□ 文/唐大麟

記者：金院士您好，頁巖油氣開采技術(shù)的發(fā)展帶來了世界能源格局的巨大變化，在您的建議和助力下，十多年前，我國在四川盆地取得了頁巖氣勘探開發(fā)的巨大突破，近年來頁巖油的勘探開發(fā)也開始不斷取得新的進展。請您介紹一下我國頁巖油勘探開發(fā)的歷史與現(xiàn)狀。

金之鈞：我國的頁巖油資源主要是陸相，其勘探開發(fā)大致經(jīng)歷了“常規(guī)石油”兼探、“非常規(guī)頁巖油”探索，以及針對性技術(shù)攻關(guān)和新一輪評價、部署三個階段。2010年以前是與“常規(guī)石油”兼探階段。這一時期在鄂爾多斯、渤海灣、江漢等盆地?zé)N源層系均發(fā)現(xiàn)了泥頁巖裂縫型油氣，但總體上儲產(chǎn)量規(guī)模有限，發(fā)展較為緩慢。2010——2014年是“非常規(guī)頁巖油”探索階段。中國石化和中國石油選取了若干典型盆地，在凹陷邊緣構(gòu)造高部位部署了一批頁巖油專探井。2014年至今，是針對性技術(shù)攻關(guān)和新一輪評價、部署階段。2014年以來，在國家“973”計劃和油氣重大專項支持下，陸相頁巖油地質(zhì)評價及開采關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)全面啟動，并取得了可喜進展。

據(jù)美國EIA估算，我國頁巖油技術(shù)可采資源量為43.7億噸，但這一評價明顯偏低。中國石化石油勘探開發(fā)研究院研究團隊初步估算，中國陸上主要盆地頁巖油資源量為186億噸。根據(jù)目前新疆油田頁巖油實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，劃分初始產(chǎn)能高于30噸/天為Ⅰ類，低于10噸/天為Ⅲ類，中間則為Ⅱ類，當(dāng)前吉木薩爾凹陷Jx23井最高頁巖油日產(chǎn)88.3噸，Jx25井最高日產(chǎn)油108.3噸，瑪湖凹陷MY1井最高日產(chǎn)量可達31噸，都具有非常大的資源潛力。2018年以來，中國頁巖油發(fā)展戰(zhàn)略研究專家組完成了全國幾大盆地的調(diào)研，一致認為各盆地都獲得了勘探上的重大突破。從準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷到鄂爾多斯盆地中部，再到江漢盆地潛江凹陷，以及渤海灣盆地的黃驊坳陷和濟陽坳陷均有突破，近期在松遼盆地北部的古龍凹陷白堊系下部青山口組一、二段深湖相頁巖中也獲得了大于30噸的單井日產(chǎn)量。2020年5月30日古龍凹陷YP1井日產(chǎn)油35.3立方米，日產(chǎn)氣11.992立方米，油嘴6.3毫米，套壓8.3兆帕。然而，這只是單井的突破，整體來說，當(dāng)前頁巖油勘探開發(fā)面臨的挑戰(zhàn)之一仍然包括單井產(chǎn)量低、效益差，尤其是在低油價背景下，規(guī)模開發(fā)遇到了極大挑戰(zhàn)。

我們在《中國陸相頁巖油資源發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》中已明確提出，中高成熟度頁巖油是中國頁巖油戰(zhàn)略突破的重點領(lǐng)域，加強陸相頁巖油氣勘探開發(fā)是保障國家能源供應(yīng)安全的重要途徑。我國多套湖相泥頁巖層系具有分布范圍廣、時代較新、有機質(zhì)豐度高、厚度大、埋藏淺、成熟度低、以生油為主的特點，且陸相富有機質(zhì)頁巖黏土礦物含量高、基質(zhì)滲透率低、碎屑含量和可壓性變化大，因此規(guī)模有效勘探開發(fā)面臨資源規(guī)模不清、富集規(guī)律不明和可動用資源分布預(yù)測困難等重大挑戰(zhàn)。當(dāng)前我國陸相頁巖油勘探中單井產(chǎn)量普遍較低，且高產(chǎn)、低產(chǎn)井分布極不均勻，頁巖油富集主控因素不清，甜點評價標(biāo)準(zhǔn)不一，預(yù)測評價難度大，制約了中國陸相頁巖油的勘探部署和規(guī)?；_采。

記者：目前國際上頁巖油開發(fā)的現(xiàn)狀如何？我國與之相比差距在哪？

金之鈞：全球頁巖油資源豐富，在美國、俄羅斯、阿根廷等都有開發(fā)，我重點介紹一下美國頁巖油勘探開發(fā)的情況。2019年，美國頁巖油產(chǎn)量為3.85億噸，占其原油總產(chǎn)量的65.2%。頁巖油已經(jīng)成為原油產(chǎn)量增長的主體。美國海相頁巖油成功勘探與經(jīng)濟效益開發(fā)首先得益于基礎(chǔ)地質(zhì)認識的不斷提高，理論上突破了傳統(tǒng)的圈閉找油模式，極大地擴展了找油區(qū)域，實現(xiàn)了全盆地勘探開發(fā)的革命。它的主要產(chǎn)區(qū)在威利斯頓盆地上泥盆統(tǒng)——下石炭統(tǒng)巴肯區(qū)帶（Bakken）、墨西哥灣白堊系鷹灘區(qū)帶（Eagle Ford）、二疊盆地二疊系伯恩斯普林和沃夫坎等區(qū)帶（Spraberry and Wolfcamp）、阿帕拉契亞盆地奧陶系尤提卡區(qū)帶（Utica）等。目前二疊盆地頁巖油的產(chǎn)量上億噸，2019年開始頁巖油勘探開發(fā)的阿納達科盆地，早期開發(fā)的富有機質(zhì)層系頁巖油單井直井產(chǎn)量并不高，后期勘探在盆地深凹處4500米以深獲得了高產(chǎn)。

美國海相頁巖油勘探開發(fā)歷經(jīng)長期探索。1953年，在威利斯頓盆地巴肯組發(fā)現(xiàn)了Antelope油田，但是由于長期低產(chǎn)無人關(guān)注。1987年，受頁巖氣探索影響，在巴肯組上段打了頁巖油第1口水平井，但產(chǎn)量低，無經(jīng)濟效益。2000年轉(zhuǎn)向巴肯組中段的致密層段，獲得巨大成功，該層系平均厚度為15-20米，盆地中心是碳酸鹽巖，盆地邊緣是碎屑巖，在盆地中心發(fā)現(xiàn)了美國第1個頁巖油田Elm Coulee，總體處在盆地的中央部位，具有低緩背斜背景。2007年巴肯組產(chǎn)量突破110萬噸，距離第1個油田發(fā)現(xiàn)共用了7年的時間。繼巴肯組產(chǎn)量突破之后，美國頁巖油勘探開發(fā)先后在南部鷹灘（Eagle Ford）、中部二疊盆地等地展開，頁巖油產(chǎn)量迅速上升，最高峰時期每年增長5000萬噸，2019年美國頁巖油總產(chǎn)量達3.85億噸。巴肯組在2009年之前的單井產(chǎn)量低，2012年實現(xiàn)平均產(chǎn)量約8.22萬噸，2017年以來平均日產(chǎn)量超過20.55萬噸；鷹灘組日產(chǎn)量也超過54.8萬噸。美國目前高產(chǎn)頁巖油井多分布在威利斯頓盆地、二疊盆地和海灣盆地鷹灘組。

我國頁巖油氣資源豐富，初步評價結(jié)果位居世界第三位，是建成千萬噸級產(chǎn)量油氣田最現(xiàn)實的戰(zhàn)略接替資源。但是，我國主要為陸相頁巖油氣，具有不同于美國海相頁巖油氣的顯著特點，美國技術(shù)在我國難以完全復(fù)制。我國能否像“陸相生油理論”一樣，掀起一場“陸相頁巖油氣”革命，關(guān)乎國家能源安全，關(guān)乎百萬石油人就業(yè)崗位，也關(guān)乎能否在世界“頁巖革命”中搶得先機并從海外獲取頁巖油氣資源的戰(zhàn)略問題。

記者：當(dāng)前我國頁巖油發(fā)展面臨的主要問題是什么？

金之鈞：當(dāng)前我國頁巖油存在的最主要的問題，還是陸相頁巖油與美國海相頁巖油在地質(zhì)條件上的巨大差異，這決定了我們無法完全復(fù)制美國理論與技術(shù)模式。具體來說存在的問題，一是陸相頁巖油富存機理認識不清，評價手段亟需完善。我國陸相頁巖沉積相變快、非均質(zhì)性強、熱演化程度低、成巖作用弱，難以借鑒北美資源評價方法。二是陸相頁巖油甜點構(gòu)成要素不清，預(yù)測技術(shù)尚未建立。礦物成分和儲集體孔隙結(jié)構(gòu)類型復(fù)雜多變，微觀復(fù)雜性在宏觀尺度上的地震響應(yīng)特征和規(guī)律不清，常規(guī)均勻各項同性的等效介質(zhì)理論與方法不能有效描述；儲層甜點關(guān)鍵參數(shù)的地球物理測井識別與評價，特別是巖電關(guān)系認識與含油性評價十分困難；非均勻各向異性頁巖油目標(biāo)層的高精度成像與“甜點”要素精確反應(yīng)十分困難。三是陸相頁巖油儲層流動機理不清，有效動用條件不明。頁巖油以游離、吸附或溶解等多種形式賦存于微裂縫、納米孔隙，有機質(zhì)內(nèi)部等多種孔隙空間中，不同賦存狀態(tài)的原油流動機理和流動條件不明；缺乏針對頁巖油儲層的流體運移數(shù)學(xué)模型、分析計算方法和手段，無法有效預(yù)測單井生產(chǎn)動態(tài)和產(chǎn)量遞減規(guī)律。四是陸相頁巖油儲層壓裂困難，難以形成有效支撐縫網(wǎng)。與海相頁巖油儲層相比，陸相頁巖油儲層塑性強，地層壓開難度大，難以形成有效的壓裂縫網(wǎng)，人工裂縫波及體積小；頁巖油儲層塑性強導(dǎo)致壓裂支撐劑嵌入嚴重，裂縫長期導(dǎo)流能力低；頁巖油儲層水敏性強，對儲層傷害大，現(xiàn)有壓裂技術(shù)不適應(yīng)。五是陸相頁巖油黏度較高等因素導(dǎo)致流動能力差，采出困難。陸相頁巖油存在有機質(zhì)成熟度低、流體黏度高、驅(qū)動能力不足等難題，目前缺乏提高頁巖油流動性能的成熟工藝方法，相關(guān)研究亟待開展。六是井深、異常高壓、儲層強敏感、鹽間儲層失穩(wěn)帶來系列工程問題。深層泥頁巖巖性致密、可鉆性差、鉆井速度慢、鉆井周期長；鹽間頁巖儲層特殊巖性造成井筒損壞嚴重，措施有效期短、累積產(chǎn)油量低、經(jīng)濟效益差。

記者：針對以上存在的問題，我們發(fā)展頁巖油的思路是怎樣的？

金之鈞：針對目前我國頁巖油發(fā)展過程中存在的這些問題，結(jié)合國家對能源的需求，以及常規(guī)油氣資源的整體情況分析，我們提出了針對頁巖油發(fā)展的四大原則，即“堅持政策引導(dǎo)，科技先行的原則”“堅持自主創(chuàng)新，開放合作的原則”“堅持先易后難，有序推進的原則”“堅持國企主導(dǎo)，多方參與的原則”。

在以上發(fā)展思路指導(dǎo)下，根據(jù)我國陸相頁巖油的特殊性，針對頁巖油產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展，我們以油價70美元/桶為測算值，也制定了三個階段的發(fā)展目標(biāo)。首先是戰(zhàn)略準(zhǔn)備階段，即在“十四五”時期，集中科技攻關(guān)，制定相關(guān)政策，形成高成熟度頁巖油勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，落實高成熟度頁巖油技術(shù)可采資源量20億-30億噸；探索中低成熟度頁巖油原位改質(zhì)技術(shù)，落實中低成熟度頁巖油原位改質(zhì)技術(shù)可采資源量30億-40億噸；全國頁巖油年產(chǎn)量達到500萬-800萬噸。其次是戰(zhàn)略突破階段，即在“十五五”期間，繼續(xù)強化科技攻關(guān)，形成關(guān)鍵技術(shù)系列；落實高成熟度頁巖油技術(shù)可采資源量5億-10億噸；突破中低成熟度頁巖油關(guān)鍵技術(shù)，落實中低成熟度頁巖油原位改質(zhì)技術(shù)可采資源量40億-50億噸；全國頁巖油年產(chǎn)量達到1000萬-1500萬噸。再次是戰(zhàn)略展開階段，即在“十六五”期間，完善中低成熟度頁巖油關(guān)鍵技術(shù)，有效動用中低成熟度頁巖油資源；落實中高成熟度頁巖油技術(shù)可采資源量5億-10億噸；落實中低成熟度頁巖油原位改質(zhì)技術(shù)可采資源量30億-40億噸；全面展開頁巖油開發(fā)，實現(xiàn)全國頁巖油大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，年產(chǎn)量達到2000萬噸以上。美國頁巖油氣革命使得美國實現(xiàn)了能源獨立，改變了世界能源版圖。中國頁巖油革命正處于起步階段，頁巖油開發(fā)應(yīng)成為國家戰(zhàn)略，通過政策引導(dǎo)、金融支持、技術(shù)進步與管理創(chuàng)新，實現(xiàn)中國頁巖油氣的有效開發(fā)，保障我國能源安全。

記者：您認為我們在實現(xiàn)這些發(fā)展目標(biāo)的實踐中具體該拿出什么措施？

金之鈞：加強頁巖油勘探開發(fā)是保障原油穩(wěn)產(chǎn)兩億噸的重要舉措，也是老油田及百萬石油人可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。要實現(xiàn)以上目標(biāo)，我們一是要提高認識，摸清家底，盡快制定頁巖油發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，充分認識頁巖油資源在我國能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略地位和重大意義。在理論研究的基礎(chǔ)上，盡快組織專門隊伍開展全國頁巖油資源評價工作，進一步摸清家底，制定我國頁巖油發(fā)展戰(zhàn)略和相關(guān)規(guī)劃，從總體上對其開發(fā)進行戰(zhàn)略部署，進而確保該產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。二是要加強基礎(chǔ)理論及勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研究，“十四五”期間重點突破陸相頁巖油“甜點”預(yù)測技術(shù)、水平井多分段壓裂技術(shù)，從而有效動用我國中高成熟度高壓區(qū)頁巖油資源。2030年前要重點突破陸相頁巖油水平井增能驅(qū)油壓裂技術(shù)，從而有效動用我國普遍存在的常壓低壓中高成熟度頁巖油資源。在2030—2035年，要重點突破陸相頁巖油儲存高效原位改質(zhì)開采技術(shù)，具備規(guī)模化工業(yè)產(chǎn)能，以保證能夠有效動用我國中低成熟度頁巖油資源。為保障上述技術(shù)攻關(guān)快速形成成果，建議部分基礎(chǔ)研究及關(guān)鍵技術(shù)列入國家重大基礎(chǔ)研究項目計劃和國家自然科學(xué)基金重點研究項目計劃，并給予優(yōu)先安排；建議國家科技部持續(xù)支持頁巖油勘探開發(fā)進入油氣科技重大專項；部分前沿技術(shù)攻關(guān)進入顛覆性技術(shù)計劃。三是要加強實驗室與人才隊伍建設(shè)。建議國家發(fā)改委給予重大裝備研發(fā)支持，包括大型壓裂設(shè)備，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井，地下原位加熱工具等，通過走出去與請進來相結(jié)合，研究與實踐相結(jié)合的辦法，加大加快人才隊伍建設(shè)，加強國家重點實驗室建設(shè)。四是要推進勘探開發(fā)重點示范工程，重點開展準(zhǔn)噶爾盆地、渤海灣盆地、江漢盆地、鄂爾多斯盆地、松遼盆地等五大領(lǐng)域先導(dǎo)試驗區(qū)建設(shè)，先行先試。

此外，還需要完善相關(guān)配套政策。在體制機制上探索成立獨立的頁巖油公司或頁巖油項目經(jīng)理部，實行一體化管理，提升開發(fā)效益?？紤]引入混合所有制，聯(lián)合外企，民企等，共同推進陸相頁巖油商業(yè)開發(fā)，探索頁巖油勘探開發(fā)領(lǐng)域的金融創(chuàng)新，考慮多方向資本引入，共同推進陸相頁巖油商業(yè)開發(fā)。在財稅政策方面，建議國家出臺鼓勵和支持頁巖油開發(fā)的稅收減免或補貼政策，比照頁巖氣給予500元/噸的補貼，也可以從特別收益金里核減。