唐海俠

摘 要：隨著美國(guó)在21世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)了高效、經(jīng)濟(jì)、規(guī)?；捻搸r氣開發(fā)和生產(chǎn)，成功地帶動(dòng)了一場(chǎng)全球化的頁巖氣研究和勘探開發(fā)的熱潮，中國(guó)也隨之加入了這場(chǎng)“頁巖氣革命”，在能源問題日益嚴(yán)重的今天，頁巖氣的勘探開發(fā)能夠有效地改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保障我國(guó)的能源安全。我國(guó)具有非常豐富的頁巖氣資源，目前，在頁巖氣資源的勘探開發(fā)中已經(jīng)取得了一定的成果，但是仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約其發(fā)展。本文闡述了在中國(guó)頁巖氣的基本特征和現(xiàn)階段頁巖氣勘探開發(fā)的進(jìn)展，針對(duì)頁巖氣發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)進(jìn)行了分析，提出了幾條中國(guó)頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策建議，以饗讀者。

關(guān)鍵詞：頁巖氣；勘探開發(fā)；挑戰(zhàn)；發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策

中圖分類號(hào)： TE122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

頁巖氣是一種高效、清潔、低碳的非常規(guī)天然氣資源，它主要存在于富含有機(jī)質(zhì)的黑色巖層段中，是以吸附或者游離的狀態(tài)存在的，在開采的過程中需要借助特殊工藝如高壓等將頁巖層段壓開進(jìn)而形成網(wǎng)狀體積裂縫才能夠?qū)崿F(xiàn)有效生產(chǎn)。其勘探開發(fā)具有技術(shù)要求高、產(chǎn)量遞減快以及投資回收期較長(zhǎng)等特點(diǎn)，早在20世紀(jì)70年代，美國(guó)就已經(jīng)開始了頁巖氣的研究和開發(fā)，經(jīng)過近30年的技術(shù)攻克直到近10年內(nèi)才實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；_采，其有效地推動(dòng)了美國(guó)“能源獨(dú)立”戰(zhàn)略的實(shí)施。我國(guó)從2004年開始跟蹤調(diào)研國(guó)外頁巖氣勘探開發(fā)的研究進(jìn)展，證實(shí)中國(guó)頁巖氣資源非常豐富，具有非常好的勘探開發(fā)前景。2009年正式啟動(dòng)了首個(gè)由國(guó)家財(cái)政支持的頁巖氣研究和開發(fā)項(xiàng)目，并取得了重大突破。2014年7月，涪陵頁巖氣田的成功開發(fā)標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成為繼美國(guó)和加拿大之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化頁巖氣開發(fā)的國(guó)家。證實(shí)中國(guó)頁巖氣資源非常豐富，具有非常好的勘探開發(fā)前景。

1 中國(guó)頁巖氣基本特征

中國(guó)地大物博，含有豐富的有機(jī)質(zhì)頁巖，且類型比較復(fù)雜，目前發(fā)現(xiàn)的頁巖類型包括海相頁巖、海陸過度相頁巖以及陸相頁巖這3種類型，是目前世界上頁巖氣種類最多的國(guó)家，其中，海相頁巖主要分布于四川盆地、塔里木盆地等中西部西區(qū)，海陸過度相頁巖主要分布在鄂爾多斯盆地、準(zhǔn)格爾盆地等地區(qū)，陸相頁巖主要分布于子安松遼盆地、渤海灣盆地等地區(qū)，經(jīng)過勘探開發(fā)已經(jīng)證實(shí)，三類頁巖均具備頁巖氣形成以及富集的基本地質(zhì)條件，但各類之間差異較大，頁巖氣的勘探和開發(fā)以海相頁巖最為現(xiàn)實(shí)，發(fā)展前景較好。經(jīng)過中國(guó)石油探勘開發(fā)研究院的多次的頁巖氣資源潛力預(yù)測(cè)，估算出我國(guó)頁巖氣地質(zhì)資源為80.45×1012m3，可采資源達(dá)到12.85×1012m3?？梢姡覈?guó)的頁巖氣資源非常豐富，需要不斷完善頁巖氣勘探開發(fā)的理論認(rèn)識(shí)、關(guān)鍵技術(shù)以及設(shè)備等，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)頁巖氣的規(guī)?；_采。

2 中國(guó)頁巖氣發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)

2.1 對(duì)頁巖氣發(fā)展階段存在認(rèn)識(shí)誤區(qū)

隨著涪陵、威遠(yuǎn)等頁巖氣田的突破，中國(guó)對(duì)于頁巖氣開發(fā)前景“非常樂觀”的情緒正在不斷蔓延，究其原因就在于對(duì)于頁巖氣資源的特殊性還沒有得到更加充分的認(rèn)識(shí)，在一定程度上很多人都認(rèn)為“有頁巖就一定有頁巖氣”、“有頁巖氣就可以進(jìn)行商用開發(fā)”、“技術(shù)攻關(guān)不是問題”等偏頗認(rèn)識(shí)。此外，對(duì)于海相頁巖氣和陸相頁巖氣的差異性認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為這兩者之間的富集條件相同，勘探開發(fā)的技術(shù)要求相似。因此，在實(shí)際的勘探開發(fā)工作中價(jià)格工作的重心轉(zhuǎn)移到鉆井、分段壓裂增產(chǎn)改造等工藝的研發(fā)和突破上，導(dǎo)致出現(xiàn)“工藝成功，產(chǎn)量較低”的尷尬局面，其主要原因還是忽視了對(duì)于資源“甜點(diǎn)區(qū)”的優(yōu)選和評(píng)價(jià)。認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致對(duì)目前中國(guó)頁巖氣的發(fā)展階段定位不夠客觀，期望過高，急于求成，最終導(dǎo)致發(fā)展目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

2.2 非海相（海陸過渡相、陸相）頁巖氣資源及資源經(jīng)濟(jì)性不確定性大

在中國(guó)的頁巖氣資源中，非海相頁巖氣是其重要組成部分，也是中國(guó)地區(qū)的一大特色，它廣泛分布于四川盆地、塔里木盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地以及準(zhǔn)格爾盆地等，雖然其分布面積達(dá)到40×104km2，具有可開采資源4.03×1012m3。但是，資源條件普遍比海相資源差，頁巖儲(chǔ)氣能力較差，僅僅能夠達(dá)到海相的1/4，目前，我國(guó)還沒有針對(duì)非海相頁巖氣資源開采的成功案例，僅僅是在鄂爾多斯盆地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)勘探，鉆井?dāng)?shù)與產(chǎn)氣井的比例僅為1/2，且產(chǎn)氣井的日產(chǎn)氣量最高才能夠達(dá)到5×104m3，開發(fā)前景不確定性較大。

2.3 3500m以深核心技術(shù)與裝備未取得突破

美國(guó)地區(qū)的頁巖氣開發(fā)主要以3500m以淺的頁巖氣為主，而在中國(guó)，有多達(dá)65%以上的頁巖氣資源處在3500m以深的地帶，但是，由于沒有成熟的裝備和技術(shù)來借鑒，導(dǎo)致3500m以內(nèi)地帶的頁巖氣開發(fā)困難。目前，主要存在3大技術(shù)難關(guān)，首先，3500m以深的頁巖氣埋深較大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，很難探測(cè)出“甜點(diǎn)區(qū)”。其次，埋深較大，導(dǎo)致鉆井在工作過程中事故率較高，很難控制井眼的軌跡，難以實(shí)現(xiàn)分段改造施工，增產(chǎn)效果較差。最后，突破地層的壓力較高，目前的配套裝備、工具等不能夠?qū)崿F(xiàn)3500m以深高溫高壓環(huán)境下作業(yè)的要求。

3 中國(guó)頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策建議

3.1 正確認(rèn)識(shí)中國(guó)頁巖氣的發(fā)展階段

截至2017年7月，我國(guó)涪陵頁巖氣田探明含氣面積已達(dá)到575.92km2，累計(jì)探明儲(chǔ)量達(dá)到6008.14億方，預(yù)計(jì)2017年年底將建成產(chǎn)能100億方，涪陵頁巖氣田是全球除北美之外最大的頁巖氣田，在未來的發(fā)展中，我國(guó)就頁巖氣的開發(fā)和勘探應(yīng)該根據(jù)國(guó)家的實(shí)際情況制定出符合中國(guó)國(guó)情的發(fā)展戰(zhàn)略與目標(biāo)，預(yù)計(jì)在2020年左右，其發(fā)展階段、發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展目標(biāo)將定位在：至2020年，中國(guó)頁巖氣的年產(chǎn)量達(dá)到300億方，在四川盆地實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，強(qiáng)化理論創(chuàng)新，攻克技術(shù)關(guān)，進(jìn)一步突破深層、非水壓裂、非海相這3大技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)跨越，實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主化和主要裝備國(guó)產(chǎn)化。

3.2 重視已發(fā)現(xiàn)海相低壓低產(chǎn)區(qū)以及非海相地區(qū)頁巖氣的開發(fā)和勘探

加強(qiáng)對(duì)已發(fā)現(xiàn)低壓低產(chǎn)海相地區(qū)頁巖氣的開發(fā)和勘探，加強(qiáng)勘探開發(fā)技術(shù)研究，提高組織管理，逐漸實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)區(qū)的效益開發(fā)，此外，還應(yīng)該強(qiáng)化非海相頁巖氣地區(qū)的勘探和開發(fā)，可以由政府有關(guān)部門牽頭，專門設(shè)立非海相頁巖氣勘探基金，實(shí)地鉆探頁巖氣井，采集相關(guān)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)非海相頁巖氣區(qū)的開發(fā)和勘探，在四川盆地、鄂爾多斯盆地等非海相頁巖氣有利區(qū)建立非海相頁巖氣示范區(qū)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)攻關(guān)，創(chuàng)新相關(guān)的非海相頁巖氣發(fā)展地質(zhì)理論，研究和實(shí)踐關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行裝備的研發(fā)，進(jìn)而形成規(guī)模量產(chǎn)。

3.3 加強(qiáng)核心技術(shù)和裝備的研發(fā)

針對(duì)3500m以深頁巖氣勘探技術(shù)、裝備以及開發(fā)工藝等技術(shù)體系進(jìn)行進(jìn)一步的研究和探索，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)深層頁巖氣的規(guī)模突破。國(guó)家政府可以出臺(tái)相關(guān)的扶持政策，設(shè)立專項(xiàng)基金以支持相關(guān)的技術(shù)、裝備等的研究和開發(fā)，加強(qiáng)對(duì)4000型及以上大型壓裂泵車的研發(fā)和制造，加強(qiáng)對(duì)高溫壓裂液、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向以及高強(qiáng)度支撐劑等裝備和技術(shù)的研究與開發(fā)，以解決目前壓裂車組壓力不足、壓裂液效果不佳等問題，進(jìn)一步推動(dòng)3500m已深頁巖氣的開發(fā)和生產(chǎn)。

結(jié)語

總而言之，目前，頁巖氣已經(jīng)成為全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的熱點(diǎn)項(xiàng)目，對(duì)世界能源格局造成了一定的影響，同時(shí)，它還對(duì)地緣政治產(chǎn)生了重大影響。我國(guó)在頁巖氣的勘探開發(fā)方面已經(jīng)取得了很大的突破，但是在一些技術(shù)方面仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)，對(duì)此，還需要科研人員深入中國(guó)頁巖氣勘探開發(fā)的第一現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行廣泛的調(diào)研和技術(shù)研討，進(jìn)而使得我國(guó)在頁巖氣的勘探開發(fā)方面取得更大的突破，以便為我國(guó)的現(xiàn)代化發(fā)展提供能源支持，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化的發(fā)展和建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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