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要以创新精神加快中国的页岩气开采  

2013-05-12 12:24:01|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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要以创新精神加快中国的页岩气开采

朱蓬蓬

页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

评论认为,这种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气,似乎正在成为搅动世界市场的力量。这种被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体,有可能极大地改写世界的能源格局!

据报告,取得工业开发成功的个例以美国为主。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。储集空间以裂缝为主,并以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度(30%左右),因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。20世纪90年代中期已扩大到密歇根和伊利诺伊盆地,产层扩大到下石炭统页岩,产量达84亿立方米。其资源量可达数万亿立方米。

又据报告,页岩气发育具有广泛的地质意义,它存在于几乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。因此属于不完整意义上的页岩气。因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。

中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点。页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80~100年。开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力。

中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层,互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件,不同规模的天然气发现,但目前尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一步突破。资料显示,中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带,因此被确定为首批实地勘查工作目标区。

中石油(PetroChina)在中国四川省发现了页岩气,这证实了,在中国这个渴求能源的国家,这种非常规燃料储量巨大。根据预期,页岩气即蕴藏在页岩中的天然气可以通过提供廉价而充足的新型燃料来源,在未来几十年里改变世界第一大能源消耗国中国的能源供给格局。

中国石油天然气集团公司(CNPC)的上市子公司中石油对英国《金融时报》透露,该公司已经在四川省南部的页岩区钻探了约20口气井,初步结果很积极。“现在平均每口井的日产量在一万立方米以上,”中石油董事会高级助理秘书毛泽锋表示。“我们仍然在评估潜在储量的确切规模。”页岩气的开采需要通过一种称为“水力压裂法”(fracking)的步骤,将岩石层压裂,从而释放出其中的天然气。这种开采方法压低了天然气价格,为美国和一些国家的能源市场带来了革命性巨变。

中国富顺永川的页岩气项目于2012年底实现了页岩气商业化运营,成为中国开始页岩气革命的重要标志性事件。

数据显示,在2000年,页岩气产量不足美国天然气供应的1%,而今天已经占到30%,而且份额还在上升。得益于页岩气的大规模开发,2009年,美国取代俄罗斯成为世界第一大天然气生产国,占世界天然气总产量份额达到20%。2012年,美国天然气销售量更达到7160亿立方米,比2006年增加30%。

页岩气成为新宠,不仅深刻影响天然气市场格局,而且开始改变美国一些高能耗的重化工业的命运。由于能源成本下降明显,美国的化工、制造业出现“回流”现象,产业竞争力有所提升。

在我国,根据《页岩气发展规划(2011-2015年)》,“十二五”期间,我国将完成探明页岩气地质储量6000亿立方米,可采储量2000亿立方米,实现2015年页岩气产量65亿立方米,2020年力争达到页岩气年开采量为600亿至1000亿立方米。如果这一目标得以实现,我国天然气自给率有望提升到60%至70%,并使天然气在我国一次能源消耗中的占比提升至8%左右。这将有助于扭转我国过度依赖煤炭的能源结构,并减少能源对外依存度。

世界页岩气资源量为457万亿立方米,同常规天然气资源量相当,其中页岩气技术可采资源量为187万亿立方米。全球页岩气技术可采资源量排名前5个国家依次为:中国(36万亿立方米,约占20%)、美国(24万亿立方米,约占13%)、阿根廷、墨西哥和南非。中国页岩气资源丰富,技术可采资源量为36万亿立方米,是常规天然气的1.6倍。在开采技术成熟、经济性适当时,将会产生巨大的商业价值。

2011年我国能源消费结构中,煤炭消费占比70%,石油消费占比18%,天然气占比仅为5%。随着煤炭资源的消耗以及对清洁能源的日益重视,我国必然会加大天然气等清洁能源的开采和利用。目前,我国页岩气开发处于气藏勘探和初步开采试点阶段。截至2012年4月,我国共确定33个页岩气有利区,页岩气完井58口,其中水平井15口。随着页岩气勘探权逐步向民间开放,未来十年页岩气开发将有望迎来快速发展的“黄金十年”。到2015 年末,仅页岩气开采阶段设备需求超过150亿元,至2020 年末相关设备需求则超过1000亿元。

页岩气开采技术,主要包括水平井技术和多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术,这些技术正不断提高着页岩气井的产量。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。如果能引进这些先进技术,将为中国页岩气开发助一臂之力。

美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。1821年,美国第一口商业页岩气井(也是全球第一口商业性页岩气井)诞生。Mitchell能源公司在美国东部纽约州Chautauqua县泥盆系Perrysbury组Durdirk页岩中钻探,在井深21米处,从8米厚的页岩裂缝中产出天然气。美国的页岩气开发取得巨大成功,扭转了美国天然气一直以来进口的局面。美国的页岩主要发育在20个州21个大小不等的盆地里。据最近的估算,美国页岩气资源量为42万亿立方米~52.6万亿立方米,但目前商业开采主要集中在5个盆地,即密歇根盆地的Antrim页岩、阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩、福特沃斯盆地的Barnett页岩、伊利诺伊盆地的New Albany页岩和圣胡安盆地的Lewis页岩。其中,Barnett页岩是当前美国页岩气开发的主力层位,也是目前各国页岩气勘探开发学习的样本,据美国地质调查局(USGS)最新的统计,其资源量约0.74万亿立方米,产量在2005年已经超过美国页岩气产量的一半,现在所占比例更高。

美国已进入页岩气开发的快速发展阶段,参与的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。2000年美国页岩气年产量为122亿立方米,而2007年,仅Newark East页岩气田的年产量就达217亿立方米,美国页岩气总产量接近500亿立方米,占美国天然气总量的8%以上。

 但来自美国能源情报署网站的数据显示:美国页岩气产量占天然气产量比例从2007年到2011年分别是8.07%(2007),11.09%(2008),15.19%(2009),21.69%(2010),29.85%(2011)

20世纪70年代末期,美国政府在《能源意外获利法》中规定非常规能源开发税收补贴政策,而得克萨斯州自20世纪90年代初以来,对页岩气的开发不收生产税。另外,美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。可以说,美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。对页岩气这个新生事物而言,有利的政策支持无疑会大大降低开发成本,刺激页岩气的发展。

美国页岩气的快速发展改变了美国的能源消费结构,不仅降低了煤炭以及其他能源的消耗比例,也减少了对中东国家石油能源的依赖,引发了全球范围内的页岩气开发革命。

中国国土资源部2009年10月份在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。将对中国新型能源建设起到积极的示范作用,在中国油气领域具有里程碑意义。2012年3月20日,壳牌公司已经与中国石油签署了一份产品分成合同,将在中国四川盆地的富顺—永川区块进行页岩气勘探、开发及生产。两家公司目前对页岩气的开发还处于勘探阶段,暂并未进入实质性开采。近日,全国首个页岩油气产能建设项目——中石化梁平页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻。

2012年11月13日-16日,为期四天的2012年中国国际页岩气大会在重庆召开,主题为“促进投资与合作,推动中国页岩气产业的商业化发展”。200多名全球各地的页岩气资源开发商、购买商、贸易商、技术支持方、油田服务及设备供应商、顶尖的页岩气产业研究专家以及政府顾问人士参会。尽管业界对我国页岩气的关注度持续升温,但日前参与“2012年中国页岩气发展论坛”的业内专家认为,我国页岩气开发中仍然面临一些问题亟待解决,包括技术准备、资源储量评价、政策研究到开发模式等方面,都需借鉴美国的成功经验,不能急于求成。

我国将基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价,建成一批页岩气勘探开发区,初步实现规模化生产,页岩气年产量达到65亿立方米。

“十二五”期间,我国在页岩气开发上的重点任务包括:一是开展页岩气资源潜力调查评价;二是开展科技攻关,掌握适用于我国页岩气开发的关键技术;三是在全国重点地区建设19个页岩气勘探开发区。

2004年以来,以中国地质大学张金川教授、中国石油勘探开发研究院李新景和王社教授、中国石油勘探开发研究院廊坊分院王红岩和李景明教授以及长江大学潘仁芳教授为代表的杰出石油地质科技工作者开始了页岩气勘探开发基础理论的相关研究,在页岩气成藏机理、储量评价、资源量分类、页岩气渗流机理等方面取得了可喜的成果,为我国页岩气勘探开发奠定了理论基础;2009年,我国启动“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区优选”项目;2010年,我国分三个梯次开展了研究工作,第一启动了“川渝黔鄂页岩气

财政部、国家能源局发布《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》表示,2012年2015年中央财政对页岩气开采企业给予补贴,补贴资金将按企业页岩气开发利用量以及补贴标准决定,2012年至2015年的补贴标准为0.4元/立方米,具体标准今后将根据页岩气产业发展情况予以调整。此外,财政部还规定地方财政可根据当地情况给予适当补贴,具体标准和补贴办法由地方确定。

日前,中央财政明确将在2012年~2015年对页岩气开采企业给予每立方米0.4元的补贴,国内页岩气产业前景被寄予厚望。彭孝影表示,页岩气的勘探开采最先受益勘探、开采相关的设备制造商。每个开采阶段对应相关的专业设备,如勘探阶段使用地震软件、物探装备,固井阶段使用固井车、泵送、套管等,压裂酸化阶段则有压裂车、混砂车,管汇车、仪表车和连续油管等专用设备。对于该产业的发展进程,彭孝影认为未来5至10年中国页岩气的开采尚难以和美国媲美,无论是技术实力,还是资金等方面都存在很大差距,未来要迎头赶上,还需要国家战略做主导推动力。

根据“十二五”规划,2015年末全国油气输送管总长度将达约15万公里,以全长9035公里的西气东输二线消耗440万吨钢管来测算,则“十二五”油气管需求量近3500万吨。

但奇怪的是,据最近美国媒体有消息称:页岩气革命是一场骗局。最早鼓吹“页岩气革命”的美国陆续传来利空消息。美国天然气巨头XTO Energy的CEO对外透露,“我们如今亏得裤子都没了,页岩气生意根本不赚钱,所有人都在亏钱。”一些大牌能源公司都在下调来年页岩气产量计划。由于担心地质灾害,美国纽约州和特拉华盆地已叫停了该地区的页岩气项目。美国金融记者沃尔夫?里奇特说:“水力压裂法的经济原理非常可怕。页岩气产量从第一天起就跌下悬崖,这种下跌持续了一年左右的时间,直到占初始产量10%左右的水平上跌停为止。”其结果是,“钻井公司留下了堆积如山的债务,而巨大的下降幅度则造成浩劫。为了避免下降率打乱收入报表,公司不得不钻探更多的新井,老井的产量则日益下降。”

如果页岩气在开采技术上真的是一种未成熟的产业,那么中国石油工业为什么还试图掩盖页岩气生产所面临的挑战呢?在这个问题上,即使有各种技术难关,我们也必须以创新的精神,集中科研精兵,攻坚克难,勇敢前进,从根本上保证中国能源供应的光辉未来。

2013年5月12日星期日

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