□ 文/本刊記者 牟雪江

受阻于鉆探成本和開發(fā)頁巖氣的復(fù)雜性，中國在效仿美國頁巖氣狂潮、發(fā)動自身能源供應(yīng)革命方面步履維艱。

中國的頁巖氣，究竟有沒有預(yù)想中的那么多？

探明的儲量怎么采出來？

采出來怎么運(yùn)出去？

運(yùn)出去能不能賣一個好價錢？

追問“頁巖氣”，就像是四大“金剛”一般，橫亙在人們對頁巖氣商業(yè)化的美好憧憬和冷峻現(xiàn)實(shí)之間。

面對難題，有人對我國的頁巖氣開發(fā)持悲觀態(tài)度，也有人說“請有一點(diǎn)耐心”，更有人則是踏踏實(shí)實(shí)地“干起來”。

3月24日，中國石油化工集團(tuán)公司董事長傅成玉在香港宣布：中國石化頁巖氣勘探取得重大突破，我國首個大型頁巖氣田—涪陵頁巖氣田提前進(jìn)入商業(yè)化開發(fā)階段。

據(jù)悉，根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料和產(chǎn)能評價，中國石化在重慶發(fā)現(xiàn)的涪陵頁巖氣田，資源量2.1萬億立方米，計(jì)劃2017年建成年產(chǎn)能100億立方米的頁巖氣田（相當(dāng)于建成一個1000萬噸級的大型油田）。其中，預(yù)計(jì)2014年底涪陵頁巖氣田將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能18億立方米/年，2015年底將建成產(chǎn)能50億立方米/年，為原計(jì)劃的10倍。

頁巖氣被規(guī)模化商業(yè)化開發(fā)，這意味著備受爭議的“十二五”規(guī)劃的頁巖氣目標(biāo)由此出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。

商業(yè)化開采必然帶來商業(yè)化利用的轉(zhuǎn)換。

中國石化3月1日與重慶市簽署的《關(guān)于涪陵頁巖氣開發(fā)利用戰(zhàn)略合作協(xié)議》稱，雙方將共同努力將重慶開辟成“全國頁巖氣主戰(zhàn)場”。在涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)未來的建設(shè)中，中國石化將整合優(yōu)勢資源，致力于探索和建立一套適合我國頁巖氣開發(fā)的自主核心技術(shù)，力爭成為國家標(biāo)準(zhǔn)；通過加快自主研發(fā)、引進(jìn)頁巖氣相關(guān)裝備制造企業(yè)，將重慶打造成頁巖氣裝備制造產(chǎn)業(yè)高地；江漢油田與涪陵區(qū)政府將合資成立涪陵頁巖氣分公司，積極促進(jìn)混合所有制發(fā)展。

3月31日，國內(nèi)首個以頁巖氣為原料的大型液化氣廠，在重慶涪陵白濤化工園區(qū)開工建設(shè)。該項(xiàng)目由中國石化重慶石油分公司、重慶交通運(yùn)輸控股（集團(tuán)）公司、重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份公司三方出資組建，產(chǎn)能設(shè)計(jì)300萬立方米/日，年產(chǎn)液化天然氣約68萬噸，分3期建設(shè)。項(xiàng)目建成后，將進(jìn)一步促進(jìn)頁巖氣就地綜合高效利用，保障重慶市天然氣能源供應(yīng)，提高清潔能源比重，同時將帶動重慶LNG裝備生產(chǎn)及制造業(yè)的發(fā)展。

2013年10月15日施工中的涪陵焦頁12-2HF、12-3HF井鉆井平臺。胡慶明/攝

正是涪陵這個年產(chǎn)能達(dá)10億立方米的頁巖氣田支撐起了這座國內(nèi)首個以頁巖氣為原料的大型液化氣廠。將頁巖氣加工為LNG的項(xiàng)目，也是中國石化和重慶市政府簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議的重要內(nèi)容之一，建成后可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值50億元。

4月9日，重慶市政府下發(fā)關(guān)于命名涪陵頁巖氣田中國石化焦頁1HF井“頁巖氣開發(fā)功勛井”的決定，以彰顯1HF井為頁巖氣大規(guī)模開發(fā)利用作出的突出貢獻(xiàn)。

焦頁1HF井在頁巖氣綜合利用、配套建設(shè)以及科技研發(fā)、裝備制造、高效環(huán)保生產(chǎn)等多個領(lǐng)域?yàn)閲鴥?nèi)頁巖氣商業(yè)開發(fā)利用提供重要借鑒、積累成功經(jīng)驗(yàn)。

破題，從變革海相頁巖氣勘探理論中爆發(fā)

在美國頁巖氣革命的影響下，我國在頁巖氣開發(fā)上雄心勃勃。2009年10月，國土資源部啟動中國首個頁巖氣資源勘查項(xiàng)目，吹響了中國頁巖氣資源勘探開發(fā)的號角。

但是受地質(zhì)認(rèn)識和關(guān)鍵技術(shù)制約，掀起的頁巖氣勘探熱潮并沒有取得理想效果，到2012年，國內(nèi)頁巖氣發(fā)展前景反而受到業(yè)界普遍質(zhì)疑。

人們發(fā)現(xiàn)，頁巖氣地質(zhì)儲量巨大，是中美兩國的共同之處，但是區(qū)別卻在于地質(zhì)條件。美國頁巖氣主要產(chǎn)自上古生界和中生界，以海相地層為主，而我國富含有機(jī)質(zhì)的頁巖不少分布在年代更老的，或年代更新的地層里，陸相和海陸交互相地層占很大比例。美國地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定，中國相對活動，不少目的層系后期都經(jīng)歷了強(qiáng)烈改造，頁巖氣聚集規(guī)律更為復(fù)雜。國土資源部資料顯示，美國頁巖氣多分布在平原地區(qū)，埋深在1000－2000米，勘探開發(fā)容易。我國泥頁巖油氣多在南方丘陵、西部高原地區(qū)，埋深多在3000米以上。

老話不是說“上天容易入地難”嗎？正在轟轟烈烈進(jìn)入“頁巖氣運(yùn)動”的非石油企業(yè)開始冷靜下來，重新審視其中的風(fēng)險和利益的時候，中國石化、中國石油以及中國海油三大油企并沒有放慢頁巖氣開采步伐。

其中，中國石化在焦石壩地區(qū)實(shí)施的第一口頁巖氣井—焦頁1HF井鉆獲高產(chǎn)頁巖氣，開啟了中國頁巖氣開發(fā)的新紀(jì)元。

焦頁1HF井的突破，是中國石化實(shí)施“中國石化頁巖氣勘探開發(fā)要走在中國前列”目標(biāo)的結(jié)果。

從2009年戰(zhàn)略目標(biāo)的提出到取得突破，5年的時間，中國石化在頁巖油氣勘探開發(fā)和研究方面已投入數(shù)十億元人民幣，幾乎上游所有企業(yè)都參與到這場轟轟烈烈的能源革命中。中國石化在山東、河南、湖北、四川、貴州、重慶等地完成了40余口頁巖油、頁巖氣井，取得了良好的勘探和研究成果。

期間，中國石化針對頁巖氣陸續(xù)開展了選區(qū)評價、鉆探評價和產(chǎn)能評價三個方面的工作。在選區(qū)評價上，中國石化通過與北美典型頁巖氣形成條件對比，以頁巖厚度、有機(jī)質(zhì)豐度、熱演化程度、埋藏深度和硅質(zhì)礦物含量為主要評價參數(shù)，優(yōu)選出南方海相和四川盆地為頁巖氣勘探有利區(qū)。

中國石化在南方海相優(yōu)選宣城—桐廬、湘鄂西、黃平、漣源區(qū)塊實(shí)施了宣頁1、河頁1、黃頁1和湘頁1井，獲得低產(chǎn)氣流。通過鉆探實(shí)踐和研究，認(rèn)為南方海相頁巖熱演化程度高，保存條件差，自此將頁巖氣勘探轉(zhuǎn)向四川盆地及其周緣地區(qū)。

2009年，在中國石化集團(tuán)公司統(tǒng)一部署下，曾經(jīng)在四川盆地海相儲層取得普光氣田勘探開發(fā)成果的勘探南方分公司擔(dān)綱重任，開始了四川盆地及其周緣地區(qū)展系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和基礎(chǔ)研究。

勘探南方分公司的頁巖氣勘探專家們，通過對四川盆地周緣下古生界10條地質(zhì)剖面的野外觀察描述及樣品采集，以及對南方探區(qū)13口井的頁巖層巖芯和41口井的巖屑觀察、描述及樣品采集和分析化驗(yàn)，25口井測井資料頁巖氣綜合解釋，完成了元壩地區(qū)三維地震資料和涪陵地區(qū)二維地震資料的頁巖氣綜合解釋，并根據(jù)構(gòu)造、層序地層、沉積、頁巖氣基本地質(zhì)條件、富集主控因素、資源潛力、有利層段與有利目標(biāo)區(qū)等方面的綜合研究，編制了涪陵、元壩頁巖氣勘探成果圖等各類成果圖件。

相隔兩地講話，憑著一根線就能彼此聽到，于眾多的上海人實(shí)屬前所未聞，有心試試這洋玩意兒的不在少數(shù)，反正又不要花錢，便有人進(jìn)去拿起了通話器，果然，從聽筒里傳來了說話聲。

“只要沉下去把基礎(chǔ)工作做扎實(shí)，肯定能有新突破?！?這是勘探南方分公司頁巖氣項(xiàng)目部主任魏志紅鼓勵大家，堅(jiān)定信心，打開思路時常掛在嘴邊的一句話。

正是通過這些扎實(shí)的基礎(chǔ)調(diào)查研究，豁然開朗了專家們的視野，“跳出以鉆探圈閉尋找隱蔽油氣藏為主的常規(guī)勘探思路，形成了以鉆探頁巖尋找連續(xù)型油氣聚集為主的非常規(guī)勘探理念”。對頁巖氣的富集和保存認(rèn)識的逐漸清晰，專家創(chuàng)新性地提出了“良好的頂?shù)装鍡l件、適中的埋深、遠(yuǎn)離開啟斷裂、不整合面和抬升剝蝕區(qū)是保存關(guān)鍵，儲層高壓—超高壓是頁巖氣保存條件好的表征”的新觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了頁巖氣地質(zhì)認(rèn)識上的第一次飛躍。

在新思路和新觀點(diǎn)的指引下，研究人員看到，出露地表的露頭和剖面表明，該地區(qū)龍馬溪組有優(yōu)質(zhì)頁巖層發(fā)育。重新精細(xì)解釋涪陵地區(qū)的新老地震資料，他們發(fā)現(xiàn)涪陵東北部的焦石壩區(qū)塊雖然整體保存條件差，常規(guī)油氣勘探潛力小，但海相龍馬溪組頁巖層穩(wěn)定性好，是保存相對完整的“大棉被”。

就是在深入研究的基礎(chǔ)上，2011年9月，中國石化在焦石壩科學(xué)部署了焦頁1HF井。

2012年2月14日焦頁1HF井開鉆，9月16日井深鉆至3654米完鉆。11月7日至24日，勘探南方分公司分15段對該井成功進(jìn)行大型水力壓裂。11月28日至12月11日，通過8個制度放噴測試，產(chǎn)量持續(xù)穩(wěn)定，日產(chǎn)20.3萬立方米高產(chǎn)工業(yè)氣流，不含硫化氫。

海相頁巖油氣勘探取得重大突破！

勘探南方分公司專家認(rèn)為：“焦頁1HF井取得海相頁巖氣勘探的商業(yè)性發(fā)現(xiàn)，具有里程碑意義。首先，這是自主完成的海相頁巖氣水平井，是目前國內(nèi)單井產(chǎn)量最高、最穩(wěn)定的頁巖氣井，標(biāo)志著中國頁巖氣勘探成藏理論、評價技術(shù)有了實(shí)質(zhì)性突破。其次，該井所在區(qū)域的海相頁巖氣層埋深小于3500米，埋藏淺、面積大、氣量足。如果說普光氣田的勘探發(fā)現(xiàn)帶動了四川盆地油氣儲量增長高峰的到來，那么焦頁1HF井的突破將推動南方海相頁巖油氣勘探大發(fā)展。”

“理論是行動的先導(dǎo)”。只有掌握了足夠的理論認(rèn)識，行動才能從容不迫。

從認(rèn)識到實(shí)踐是第一次飛躍，再從實(shí)踐到認(rèn)識是第二次飛躍。中國石化的第二次飛躍的目標(biāo)更加明確，就是要在認(rèn)真研究總結(jié)焦石壩海相頁巖氣勘探開發(fā)資料和成果的基礎(chǔ)上，形成海相頁巖氣高產(chǎn)富集理論。

為了摸清焦石壩地區(qū)海相龍馬溪組頁巖層這個“大棉被”覆蓋的容量，2013年上半年，中國石化在焦石壩地區(qū)完成了600平方千米三維地震，并根據(jù)最新的地震資料精細(xì)解釋成果，部署實(shí)施了3口評價井和17口開發(fā)試驗(yàn)井。

與此同時，勘探南方分公司聯(lián)合成都理工大學(xué)、浙江大學(xué)、四川省煤田地質(zhì)研究院等單位共同承擔(dān)國土資源部重點(diǎn)科研項(xiàng)目—上揚(yáng)子及滇黔桂地區(qū)頁巖氣資源調(diào)查評價與選區(qū)，歷時3年，瓜熟蒂落。該項(xiàng)目的一項(xiàng)主要成果是明確了四川盆地及周緣頁巖氣主控因素，建立了海相頁巖氣高產(chǎn)富集理論認(rèn)識。

理論的突破，給地質(zhì)家尋找頁巖氣提供了一盞指路明燈，將行進(jìn)的道路照得更遠(yuǎn)。專家通過對綦江以南、涪陵南部二維地震資料解釋，重做不同深度的沉積相帶圖，驚喜地發(fā)現(xiàn)中國石化的礦權(quán)主體分布在深水陸棚相帶的有利區(qū)內(nèi)，并于2013年下半年，提出對正在該區(qū)鉆探的常規(guī)探井隆盛2井，進(jìn)行加深后鉆探頁巖氣水平井丁頁2HF井。

勘探南方分公司的頁巖氣勘探專家張漢榮自豪地說：“焦石壩頁巖氣田的發(fā)現(xiàn)和丁頁2HF井的突破，解禁了整個川東南1000多平方千米的頁巖氣勘探面積，焦石壩龍馬溪組海相頁巖氣層這個大倉庫，正逐步擴(kuò)容?！?/p>

中國石化董事長傅成玉在宣布中國石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)取得重大戰(zhàn)略性突破時表示，通過幾年的努力，中國石化初步評價涪陵頁巖氣田埋深小于4500米的有利區(qū)面積近4000平方千米，資源量2.1萬億立方米，頁巖品質(zhì)優(yōu)、分布廣、厚度大、豐度高、埋深適中，為典型的優(yōu)質(zhì)海相頁巖氣，形成了頁巖氣規(guī)模增儲建產(chǎn)的資源基礎(chǔ)。

突破，在創(chuàng)新頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)中成長

與常規(guī)天然氣關(guān)鍵在“找氣”不同的是，頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵在“采氣”，在相對確定的產(chǎn)氣區(qū)塊上，一旦資金大規(guī)模投入，極有可能在較短時期內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展。

中國天然氣表觀消費(fèi)穩(wěn)定增長

但是怎么將比北美地區(qū)深藏超過2000多米深的頁巖氣安全順利地采出來？在較短時期內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)化發(fā)展？技術(shù)問題不僅在前期勘查階段，同時在后期的開鉆、壓裂等過程中，也都成為參與者的“絆腳石”。

難題在于當(dāng)前頁巖氣開采離開了水平井、大型壓裂就沒有產(chǎn)量。

就突破井焦頁1HF井來看，其井身結(jié)構(gòu)呈完整的L型。井深3654米，水平段長1007.9米。

“水平井鉆井最難也是最關(guān)鍵的，就是要確保斜井段下靶點(diǎn)、水平段最終點(diǎn)均落在優(yōu)質(zhì)頁巖氣層上?！笨碧侥戏椒止敬|南工作部主任孫坤忠說，“井眼越接近優(yōu)質(zhì)頁巖氣層的中心，對將來頁巖氣的開采量和開采年限就越有利?！?/p>

可以說，鉆機(jī)從地面打到頁巖氣層，再在頁巖氣層水平穿行1000多米，要經(jīng)歷許多難以預(yù)見的挑戰(zhàn)。除要確保斜井段下靶點(diǎn)、水平段最終點(diǎn)均落在優(yōu)質(zhì)頁巖氣層上外，壓裂更是“臨門一腳”。只有通過壓裂，建成頁巖氣流“高速路”才能獲得高產(chǎn)。其中裂縫間距、裂縫布局、壓裂規(guī)模等參數(shù)如何優(yōu)化，就好比一把鑰匙，必須與海相頁巖“龍馬溪組”這把門鎖相匹配。

為了實(shí)現(xiàn)涪陵頁巖氣開發(fā)試驗(yàn)區(qū)的任務(wù)目標(biāo)，中國石化股份公司組織工程技術(shù)專家，確立了示范建設(shè)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。在涪陵頁巖氣田開發(fā)實(shí)踐中，江漢油田與江漢石油工程公司、石油工程機(jī)械公司、中原石油工程公司、石油工程技術(shù)研究院及相關(guān)院校緊密合作、協(xié)同攻關(guān)，形成了水平井簇射孔、可鉆式橋塞分段、電纜泵送橋塞、連續(xù)油管鉆塞等配套工藝技術(shù)，研制并成功應(yīng)用了抗180℃高溫低摩阻強(qiáng)攜砂油基鉆井液，實(shí)現(xiàn)了同一平臺兩井交叉鉆完井作業(yè)，具備了“一臺六井式”井工廠標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)能力，編制了13項(xiàng)頁巖氣工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為頁巖氣經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供了有力技術(shù)保障。

江漢油田在涪陵區(qū)塊頁巖油氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)、頁巖油氣層改造技術(shù)等項(xiàng)目中，根據(jù)龍馬溪組有機(jī)質(zhì)類型好、孔隙發(fā)育、含氣性好、可壓性強(qiáng)的特點(diǎn)，改變了以往壓裂的思路和做法，以樹狀裂縫為出發(fā)點(diǎn)，不斷探索適合焦石壩地質(zhì)特點(diǎn)的壓裂工藝，壓裂排量逐次增大，液量根據(jù)井眼規(guī)模該大就大，砂比根據(jù)地質(zhì)需要合理增減，形成了“主縫加縫網(wǎng)”的壓裂工藝?yán)砟詈腿问綁毫岩后w系、三組合支撐劑體系，有力提升了壓裂質(zhì)量。其中，焦頁12-4HF井成功完成了2130米水平段、26段超大型壓裂，創(chuàng)造了國內(nèi)頁巖氣水平井井段最長、分段數(shù)最多、單井液量最大、單井加砂量最大等新施工紀(jì)錄。

在開發(fā)試驗(yàn)與工程技術(shù)方面，傅成玉在宣布中國石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)取得重大戰(zhàn)略性突破時也總結(jié)了取得的成績，即：形成了優(yōu)快鉆井技術(shù)系列，積極探索實(shí)施了井工廠化作業(yè)模式，水平井分段壓裂技術(shù)逐漸配套，設(shè)備、技術(shù)能力能夠滿足頁巖氣開發(fā)要求，目前試驗(yàn)井最大水平段長2100米，最大壓裂段數(shù)26段；在裝備和配套工具的國產(chǎn)化方面，2013年3月成功研制出3000型壓裂車，代表了世界壓裂裝備技術(shù)的最高水平，目前已有4臺投入現(xiàn)場應(yīng)用；研發(fā)的裸眼封隔器、橋塞等井下壓裂工具也達(dá)到國際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化批量生產(chǎn)并出口北美市場，使國際同類設(shè)備價格降低了50%以上。

中、美頁巖氣資源條件與特點(diǎn)對比

?？松梨诘捻搸r氣勘探評價專家評價：“中國石化川東南海相頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)是一流的，無論是頁巖氣綜合評價技術(shù)，還是水平井鉆井技術(shù)，以及分段壓裂試氣工藝技術(shù)，都已經(jīng)走在了世界前列。”

在焦石壩頁巖氣發(fā)現(xiàn)的推動下，2013年9月，國家能源局正式批準(zhǔn)設(shè)立涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)；11月，中國石化啟動示范區(qū)建設(shè)。目前示范區(qū)開發(fā)試驗(yàn)井21口，截至2013年，已建成頁巖氣產(chǎn)能6億立方米/年。

接下來，中國石化將按照“整體部署、分步實(shí)施”原則，擬分兩期動用儲量3413億立方米，推進(jìn)實(shí)施建成涪陵頁巖氣田100億立方米/年產(chǎn)能。第一步，擬在2013年的開發(fā)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，立足涪陵頁巖氣田焦石壩區(qū)塊主體的頁巖氣資源，2015年底前建成50億立方米/年產(chǎn)能。第二步，2017年底前再新建產(chǎn)能50億立方米/年，累計(jì)建成產(chǎn)能100億立方米/年。同時，繼續(xù)加大勘探開發(fā)力度，在川東南的丁山、南川等區(qū)塊進(jìn)一步擴(kuò)大資源，持續(xù)夯實(shí)頁巖氣開發(fā)的資源基礎(chǔ)。