頁巖氣邁入商業(yè)化前夜

　　頁巖氣的開發(fā)在中國似已水到渠成，然而真正走向商業(yè)化運營，還需解決開采技術(shù)和成本制約兩個難題。如何在頁巖氣對外合作中，制定出一整套靈活切實的管理方式，是將來商業(yè)化成功的關(guān)鍵。

　　■文/本刊記者 孫巖冰

　　能源需求的好胃口，讓原本連雞肋都算不上的頁巖氣，變得美味起來。而隨著頁巖氣主產(chǎn)區(qū)美國國內(nèi)頁巖氣開采技術(shù)和工藝的不斷提高，人們驚喜地發(fā)現(xiàn)，原來頁巖氣真得不能算是雞肋，它是牛排。

　　2009年11月，頁巖氣大餐中添加了中國口味。11月10日，中國石油與殼牌公司在北京簽訂《四川盆地富順—永川區(qū)塊頁巖氣聯(lián)合評價協(xié)議》。兩周之后的11月25日，富順—永川區(qū)塊頁巖氣項目在成都啟動，標志著我國首個頁巖氣合作開發(fā)項目正式進入實施階段。

　　中國行動

　　近幾年，隨著頁巖氣概念走俏全球，對天然氣需求旺盛的中國在頁巖氣上也是頻有舉措。

　　2004年，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心和中國地質(zhì)大學(xué)（北京）開始了頁巖氣資源的研究工作，經(jīng)過比對湖南、四川等８省市成礦條件后，認為重慶市渝南和東南地區(qū)廣為分布下寒武、下志留、中二疊三套地層，不少地方有形成大規(guī)模頁巖氣的可能。其中重慶綦江、萬盛、南川、武隆、彭水、酉陽、秀山和巫溪等區(qū)縣是頁巖氣資源最有利的成礦區(qū)帶，因此被確定為首批實地勘察工作目標區(qū)。

　　在第四次中美能源政策對話及第九屆中美油氣工業(yè)論壇期間，中國石油天然氣集團公司與美國康菲公司就合作開發(fā)中國頁巖氣簽署了意向書。

　　不僅僅是和殼牌、康菲，在此之前，中國石油就同美國新田石油、美國戴文能源有著密切的接觸。2008年，坊間甚至傳出中國石油有意競購美國第二大天然氣生產(chǎn)商切薩皮克能源公司旗下頁巖氣資產(chǎn)的少數(shù)股權(quán)的消息，雖然最終結(jié)果不得而知，但中國石油對頁巖氣的興趣是可以肯定的。

　　2009年11月17日,美國總統(tǒng)奧巴馬訪華時，中美雙方又簽署了《關(guān)于在頁巖氣領(lǐng)域開展合作的諒解備忘錄》。

　　“突出重點，以點帶面，效益開發(fā)，市場化運作。”中國石油對頁巖氣發(fā)展部署已經(jīng)制訂出明確的發(fā)展思路。

　　“經(jīng)過前期一系列的調(diào)查準備，目前頁巖氣生產(chǎn)開發(fā)準備已經(jīng)就緒?！敝袊涂碧介_發(fā)研究院頁巖氣專家程克明教授介紹說，“依據(jù)頁巖氣資源評價的成果，選擇1～2個有利地區(qū)開展老井復(fù)查和頁巖氣開發(fā)的先導(dǎo)性實驗，積累頁巖氣開發(fā)的經(jīng)驗和技術(shù)，為規(guī)模開發(fā)準備條件。先期的評價大概有半年左右，如果順利，一年后就可以開展工業(yè)化生產(chǎn)?！?/p>

　　近日，國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心主辦的《渝東鄂西和巫溪頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查與選區(qū)》座談會在重慶市舉行。參加會議的單位除國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心外，還包括中國石油、中國石化各3家下屬單位，以及科研院所、地方政府職能部門等16家單位。從會議名單的構(gòu)成上不難看出，各方對頁巖氣都給予了充分的關(guān)注。這無疑對頁巖氣勘探開發(fā)全面鋪開創(chuàng)造了良好的氛圍。

　　美國示范

　　在中國公司的國際伙伴選擇上，不難看出一個共同點——都有在美國相當長時間的頁巖氣生產(chǎn)開發(fā)經(jīng)驗。事實上，也正是美國在本土頁巖氣生產(chǎn)方面取得的成就，讓人們看到非常規(guī)天然氣開采的新希望。

　　今年，頁巖氣成為能源領(lǐng)域最受人們關(guān)注的亮點。2009年度劍橋能源周年會上，美國非常規(guī)天然氣特別是頁巖氣開發(fā)進展成為本次會議上引人注目的議題。

　　斯倫貝謝公司專家指出，北美非常規(guī)氣快速發(fā)展主要得益于技術(shù)突破，水平鉆井、水力壓裂技術(shù)進步提高了儲層接觸，裝備技術(shù)進步降低了單位生產(chǎn)成本，尤其是低成本的淺層井進展為頁巖氣商業(yè)化開采做出了重要貢獻。

　　美國非常規(guī)天然氣進展對世界天然氣市場具有重要影響。兩年前，分析師認為美國尚需進口大量LNG滿足需求。情況很快有了變化，現(xiàn)在看來非常規(guī)氣可能使北美天然氣實現(xiàn)自給自足，似乎只需要進口少量LNG。會議認為，北美以外非常規(guī)氣資源非常豐富，該地區(qū)非常規(guī)氣的發(fā)展同樣可以復(fù)制到世界其他地區(qū)。

　　美國專家為此興奮地說，有了頁巖氣，100年無后顧之憂。IHS劍橋能源研究會的判斷則更為樂觀。最近公布的一項研究報告指出，按美國目前對天然氣的需求計算，北美洲以外地區(qū)的可開采頁巖氣儲量，可讓美國用上211年，甚至可達690年。

　　“頁巖氣開采技術(shù)是過去10年里最重大的能源技術(shù)革新?！盜HS劍橋能源研究會主席耶金說，“令人驚訝的是，這個新技術(shù)沒有盛大的啟用儀式，它就這么悄然啟用?！?/p>

　　改變的確在默默地發(fā)生。

　　“最新數(shù)據(jù)顯示，美國在2008年非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已經(jīng)達到了本土天然氣產(chǎn)量的1/3——天然氣產(chǎn)量15億立方米/天，非常規(guī)天然氣7.4億立方米/天。”中國石油勘探開發(fā)研究院戰(zhàn)略研究室主任董大忠介紹說，“這其中，頁巖氣與煤層氣的產(chǎn)量基本持平，各占半壁江山。”

　　美國本土頁巖氣生產(chǎn)井數(shù)量增速也令人驚訝，從舊有數(shù)據(jù)的4萬口增加到98590口生產(chǎn)井。其中，巴奈特（Barnett）盆地一處的總產(chǎn)量就達到了560億立方米，而頁巖氣生產(chǎn)總量則接近千億立方米。

　　美國常規(guī)天然氣及非常規(guī)天然氣的發(fā)展顛覆了整個行業(yè)。目前擺在美國天然氣市場最重要的話題，不再是需要進口多少天然氣，而是頁巖天然氣的產(chǎn)量最終能否超過傳統(tǒng)天然氣的產(chǎn)量？美國未來是否有可能成為天然氣凈出口國？

　　三級開發(fā)

　　美國在頁巖氣方面取得的成功，讓中國為之振奮。作為國內(nèi)最大的天然氣生產(chǎn)商，中國石油為實現(xiàn)資源接替，保障市場供應(yīng)更是做好了充分的準備。

　　“早在2005年，中國石油就開始頁巖氣方面的研究，通過對以往資料的分析，明確了頁巖氣確實在國內(nèi)廣泛存在?！背炭嗣鹘淌诮榻B說。

　　中國在近60年的常規(guī)油氣勘探開發(fā)歷程中，多個含油氣盆地在頁巖段見到頁巖氣顯示，有些地區(qū)在頁巖段氣測異常高達80%。1996年完鉆的威5井，鉆遇九老洞組頁巖段發(fā)生氣浸與井噴，裸眼測試日產(chǎn)氣量達到24600立方米。

　　中國海相地層沉積廣泛，分布面積達300萬平方公里，其中陸上海相沉積面積約280萬平方公里。初步評價表明，我國頁巖氣資源量高達100萬億立方米，約為我國常規(guī)天然氣資源量的兩倍。這是一個相當可觀的數(shù)字，如果能得以充分開采，無疑對于中國能源的保障增添了一個重重的砝碼。

　　雖然資源量可喜，但也要合理開發(fā)。為此，中國石油初步形成了三級開發(fā)體系。

　　首先是在四川等地選擇一兩塊先導(dǎo)型實驗區(qū)。之所以選擇四川，是因為這里地質(zhì)條件較為理想，頁巖發(fā)育完全。同時，四川有著雄厚的天然氣開發(fā)技術(shù)以及經(jīng)驗，依托西南油氣田進行項目開展，可以取得事半功倍的效果。

　　其次，是在海相地區(qū)主要是南方沿海地區(qū)進行勘探開發(fā)。根據(jù)地質(zhì)描述，這里也有大量的頁巖存在。

　　最后，是在陸相盆地進行勘探。通過我國專家判斷，陸相也會有頁巖氣存在，只是成巖性差，泥含量多。近期在準噶爾勘探煤層氣時就發(fā)現(xiàn)了頁巖氣，且含量不低。這也給未來第三梯次的勘探開發(fā)帶來利好。

　　改善布局

　　“傳統(tǒng)的天然氣氣藏，只占氣源巖所生成全部天然氣的20%～30%。此外，還有一部分在油氣運移中散失。但在頁巖中儲存的天然氣至少在50%以上。”董大忠說，“如果能將頁巖中剩余的天然氣吃干榨盡，未來的潛力將會非常巨大?！?/p>

　　雖然頁巖氣中比較容易采出的游離氣較少，但遠遠大于煤層中的游離氣。同時，頁巖氣比較干燥，在開采方式上，可以免去煤層氣排水降壓的環(huán)節(jié)。因此，頁巖氣的開發(fā)前景要優(yōu)于目前已經(jīng)取得初步進展的煤層氣。

　　同時，頁巖氣還有一個巨大的優(yōu)勢，甚至連常規(guī)天然氣田都無法比擬，這就是頁巖氣的分布范圍相當廣泛。

　　頁巖不僅存在于常規(guī)天然氣氣田附近，而且在一些資源匱乏地區(qū)，頁巖也有可能同樣豐富。而這將會使我國不均衡的能源供應(yīng)格局得到極大改善。

　　勘探證明，在地質(zhì)過程比較復(fù)雜、抬升及剝蝕嚴重的地區(qū)同樣具有頁巖氣。例如在中國石油二級開發(fā)的南方沿海一帶，后期構(gòu)造變動復(fù)雜，常規(guī)油氣不宜發(fā)育，資源非常匱乏，但目前，科研人員在這已經(jīng)有了許多頁巖氣的發(fā)現(xiàn)，甚至儲量還很高。這將會使未來的油氣資源開發(fā)布局更加合理，盡可能地減少運輸損耗，也使得能源的調(diào)配更加便捷，避免交通運輸對終端消費市場的影響。

　　正是基于這種美好預(yù)期，使得近階段的歐洲也是一片沸揚。整個歐洲的各大報紙都在頭條新聞炒作頁巖氣這種新的資源將如何幫助這個大陸減少對俄羅斯天然氣的依賴、應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)以及恢復(fù)能源供應(yīng)安全。

　　位于波茨坦的德國地學(xué)研究中心正在主持一個為期3年的頁巖氣研究項目，任務(wù)是以各國的地質(zhì)調(diào)查信息為基礎(chǔ)，編制歐洲頁巖氣數(shù)據(jù)庫（不包括俄羅斯），同時嘗試預(yù)測它們的準確位置，分析采用什么方法進行開采。這個項目在歐洲同類研究中尚屬首次，得到了?？松梨?、挪威國油、道達爾等6家油氣公司的贊助。

　　目前，英國BG能源公司、意大利埃尼公司、挪威國家石油公司，還有其他一些歐洲公司紛紛參與了美國的頁巖氣項目，并且開始勘探其他大陸的頁巖氣。而殼牌、奧地利OMV公司、BNK石油、康菲石油公司和埃克森美孚更是競相在歐洲國家“跑馬圈地”，勘探當?shù)氐捻搸r氣資源。

　　商業(yè)化突破

　　頁巖氣的開發(fā)在中國似乎已經(jīng)水到渠成，然而真正走向商業(yè)化運營階段，尚需解決兩個關(guān)鍵問題。首先是開采技術(shù)的突破。 “頁巖氣的開采技術(shù)比較難，一般都屬于天然氣工業(yè)中最前沿的技術(shù)?！倍笾医榻B說。

　　水平井分段壓裂是核心技術(shù)之一。早在1921年，美國少數(shù)公司就開始尋找解決長久困擾頁巖天然氣的一個問題：如何將天然氣從頁巖中解放出來。他們在得克薩斯州沃斯堡市市郊展開了試驗。試驗的技術(shù)有兩個：一是水平鉆井，二是“高壓水砂破裂法”。這兩種方法并不新鮮，但直到十年前，科學(xué)家才找到突破口，融合兩種技術(shù)所長，優(yōu)化頁巖天然氣開采。這一突破實現(xiàn)了頁巖天然氣大規(guī)模開采，并大大降低了它的單位成本，使成本遠遠低于人們預(yù)期。

　　目前，世界石油界已經(jīng)加快了非常規(guī)油氣開采技術(shù)的研發(fā)步伐。如開展多相流態(tài)的研究，用于優(yōu)化非常規(guī)氣藏（如含氣砂巖、頁巖氣、煤層氣）的開采；開發(fā)用于提高非常規(guī)氣藏生產(chǎn)和最終采收率的壓裂液體系等。因此，在跟蹤國外先進技術(shù)的同時，我國也應(yīng)該及早投入更多人力和財力進行研發(fā)，建立擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。

　　其次是解決成本制約。只有把成本控制在盈利點之下，才有大規(guī)模商業(yè)化運作的可能，而成本控制一方面依賴先進的科學(xué)技術(shù)，還有一個非常重要的方面就是先進的管理經(jīng)驗。美國的工廠式生產(chǎn)就給人很大的啟迪。在頁巖氣開發(fā)中，把數(shù)個水平井集中在一個操作平臺上，這樣可以盡可能減少占地等費用。同時，可以在原地對每口水平井逐一壓裂，如同工廠流水線作業(yè)，減少了人員及設(shè)備的調(diào)運，極大地減少了作業(yè)成本，增強了營利能力。

　　但是這種生產(chǎn)方式會給安全管理帶來很大的挑戰(zhàn)。如何在對外合作過程中，有效地汲取經(jīng)驗，并根據(jù)中國的情況做出靈活調(diào)整，制定完善出一整套的管理方式，是將來商業(yè)化成功的關(guān)鍵所在。