有了孔隙，與教科書上定義的頁巖氣“以吸附態(tài)賦存于巖石層中”不同，焦石壩頁巖氣田的天然氣中，游離氣占90%，而吸附氣只占10%。這么好的儲層，為提高單井產(chǎn)量打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。從區(qū)位上講，焦石壩位于“路邊江邊”，交通便利，瀕臨長江，水資源豐富，為開發(fā)建產(chǎn)提供了便利條件。

中國石化高層對頁巖氣的勘探開發(fā)高度重視，在該公司六大戰(zhàn)略中，資源戰(zhàn)略列第一位。該公司董事長傅成玉多次在高層會議上強調(diào)：“頁巖油氣是中國石化的重大戰(zhàn)略機遇?！闭驗槿绱耍袊嚓P(guān)部門和專業(yè)公司在頁巖氣勘探開發(fā)方面全力配合，行動快、力度大。另外，該公司虛懷若谷，積極學(xué)習(xí)國際先進技術(shù)和經(jīng)驗。為了抓住頁巖油和頁巖氣發(fā)展的戰(zhàn)略機遇，中國石化采取了“走出去”的戰(zhàn)略，積極主動地向埃克森美孚、BP、殼牌等國際公司學(xué)習(xí)。同時，花巨資收購了美國戴文能源公司5個區(qū)塊的頁巖氣資產(chǎn)等等。

在頁巖氣的勘探開發(fā)方面，中國石油采取同樣積極的態(tài)度。但與中國石化不同的是，中國石油走的是一條“引進來”之路。2007年申請第一個頁巖氣區(qū)塊，2008年上鉆第一口頁巖氣評價井，2009年開始與殼牌合作，在四川盆地的長寧和威遠地區(qū)開展頁巖氣的勘探與評價試驗，2012年取得突破性進展。截至目前，中國石油在長寧威遠地區(qū)的頁巖氣工業(yè)化試驗已取得積極進展，已鉆井300口，其中在170口井實施了壓裂試采。通過試驗，一是在勘探上取得重要突破。發(fā)現(xiàn)了長寧和威遠兩個地區(qū)五峰-龍馬溪主力氣層，并找到了兩個相對高產(chǎn)的“甜點”，確定了兩個“甜點”集中的區(qū)帶，為下一步產(chǎn)能建設(shè)做好了資源和技術(shù)準(zhǔn)備。建立了頁巖氣“甜點”區(qū)評價方法，為尋找新的地質(zhì)“甜點”、工程“甜點”和經(jīng)濟“甜點”開辟了新途徑。通過試驗區(qū)的開辟，中國石油已經(jīng)實現(xiàn)了材料、裝備、技術(shù)的全面國產(chǎn)化，形成了全過程的、適合我國國情的“工廠化”生產(chǎn)模式。

相對于中國石化在焦石壩的“萬千寵愛于一身”，長寧和威遠頁巖氣開發(fā)試驗區(qū)沒有那么幸運，但“甜點”地區(qū)頁巖氣成藏的主控因素如保存條件、裂縫發(fā)育程度等都比較滿意。其中，有機碳含量（TOC）大于1%，巖性為紋理清晰的層狀灰質(zhì)或鈣質(zhì)頁巖，含氣性為每噸巖石含氣量為2-4立方米，巖石脆性指數(shù)大于40%，從試氣情況看，基本具備經(jīng)濟開發(fā)的條件。

目前，中國石油已經(jīng)修建了國內(nèi)第一條頁巖氣輸氣管道，是國內(nèi)首條頁巖氣專用輸送管道，該工程全長93.7千米，是最大輸氣能力達到每天700萬立方米的頁巖氣商業(yè)化外輸管道，實現(xiàn)了頁巖氣的商業(yè)化生產(chǎn)，為2015年頁巖氣產(chǎn)量達到26億立方米創(chuàng)造了條件。

效益

頁巖氣開發(fā)，最根本的，是要有效益，人們最關(guān)心的也是效益。焦石壩的效益如何，現(xiàn)在終于有了一個答案。在成本方面，水平段1500米的水平井，綜合建井成本已經(jīng)降至7000萬元以下，綜合評價，焦石壩頁巖氣田的效益是良好的。

中國石化計劃在焦石壩地區(qū)建設(shè)63個開發(fā)平臺，目前已經(jīng)建成了52個，總完鉆井?dāng)?shù)達到144口，累計壓裂試氣水平井61口。其中2014年完鉆水平井47口，壓裂41口，投產(chǎn)水平井48口（含上年完鉆的7口）。2014年投產(chǎn)的48口新井（均為水平井）產(chǎn)量都較高，平均日產(chǎn)量達56萬立方米，采用限壓限產(chǎn)生產(chǎn)，已投產(chǎn)井總的日產(chǎn)量是370萬立方米。焦石壩生產(chǎn)天然氣為干氣，其中甲烷含量占98.27%，烴類含量占99%，不含水和硫化氫。2014年9月6日，焦頁6-2HF井累計產(chǎn)量達1億立方米。

成本方面，鉆井和儲層改造成本雙雙大幅度下降。在鉆井方面，通過鉆井液優(yōu)化、鉆具組合優(yōu)化等，提高鉆速，降低成本。在壓裂改造方面，通過設(shè)計、工藝、工具的全面國產(chǎn)化，壓裂試氣成本大幅度下降。兩年前，水平井單井綜合投資超過1億元，其中鉆井與壓裂試氣各占一半，一年前，降為8000萬元，鉆井與壓裂仍然各占一半。今年以來，水平井（水平段1500米）單井建井成本降至7000萬元以下，接近1000萬美元的理想投資水平，鉆井和壓裂各占一半。

產(chǎn)量上升與成本下降，使得中國石化在頁巖氣開發(fā)方面，成為最早嘗到效益甜頭的企業(yè)。

在頁巖油氣勘探開發(fā)方面，延長石油更加積極。該公司2008年開始進行前期準(zhǔn)備工作，收集資料，野外考察，尋找和研究露頭，并開展老井復(fù)查工作。在此基礎(chǔ)上，延長石油設(shè)立非常規(guī)油氣中心，開展頁巖油和頁巖氣評價攻關(guān)，實施了延頁1井等3口探井，并在柳177井取得突破。此后，延長石油累計實施探井和評價井51口。其中，直井44口，水平井4口，其余為叢式井。與我國南方海相頁巖氣不同，鄂爾多斯盆地頁巖氣普遍壓力系數(shù)低，好的也只有0.7左右，孔隙也不發(fā)育。因此，產(chǎn)量較低，其中吸附氣占70%，游離氣只占30%。延長石油通過實踐，在水平井單井產(chǎn)量方面，已經(jīng)有了很大提高，2011年投產(chǎn)的水平井單井日產(chǎn)量只有4000米—5000立方米，2012年提高到8000米—9000立方米，2014年進一步提高到1.5萬—1.8萬立方米，連續(xù)實現(xiàn)產(chǎn)量翻番，單井產(chǎn)量已經(jīng)進入了一條上升通道。

在工程技術(shù)方面，延長石油形成了自己的頁巖氣綜合評價選區(qū)技術(shù)、水平井鉆完井技術(shù)等一系列技術(shù)，機械鉆速從每小時4.26米，提高到每小時6.05米。壓裂方面，也探索建立了7—13段水力噴砂壓裂技術(shù)體系。延長石油頁巖氣開發(fā)的優(yōu)勢在于，儲層埋藏淺，大多在1000米左右，一部分甚至不到1000米。因此，延長石油已經(jīng)進入一個單井成本的下行通道。

單井產(chǎn)量的上升和單井成本的下降，使延長石油對實現(xiàn)頁巖油氣的經(jīng)濟有效開發(fā)充滿信心。但由于缺乏管道系統(tǒng)的支持，延長石油采取的辦法類似于“坑口發(fā)電”，把采出來的天然氣直接用于發(fā)電。

發(fā)現(xiàn)

每年都有新發(fā)現(xiàn)，今年也不例外。

在這次研討會上，除了眾多大學(xué)和科研機構(gòu)，中國石油、中國石化、中國海油、延長石油等石油國企，神華、華能、北京能源投資集團、新疆燃氣集團等非石油國有企業(yè)都派代表參加了會議。

一個重要的現(xiàn)象是，有20個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）派代表參加會議并介紹了各自省區(qū)在頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)資源方面的一些發(fā)現(xiàn)，雖然招商的意圖非常明顯，過分強調(diào)各自理論上資源量的巨大，但這些省區(qū)確實投入了一定的工作量，也獲得一些發(fā)現(xiàn)。

在這次會議上，內(nèi)蒙古自治區(qū)的代表介紹了該區(qū)的頁巖氣和頁巖油資源前景。內(nèi)蒙古地質(zhì)部門的研究認(rèn)為，整個內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)有15個小型盆地群的32個盆地具有頁巖氣和頁巖油儲層。為了進一步摸清資源情況，該區(qū)在泥頁巖厚度大的額吉納旗等地區(qū)實施了鄂8井等探井，并在2700米井深見到油氣顯示。

以前在油氣資源方面默默無聞的江西省，也在此次會議上公布了其在南鄱陽盆地發(fā)現(xiàn)頁巖油的消息。該省實施了豐頁1井、鳴6-5井等3口探井，并在盆地東部發(fā)現(xiàn)了油頁巖。通過剖面對比、巖心測試，發(fā)現(xiàn)了盆地內(nèi)的煤層生烴地層。在此基礎(chǔ)上，該省已對盆地實施了二維地震采集，目前正在進行處理。

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投入工作量最大的要算貴州省了。該省克服了重重困難，在銅仁地區(qū)實施了多口頁巖氣評價井，評價目的層是該省廣泛存在的下寒武統(tǒng)牛蹄塘組。其中兩口直井岑頁1井、天星1井都成功點燃了火把，天星1井的火把長度可觀，目前氣量約600立方米/日，產(chǎn)氣量穩(wěn)定。天馬1井雖然也打到了目的層，但正好打在一個深度斷裂上，鉆井中出水嚴(yán)重，完井后出產(chǎn)大量氮氣。實施這些探井的銅仁中能天然氣有限公司，是目前為止確定在頁巖氣勘探開發(fā)中惟一投資實施評價的混合所有制企業(yè)。

地處中原的河南省有沒有頁巖氣？在河南省地質(zhì)研究院的專家口里，答案是肯定的。此次會議上，河南省也公布了該省19個中小型盆地頁巖氣的評價研究成果。不僅是河南，會上，安徽、湖南、湖北、山東、河北、云南、貴州甚至北京都公布了各自在頁巖氣方面的勘探與評價成果。

這些發(fā)現(xiàn)一方面印證了我國大范圍存在頁巖氣資源的現(xiàn)實，展示了巨大的資源潛力，但另一方面，也告訴我們，頁巖氣不是那個可愛的“小蘋果”，誰都可以摘了吃的。這些省市區(qū)現(xiàn)在展示的，只是將來可能長成小樹然后小樹再長成大樹最后才可能結(jié)出“蘋果”的那顆種子，離摘果子還遠著呢。這些省市區(qū)公布的都是最初級的地質(zhì)認(rèn)識，獲得的資料大多數(shù)是單點采集的資料，不全面也不深入，局限性和偏面性很強。

除了各地省市區(qū)政府，還有在第一輪、第二輪頁巖氣招標(biāo)中中標(biāo)企業(yè)的研究成果展示。作為中國最大的電力企業(yè)，也是最大的單一天然氣用戶，華電集團因燃煤而造成環(huán)境污染帶來的輿論和社會壓力逐年增大，因此，迫切希望進入天然氣上游業(yè)務(wù)，增加低污染的燃氣發(fā)電比例。為此，該公司也是第一個在國外收購天然氣資源的電企，經(jīng)過3年半的培養(yǎng)，已經(jīng)建成一支由40人組成的油氣業(yè)務(wù)隊伍，計劃到2020年在國外油氣業(yè)務(wù)快速發(fā)展的同時，國內(nèi)的頁巖氣產(chǎn)量達到1.5億立方米。會上，一些民營企業(yè)也交流了頁巖氣勘探開發(fā)認(rèn)識?？傮w上講，這些新進入油氣上游業(yè)務(wù)的企業(yè)目前的觀望心態(tài)更重一些，都沒有投入多少實際工作量，因此也沒有形成重要的勘探發(fā)現(xiàn)。

當(dāng)然，這次會議上，重頭戲是各大學(xué)和相關(guān)科研機構(gòu)的研究報告。此次會議上，中國地質(zhì)大學(xué)作為主辦方之一，展示了大量的研究成果。國內(nèi)首倡頁巖油和頁巖氣開發(fā)的張金川教授、在牛蹄塘組研究方面取得重要成果的丁文龍教授都發(fā)布了新的研究成果，受到與會專家的高度評價。尤其是丁文龍教授，在目前中國石油和中國石化取得重要突破的龍馬溪組之外，開辟了頁巖氣勘探開發(fā)的新領(lǐng)域，而且牛蹄塘組的范圍更大，資源前景更廣闊。除此之外，國內(nèi)各石油院校以及非石油院校的相關(guān)專業(yè)都展示了各自的研究成果。

觀點

此次會議可以看到，一支年輕的、立足于非常規(guī)資源的專家隊伍正在形成，參會代表當(dāng)中，很大一部分是各石油院校、地質(zhì)礦業(yè)院校和綜合性大學(xué)相關(guān)專業(yè)的攻讀頁巖氣等非常規(guī)資源勘探開發(fā)和工程技術(shù)專業(yè)的碩士和博士研究生。這支隊伍無疑是我國未來頁巖油氣的希望。

在這次會議上，與會院士和專家各抒己見，既有不謀而合，也有鮮明對比。有專家認(rèn)為，頁巖氣儲層須具備，一是有機碳含量（TOC）大于2%；二是脆性礦物含量大于40%、裂隙發(fā)育程度高、每噸巖石含氣大于2立方米等7個重要特征。但另一位專家在隨后發(fā)言中卻認(rèn)為，用現(xiàn)有的指標(biāo)去認(rèn)識頁巖氣儲層是不全面的。該專家依據(jù)自己在美國鷹灘地區(qū)120多口井的實踐認(rèn)為，裂隙發(fā)育與否與產(chǎn)量沒有直接關(guān)系，頁巖氣的滲流方式是非達西的。一些專家認(rèn)為，斷裂對頁巖氣的是否成藏是災(zāi)難性的主控因素，理由是在靠近斷裂的地區(qū)實施的評價井都出現(xiàn)出水嚴(yán)重等現(xiàn)象。而另一些專家則認(rèn)為，斷裂對頁巖氣成藏?zé)o關(guān)緊要，理由是在一些地層抬升后出露的地區(qū)，筑路人員在修建隧道時穿過了已經(jīng)出露在外的龍馬溪組，其產(chǎn)生的天然氣仍能點燃并燃燒兩月有余。作為一種新生事物，沒有權(quán)威是件好事，不同觀點碰撞和交融，正是創(chuàng)新的土壤。

會上有些觀點，得到大部分與會代表的認(rèn)同，中國石油勘探開發(fā)研究院副院長鄒才能認(rèn)為，對待頁巖氣，應(yīng)該有5個“再多一點”，那就是再多一點堅持不懈，再多一點風(fēng)險意識，再多一點理解寬容，再多一點時間空間，再多一點扶持機制。他的觀點得到了與會代表的一致認(rèn)同。華電工程集團副總經(jīng)理謝春旺則強調(diào)，對于頁巖氣開發(fā)，必須堅定信心。但作為頁巖氣開發(fā)的參與者，他認(rèn)為，中國的頁巖氣開發(fā)要實現(xiàn)重大突破，還必須具備3個條件，一是堅持降本的同時國家進行政策扶持，尤其是通過價格杠桿扶持頁巖氣開發(fā)，保證投資收益；二是在開放市場的同時建立全方位的監(jiān)管體系；三是加快管網(wǎng)建設(shè)的同時開放現(xiàn)有管網(wǎng)。

讓人耳目一新的是，一些因頁巖氣、頁巖油而走出去的中國企業(yè)，給此次會議上帶來了一些新的觀點。一些專家認(rèn)為，焦石壩不可復(fù)制，美國的情況也不能在中國復(fù)制，中國的頁巖油氣事業(yè)要發(fā)展，只有不斷探索和創(chuàng)新。