我國頁巖氣勘探開發(fā)形勢初探

馬 靜 鹿愛莉 董曉方

（中國國土資源經(jīng)濟研究院 北京 101149）

頁巖氣是指賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源和化工原料，主要用于居民燃氣、城市供熱、發(fā)電、汽車燃料和化工生產(chǎn)等，用途廣泛。與常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的優(yōu)點，具有較高的工業(yè)經(jīng)濟價值。大部分產(chǎn)氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣。因此，世界許多國家越來越重視尋找和開采頁巖氣，以作為常規(guī)天然氣的補充能源資源。

一、我國頁巖氣勘查開發(fā)面臨的機遇

頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是非常規(guī)天然氣的重要組成部分。作為一種新的氣體能源，其在世界一些國家已引起高度關注和得到開發(fā)利用，尤其是在美國和加拿大，頁巖氣已進入規(guī)?；a(chǎn)階段。推動頁巖氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)，是保障國家能源安全、滿足經(jīng)濟發(fā)展和民生需求、發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟的必由之路。

在我國，黨中央、國務院高度重視頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)工作，已將頁巖氣納入我國能源戰(zhàn)略視野，正在制定的《科學發(fā)展的2030年國家能源戰(zhàn)略》將頁巖氣擺到了重要位置。溫家寶總理和李克強副總理曾先后多次作出重要批示，提出對頁巖氣資源的開發(fā)要盡快制定規(guī)劃，搞好資源調(diào)查，研究開采技術方法，做全面技術經(jīng)濟論證，加強生成機理、富集條件、技術攻關和重點靶區(qū)的研究。國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃明確要求“推進頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用”。國家發(fā)改委和國家能源局2009年9月研究制定關于鼓勵頁巖氣勘探開發(fā)利用的政策，正在征求意見和修改完善中。2009年11月，美國總統(tǒng)奧巴馬來我國訪問期間，中美雙方領導人就開展清潔能源領域的合作廣泛交換了意見，雙方簽署了《中美關于在頁巖氣領域開展合作的諒解備忘錄》，將兩國在頁巖氣方面的合作上升到了國家層面。

國土資源部將頁巖氣作為重要能源，并在“找礦突破戰(zhàn)略行動”中列為重中之重，編制了獨立的頁巖氣找礦突破戰(zhàn)略行動實施方案，進行重點部署?？梢哉f，頁巖氣的開發(fā)利用在我國已呈現(xiàn)出良好的起步態(tài)勢。

二、我國頁巖氣的特征與分布情況

1、我國頁巖氣基本地質(zhì)特征

我國發(fā)育有海相、海陸過渡、陸相三套頁巖，其中，海相分布在南方古生界、華北地區(qū)古生界、塔里木盆地寒武—奧陶系三大地區(qū)，陸相分布在松遼盆地白堊系、渤海灣盆地古近系、鄂爾多斯盆地石炭—三疊系、準噶爾盆地石炭—侏羅系、吐哈盆地侏羅系、中國近海盆地古近系/中生界六大盆地。我國海相頁巖氣熱演化程度與埋藏深度差異較大，其中，四川盆地為頁巖氣分布最有利地區(qū)，四川盆地發(fā)育多套富有機質(zhì)頁巖，其厚度大、分布穩(wěn)定，其中最有利的下古生界富有機質(zhì)頁巖，主要為淺水—陸坡深水相沉積，川南下古生界是最有利頁巖氣突破區(qū)，頁巖有機碳含量高、熱演化程度較高、發(fā)育微—納米孔隙、脆性礦物豐富、含氣量較高。

2、我國頁巖氣分布情況

我國頁巖氣資源類型多、分布廣、潛力大。頁巖地層在各地質(zhì)歷史時期均發(fā)育很好，海相沉積廣泛，分布面積多達300萬km2，海陸交互相沉積200多萬km2，陸上海相沉積面積約280萬km2。頁巖在南方、北方、西北和青藏等廣大地區(qū)均有分布，既有有機質(zhì)含量高的古生界海相頁巖、海陸交互相頁巖，也有有機質(zhì)豐富的中、新生界陸相頁巖，在油氣、煤炭勘探中，甚至固體礦產(chǎn)勘探時已在油氣盆地及盆地外的沉積地層中發(fā)現(xiàn)多處頁巖氣顯示。連續(xù)式富集頁巖氣藏往往分布在盆地內(nèi)厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中，與常規(guī)油氣藏有著密切的成因關系。而我國陸上沉積盆地多，且油氣資源豐富，這樣良好的地質(zhì)因素為頁巖氣的富集創(chuàng)造了非常有利的條件。我國頁巖氣主要分布在四川、鄂爾多斯、渤海灣、松遼、江漢、吐哈、塔里木和準噶爾等盆地。除了分布在上述含油氣盆地外，在我國廣泛分布的海相頁巖地層、海陸交互相頁巖地層及陸相煤系地層也都有分布。

三、我國頁巖氣資源調(diào)查與評價

我國頁巖氣資源量豐富。我國油氣業(yè)曾根據(jù)并不嚴謹?shù)念惐确A測國內(nèi)頁巖氣資源前景約為30萬億m3（美國的初步評估認為中國頁巖氣地質(zhì)儲量約100萬億m3），相當于我國常規(guī)天然氣資源量的兩倍，與美國本土（28.3萬億m3）大致相當。專家預計我國頁巖氣資源量約為26萬億m3，平面上以中國南方和西北地區(qū)最為有利，剖面上以古生界資源量為最大，中生界位居其次。國土資源部發(fā)布的《全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選》成果，是我國首次系統(tǒng)調(diào)查評價頁巖氣資源“家底”，結(jié)果表明，我國頁巖氣資源潛力大，分布面積廣，發(fā)育層系多。

2004年以來，國土資源部依托油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查專項，開展了優(yōu)選有利遠景區(qū)等工作；2011年組織開展了全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選工作，評價了41個盆地和地區(qū)、87個評價單元、57個含氣頁巖層段，初步掌握了我國頁巖氣資源潛力，提出了頁巖氣資源有利區(qū)域和勘查靶區(qū)，據(jù)初步調(diào)查評價，我國頁巖氣資源地質(zhì)資源潛力134億m3，可采資源潛力25億m3，與陸域常規(guī)天然氣資源量相當；組織實施了陜西延長頁巖氣資源綜合利用示范基地和貴州黃平頁巖氣資源綜合利用示范基地建設等；2012年，國土資源部等五部委聯(lián)合發(fā)布《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011—2015）》，推進了頁巖氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。國土資源部根據(jù)這項成果，在充分論證的基礎上，通過與天然氣、煤層氣對比研究，組織專家進行頁巖氣獨立礦種論證，申報頁巖氣作為獨立礦種，得到了國務院正式批準，成為我國第172個礦種。

四、我國頁巖氣勘探開發(fā)情況

我國頁巖氣資源調(diào)查與勘探開發(fā)還處于探索起步階段。20世紀60—90年代，在常規(guī)油氣勘探中，個別盆地在頁巖中發(fā)現(xiàn)了泥頁巖裂縫油氣藏，對此一些學者進行過研究。表1為中國頁巖氣勘探開發(fā)情況簡表。

表1 中國頁巖氣勘探開發(fā)簡況表

目前，我國的頁巖氣還沒有形成生產(chǎn)，近兩年只鉆了幾口井。2010年4月，中石油在四川珙縣探獲儲量600萬m3頁巖氣；2010年5月，中國石化華東分公司頁巖氣方深1井特大型壓裂施工喜獲成功，該井是國內(nèi)首次對頁巖進行的特大型壓裂施工。2011年4月13日，由國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心組織實施的“全國頁巖氣資源潛力評價與有利區(qū)優(yōu)選”專項施工的第一口井深超千米戰(zhàn)略調(diào)查井——岑頁1井，在貴州省岑鞏縣羊橋鄉(xiāng)順利開鉆。

2011年6月27日，國土資源部舉辦首次油氣探礦權公開招標，此次招標出讓的頁巖氣探礦權區(qū)塊共計4個，主要位于貴州、重慶等省市，分別為渝黔南川頁巖氣勘查、貴州綏陽頁巖氣勘查、貴州鳳岡頁巖氣勘查、渝黔湘秀山頁巖氣勘查，面積共約1.1萬km2。這次招標共有6家企業(yè)參與，結(jié)果是中石化母公司及河南煤層氣分別中標。中石化計劃勘探總投入為5.9億元，參數(shù)井和預探井11口；河南煤層氣公司勘查總投入2.5億元，參數(shù)井和預探井10口。這次招標不僅是我國油氣資源管理制度的創(chuàng)新嘗試，還吹響了我國加快頁巖氣開發(fā)利用的集結(jié)號。

2011年國土資源部組織實施了陜西延長頁巖氣資源和貴州黃平頁巖氣資源綜合利用示范基地建設，同年，延長石油集團在鄂爾多斯盆地打成我國第一口陸相頁巖氣井并成功壓裂產(chǎn)氣。2012年5月28—29日，全國頁巖氣資源儲量評價及相關技術研討會在陜西省延安市召開。會議認為，我國頁巖氣勘探開發(fā)總體處于起步階段，隨著勘探開發(fā)工作的推進，迫切需要盡快制定頁巖氣儲量評價技術規(guī)范。5月29日下午，我國第一口頁巖氣水平井在陜西延長石油集團頁巖氣工作現(xiàn)場壓裂成功，預示著我國在頁巖氣勘探開發(fā)技術領域取得了重大突破。

國土資源部確定了川南、黔北、渝東南、渝東北等7個國家頁巖氣先導試驗區(qū)。重慶市憑借其資源優(yōu)勢，成為全國重點頁巖氣開發(fā)區(qū)域。中石油已經(jīng)率先在四川盆地南部開始頁巖氣前期勘探的先導性試驗，根據(jù)勘探的結(jié)果來看，比較符合當初的預期，但是目前可以進行商業(yè)化開采的區(qū)塊還沒有。

五、我國頁巖氣勘查開發(fā)面臨的主要問題

1、我國頁巖氣勘探開發(fā)還處于初期發(fā)展的階段

頁巖氣勘查開發(fā)中有許多未知情況，一些基本問題還在探索中，頁巖氣作為新興非常規(guī)油氣資源，不論是前期勘探還是開發(fā)過程中的工程技術，都有其自身特點。隨著科學技術的進步，目前所采用的評價體系及相應的指標還需要不斷完善，頁巖氣賦存規(guī)律和含氣頁巖基本參數(shù)還有待深入研究。我國頁巖氣勘探開發(fā)還面臨著基礎理論研究與地質(zhì)認識上的不足、科學技術落后、發(fā)展模式不清晰等亟待解決的問題。

2、缺乏核心技術

頁巖氣開發(fā)對技術的要求很高，相對常規(guī)天然氣來說，開采起來比較難，這主要是由頁巖氣藏的特點決定的。頁巖氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特征，氣流的阻力比常規(guī)天然氣大，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開采出來，而我國至今還沒有成熟的技術。我國頁巖氣勘探開發(fā)核心技術與美國相比差距較大，特別是水平井鉆完井和壓裂改造技術有待加快攻關。因此，應在引進吸收國外先進技術的基礎上，開展聯(lián)合攻關，盡快形成適合于我國地質(zhì)條件的頁巖氣勘探開發(fā)核心技術。

3、頁巖氣調(diào)查程度較低，制約了頁巖氣的開發(fā)

近年來，盡管我國在頁巖氣地質(zhì)理論、潛力評價和有利區(qū)優(yōu)選等方面進行了初步探索，并且取得了一定的進展，但仍明顯滯后于頁巖氣開發(fā)的實際需要，這在一定程度上制約了頁巖氣資源的開發(fā)，還有待于進一步深化研究。相比較而言，美國正是在開展了大量的頁巖氣資源評價、基礎性研究工作的基礎上促進了本國頁巖氣的開發(fā)。

4、管網(wǎng)設施不足，開發(fā)難度大

天然氣管網(wǎng)建設能很大程度地降低頁巖氣開發(fā)利用成本，而我國管網(wǎng)設施建設滯后，許多管線仍處于在建狀態(tài)，如果頁巖氣大規(guī)模開發(fā)，基礎設施不足等問題將會成為制約頁巖氣開發(fā)利用的瓶頸。而美國成功的因素除了技術、政策外，天然氣管網(wǎng)的四通八達，也極大地推動了頁巖氣開發(fā)的商業(yè)化。

5、頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗不足、專業(yè)技術人員短缺

作為一個新興的非常規(guī)能源，頁巖氣資源的開發(fā)需要大量的技術、資金和人員投入。而中國頁巖氣資源的勘探開發(fā)還處在摸索起步階段，資源勘探程度低、技術不成熟，并且存在一系列成本核算、風險承擔、工程技術等方面的問題。各方面經(jīng)驗相對不足、資金欠缺、相關專業(yè)技術人員少等等是當前我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題。

六、促進我國頁巖氣開發(fā)的對策建議

1、深化頁巖氣基礎理論研究

具有中國特點的地質(zhì)問題成為制約我國頁巖氣研究及勘探的因素之一。因此，要抓住機遇深化頁巖氣基礎理論研究，進一步掌握頁巖氣分布規(guī)律和作用機理，解決包括頁巖氣形成機理、評價方法、富集規(guī)律等在內(nèi)的核心科學問題，盡快實現(xiàn)相關理論突破，盡早掌握詳細的資源數(shù)據(jù)，為預測頁巖氣資源潛力，優(yōu)選頁巖氣富集有利區(qū)奠定基礎。

2、盡快出臺鼓勵頁巖氣勘查的財稅政策

國家應加大對頁巖氣風險勘查的步伐。目前我國頁巖氣資源勘探開發(fā)還處于探索起步階段，技術落后，資源家底不清，勘查風險大，探礦權市場不發(fā)育，采礦權無法設定，勘查的效益不能及時得到兌現(xiàn)。但頁巖氣的開發(fā)前景比煤層氣要可觀得多，因此政策上的扶持是必要的，可由國家進行投資，提高頁巖氣的勘查程度，降低勘查風險，減免頁巖氣的探礦權價款，再引入社會資金進行商業(yè)性勘查工作。

3、建立非常規(guī)油氣資源研究基金和國家非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金

從油氣行業(yè)特別收益金和煤炭資源稅等項目中提取部分資金，比如石油特別收益金的10%、煤炭資源稅的20%，建立國家非常規(guī)油氣資源研究基金和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金，用于非常規(guī)油氣的風險勘探、重大油氣開發(fā)建設和長輸管道項目投資。如對于長輸管道項目，國家在支持并出資建設的情況下，可以考慮打破管道公司對市場的壟斷，確立委托輸送的基本制度，鼓勵上下游產(chǎn)業(yè)直接協(xié)商購銷協(xié)議。

4、對提供非常規(guī)油氣資源輸送的傳輸管網(wǎng)實施財政補貼或稅收返還

傳輸管網(wǎng)是有效連接非常規(guī)油氣資源和市場的關鍵紐帶，通過管網(wǎng)外輸可以快速有效地解決非常規(guī)油氣資源大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的瓶頸。因此，我國應加大投入建設更多更長的輸氣管網(wǎng)；對于進行氣源轉(zhuǎn)化的部門，在非常規(guī)油氣資源價格由市場供需決定最終售價的基礎上，再按轉(zhuǎn)化技術、轉(zhuǎn)化產(chǎn)量、轉(zhuǎn)化比例等給予適當比率的財政補貼或減免企業(yè)所得稅的優(yōu)惠，從而形成與非常規(guī)油氣資源產(chǎn)業(yè)相配套的優(yōu)惠政策，為最終實現(xiàn)非常規(guī)油氣資源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展打通下游各環(huán)節(jié)。

5、加強對外技術合作

國外已經(jīng)探索出一套切實可行的頁巖氣勘探開發(fā)技術，我國要進一步加強對外合作與交流，引進國外頁巖氣開發(fā)先進技術，在學習和借鑒其先進勘探開發(fā)技術和管理經(jīng)驗的基礎上，加大頁巖氣勘探開發(fā)關鍵技術的自主創(chuàng)新和研發(fā)力度，加快勘探實踐不斷積累經(jīng)驗，解決關鍵生產(chǎn)問題，加快提供符合我國頁巖氣氣藏特點的系列配套技術的步伐。

總之，頁巖氣作為非常規(guī)氣體能源的重要戰(zhàn)略地位正在凸顯。到2020年，我國頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)的戰(zhàn)略目標，應是在全國優(yōu)選出50—80個有利目標區(qū)和20—30個勘探開發(fā)區(qū)，使頁巖氣可采儲量穩(wěn)定增長，達到1萬億m3；頁巖氣產(chǎn)量快速增長，達到常規(guī)天然氣產(chǎn)量的8%～12%。頁巖氣將成為我國重要的清潔能源資源，在其開采過程中應實現(xiàn)全國頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查和勘探開發(fā)工作規(guī)范化，從而形成戰(zhàn)略調(diào)查與勘探開發(fā)的良性互動機制。

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