頁巖氣開發(fā)現(xiàn)狀及影響

許明鶴 陳鋼 杜靖華 許明深 葉潤楠

1 全球頁巖氣資源豐富

現(xiàn)今不斷攀升的能源需求和巨大的資源壓力,天然氣價格的增長、開發(fā)技術(shù)不斷提高以及人們對天然氣的依賴,使得頁巖氣成為天然氣工業(yè)化勘探的重要領(lǐng)域和目標(biāo)。據(jù)美國能源情報署(EIA)的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前全球擁有頁巖氣可采資源量6622萬億立方英尺[2],相當(dāng)于煤層氣和致密砂巖氣的總和。主要分布在北美、中亞和中國、中東和北非、拉丁美洲、前蘇聯(lián)等地區(qū)。

2 國內(nèi)外頁巖氣開發(fā)現(xiàn)狀

頁巖氣儲層與常規(guī)氣儲層差異很大,具備一些獨特性質(zhì),如區(qū)域性分布、缺少明顯蓋層和圈閉、無清晰氣-水界面、天然裂縫發(fā)育以及極低的基質(zhì)滲透率,一般在0.0001×10-3～0.000001×10-3之間,比致密砂巖儲層的滲透率低2～3個數(shù)量級[6]。這些特性給頁巖氣的勘探開發(fā)帶來了較高的難度。近年來,國外加強了對頁巖氣的勘探開發(fā)技術(shù)攻關(guān),頁巖氣藏的成功開發(fā)取決于先進技術(shù)的應(yīng)用,如頁巖氣的水平井鉆井技術(shù)、裂縫的設(shè)計和增產(chǎn)措施,三維地震監(jiān)測技術(shù)等[7]。

美國的頁巖氣開發(fā)最初主要是由一些中小型石油公司推動的,他們依靠傳統(tǒng)的油田服務(wù)公司(如哈里伯頓、斯倫貝謝等)提供服務(wù)和技術(shù)支持。這些中小公司主要包括:Devon Energy、XTO Energy、Chesapeake、EOG Resources、Encana Oil & Gas(USA)、Burlington Resources等[8]。

最近幾年,隨著墨西哥灣深水油氣產(chǎn)量的急劇下滑一些大石油公司開始通過合伙、參股或收購有頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗的中小公司等形式參與頁巖氣的勘探開發(fā)[8]。2009年12月,埃克森美孚以410億美元收購了美國XTO能源公司,正式拉開了石油巨頭角逐頁巖氣資源開采的序幕。2010年1月,法國的道達爾石油公司以八億美元購買了美國切薩皮克能源公司在巴內(nèi)特頁巖區(qū)25%的資產(chǎn),還將為切薩皮克能源公司的鉆井、完井及設(shè)備改造提供60%的資金支持。同年5月,英國天然氣公司以9.5億美元收購了美國EXCO公司在阿巴拉契亞盆地26.5萬公頃區(qū)域內(nèi)50%的頁巖氣資產(chǎn)。5月底,英荷殼牌公司以47億美元收購了EastResources,并收購了德克薩斯州南部伊格爾福德頁巖氣地區(qū)10.1萬公頃的開采權(quán)。7月,波蘭宣布參加美國頁巖氣的開采項目。10月日本伊藤忠商事公司從MDU資源集團公司手中收購其在懷俄明州奈厄布拉勒頁巖油資產(chǎn)25％的股份,開始向頁巖氣進軍,此后日本三井公司旗下子公司三井勘探開發(fā)美國有限責(zé)任公司已以14億美元收購了阿納達科石油公司在美國賓夕法尼亞州馬塞勒斯頁巖區(qū)10萬英畝資產(chǎn);三菱公司已與美國賓州西部能源信托公司組建了各持股50%的合資企業(yè),以開發(fā)加拿大不列顛哥倫比亞省東部科爾多瓦內(nèi)灣地區(qū)的頁巖氣資產(chǎn)。

2011年1月25日印度ONGC公司在靠近西孟加拉邦杜爾加布爾的一口研究和開發(fā)井大約1700米深處的Barren Measure頁巖中發(fā)現(xiàn)了天然氣。4月底,阿索納塔公司與意大利ENI公司簽署聯(lián)合勘探和開發(fā)頁巖天然氣的合作協(xié)議,借鑒ENI公司在這方面取得的成功經(jīng)驗,雙方將開辟能源合作新領(lǐng)域。6月,保加利亞政府將為期5年的頁巖氣勘探許可授予了雪佛龍公司,允許其在面積達4400平方公里的Novi Pazar頁巖氣田勘探作業(yè)。6月24日俄羅斯TNK-BP計劃投資開發(fā)烏克蘭頁巖氣。

在我國中石油、中石化、延長石油、中聯(lián)煤等企業(yè)通過自主勘探和對外合作,在多個頁巖氣探井或老井頁巖段中獲得工業(yè)氣流,壓裂改造后均見到良好氣流顯示,日產(chǎn)氣穩(wěn)定在2000—10000方左右。這些都證明中國存在頁巖氣商業(yè)開采的可能性。

3 頁巖氣開發(fā)的影響

3.1 頁巖氣開發(fā)弊端

隨著頁巖氣開采的增加,它所造成的環(huán)境問題日益嚴(yán)重。在氣井密集的地區(qū),有人抱怨泄漏導(dǎo)致空氣污染,還有人擔(dān)心,開采頁巖氣的水力壓裂過程產(chǎn)生的廢水會導(dǎo)致污染。事實上,環(huán)保人士長期以來都認為,頁巖氣開采會使地下水受到甲烷和化學(xué)物質(zhì)的污染。在美國,調(diào)查新聞網(wǎng)站ProPublica在頁巖氣開采地附近發(fā)現(xiàn)了上千起水污染報告。紐約州因為擔(dān)憂頁巖氣開采對紐約分水嶺的影響,已經(jīng)下令暫停水力壓裂開采方式。這種擔(dān)憂引發(fā)了全世界范圍內(nèi)的反對熱潮,比較著名的事例是,2011年2月殼牌石油公司在深入南非卡魯盆地進行頁巖氣勘探時,遭遇當(dāng)?shù)孛癖姷目棺h。2011年6月末,法國議會通過了禁止應(yīng)用水力壓裂技術(shù)的法案,事實上已經(jīng)成為了第一個對頁巖氣開采明確說“不”的國家。

另一值得關(guān)注的問題是,長期保存高壓水的注入井會否對地質(zhì)造成污染。2008年10月,美國達拉斯-沃斯堡機場就發(fā)生了一系列地震,而這片地區(qū)之前沒有任何地震記錄。對此,德克薩斯州大學(xué)的研究表明,這些地震可能與注入井有關(guān);2011年上半年,美國中北部地區(qū)的阿肯色州已經(jīng)發(fā)生了700多次小型地震。當(dāng)?shù)鼐用裾J為,注入井會引發(fā)地震。阿肯色州近日表示未來6個月將暫停開發(fā)新的注入井。

2011年4月,康奈爾大學(xué)的羅伯特·哈沃斯研究小組公布了一份關(guān)于頁巖氣的研究報告。這份報告痛批開發(fā)頁巖氣的數(shù)個弊端,包括會加劇氣候變化、破壞地下水資源等[9]。

3.2 為頁巖氣“翻案”

2011年5月4日,總部位于倫敦的全球變暖政策基金會(GWPF)發(fā)布了一份為天然氣正名的報告,該報告的結(jié)論與哈沃斯完全相反,認為頁巖氣是一種“儲量豐富、廉價且對環(huán)境友善的能源”。這份名為《頁巖氣影響了誰》的報告駁斥了哈沃斯報告中的數(shù)個觀點,報告中不僅稱頁巖氣將改變未來能源結(jié)構(gòu),而且稱其會對貿(mào)易、地緣政治以及氣候變化政策產(chǎn)生深遠影響[3]。關(guān)于頁巖氣開發(fā)污染地下水資源的問題,指出頁巖氣在開發(fā)過程中的甲烷泄漏與開發(fā)常規(guī)天然氣時產(chǎn)生的甲烷泄露沒什么兩樣。頁巖氣開發(fā)過程中處理廢水的方式與其他工業(yè)也沒有太大區(qū)別。認為頁巖氣會對地下水資源造成極大污染的說法只是反對天然氣開發(fā)者們過分夸大的說辭。

4 展望

清潔低碳的頁巖氣能夠增加天然氣供應(yīng),優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),緩解減排壓力[4]。自上世紀(jì)90年代后期,頁巖氣在美國率先實現(xiàn)商業(yè)化、規(guī)模化開采之后,許多國家掀起了頁巖氣開發(fā)熱潮,隨著開采技術(shù)的進步,頁巖氣必將能源非碳化發(fā)展的時代潮流。

參考文獻

[1] 李世臻,曲英杰.美國煤層氣和頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及對我國的啟示[J].中國礦業(yè),2010,19(12):17-21.

[2] 全球最新頁巖氣資源分布情況一覽[Z].中國石化新聞網(wǎng),2011-5-6.