會診頁巖氣勘探開發(fā)商業(yè)化—專家院士深入解讀我國非常規(guī)油氣開發(fā)重大戰(zhàn)略性突破

□ 文/本刊特約記者 李月清

3月24日，中國石化宣布將在2017年建成國內(nèi)首個百億立方米頁巖氣田——涪陵頁巖氣田。該頁巖氣田位于西南重慶地區(qū)，資源量為2.1萬億立方米。中國石化董事長傅成玉表示，我國首個大型頁巖氣田的發(fā)現(xiàn)和建設，比預計開發(fā)時間大大縮短，這有益于我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。據(jù)測算，年產(chǎn)能百億立方米的頁巖氣田建成后，每年可減排二氧化碳1200萬噸，相當于植樹1.1億棵、800萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年；同時，減排二氧化硫30萬噸、氮氧化物10萬噸。同日，中國海油宣布在渤海海域發(fā)現(xiàn)新的天然氣藏——渤中22-1區(qū)塊。該區(qū)塊構(gòu)造位于渤海中南部海域，平均水深25米。據(jù)介紹，發(fā)現(xiàn)井渤中22-1-2井在該區(qū)域共鉆遇92米氣層，測試獲日產(chǎn)量1420萬立方英尺天然氣。該公司表示，渤中22-1天然氣新發(fā)現(xiàn)，展示了渤中凹陷南斜坡帶潛山天然氣領域巨大的勘探前景。

與此同時，中國石油近日在四川盆地安岳氣田磨溪區(qū)塊寒武系龍王廟組新增天然氣探明地質(zhì)儲量4403.85億立方米，技術可采儲量3082億立方米。安岳氣田橫跨川渝兩省市，地質(zhì)構(gòu)造處于川中古隆起。據(jù)介紹，磨溪龍王廟組氣藏從發(fā)現(xiàn)到探明再到10億立方米試采工程投產(chǎn)成功，僅用不到兩年時間。

我國國有石油公司在非常規(guī)油氣領域獲得一連串的油氣突破和發(fā)現(xiàn)，是否標志著我國非常規(guī)油氣開發(fā)實現(xiàn)重大戰(zhàn)略性突破，提前進入規(guī)?；蜕虡I(yè)化開發(fā)新階段？是否意味著我國非常規(guī)開發(fā)工藝技術躋身世界先進水平？是否意味著繼美國頁巖氣革命之后，中國也將進入頁巖氣新時代？為此，記者采訪了4位專家院士進行深入解讀。

肖 鋼： 英國皇家化學院院士、中國海油新能源研究中心主任

戴金星：中國科學院院士

康玉柱：中國工程院院士

何曼青： 商務部國際貿(mào)易經(jīng)濟合作研究院跨國公司研究中心主任，經(jīng)濟學博士后

肖鋼

記者：目前我國非常規(guī)油氣資源量怎樣？在全球非常規(guī)油氣版圖中處于怎樣的位置，發(fā)展前景如何？

肖鋼：美國能源信息署（EIA）對美國以外的32個國家頁巖氣資源進行評價顯示，全球14個美國以外的地理區(qū)域、48個頁巖氣盆地、70個頁巖氣儲層、32個國家的頁巖氣技術可采資源量為163萬億立方米，加上美國本土的24萬億立方米，總量為187萬億立方米。其中，資源量排名前5位的國家依次為：中國（約占20%）、美國（約占13%）、阿根廷、墨西哥和南非。

當然，研究模式的不同，會導致大相徑庭的結(jié)果。比如，世界能源委員會測算全球頁巖氣資源潛力為14159萬億立方英尺，其中北美為4471萬億立方英尺，獨聯(lián)體地區(qū)為5402萬億立方英尺。

戴金星：目前全球油氣勘探方向逐漸從常規(guī)向非常規(guī)油氣領域轉(zhuǎn)移。全球油氣勘探的發(fā)展，主要經(jīng)歷構(gòu)造油氣藏、巖性地層油氣藏和非常規(guī)油氣聚集三個發(fā)展階段，經(jīng)歷了兩次重大理論技術創(chuàng)新和跨越：第一次是從構(gòu)造油氣藏向巖性地層油氣藏的創(chuàng)新和跨越，其指導思路是從易于識別的構(gòu)造圈閉，向較難識別的巖性地層圈閉過度，核心目的是尋找油氣圈閉；第二次是從巖性地層油氣藏向非常規(guī)聚集的創(chuàng)新和跨越，其指導思路是從尋找?guī)r性地層圈閉，向無明顯圈閉界限的儲集體系過度，核心目的是尋找油氣儲集體。目前，我們處于向這一階段的跨越中。致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源正成為當前儲量增長的主體。非常規(guī)油氣資源在世界能源資源結(jié)構(gòu)中的地位越來越重要。

我國非常規(guī)油氣資源豐富，中國石油經(jīng)濟技術研究院公布的數(shù)據(jù)顯示，我國可采油資源量為163億—168億噸，其中頁巖油120億噸，致密油20億—25億噸，油砂油23億噸。非常規(guī)天然氣可采資源量為20萬億—120萬億立方米，其中致密氣9萬億—12萬億立方米，頁巖氣10萬億—25萬億立方米，煤層氣11萬億立方米。

如此巨大的資源潛力，與2013年我國原油對外依存度逼近60%的尷尬現(xiàn)狀對比，人們自然對非常規(guī)油氣寄予厚望。目前我國頁巖氣勘探開發(fā)進展順利，截至2013年底，累計完成頁巖氣鉆井285口，2013年頁巖氣產(chǎn)量達2億立方米。隨著作為獨立礦種的頁巖氣進入國家能源戰(zhàn)略視野，隨著各大國有石油公司在頁巖氣領域相繼獲得重大發(fā)展和突破，由頁巖氣領跑的我國非常規(guī)能源資源大開發(fā)時代已經(jīng)到來。

康玉柱：我想從中美泥頁巖儲量及含油性比較中讓大家看看我國頁巖氣勘探開發(fā)的潛力。目前在實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開發(fā)的北美地區(qū)，頁巖含氣量最低為每噸1.1立方米，最高達每噸9.9立方米。而在我國的四川盆地寒武系筇竹寺組，黑色泥頁巖含氣量為每噸1.17—6.02立方米，平均為每噸1.90立方米；下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色泥頁巖含氣量為每噸1.73—5.10立方米，平均為每噸2.8立方米（渝東渝頁1井實測含氣量為每噸1—3立方米），這組數(shù)據(jù)說明什么，說明與北美泥頁巖含氣量相比，我國頁巖氣價值和潛力毫不遜色。

戴金星

美國開采頁巖氣采收率早期為7%—8%，目前為13.5%，預計可達25%的較高水平。與北美頁巖氣相比，我國泥頁巖油氣具有四大特點：一是海相古生界泥頁巖熱演化程度較高，而陸相中新生界泥頁巖熱演化程度較低，油氣伴生；二是構(gòu)造活動較強，賦存條件復雜；三是地面多山地、丘陵等復雜地表，埋藏較深（1000米—6000米）；四是構(gòu)造活動較強、泥頁巖裂縫發(fā)育，有利于泥頁巖油氣開采。

近幾年來，我國相繼在四川盆地及鄂西地區(qū)古生界海相泥頁巖層系-下寒武統(tǒng)筇竹寺組、下志留統(tǒng)龍馬溪組等地層鉆獲天然氣流；在陸相湖盆泥頁巖層系-南華北安深1井、泌陽坳陷泌頁1井、濟陽坳陷古近系及下遼河盆地的暗色泥頁巖中鉆獲工業(yè)油流，這表明我國泥頁巖油氣資源儲量豐富。我國泥頁巖油與泥頁巖氣資源量大體相當，是未來油氣勘探的重要接替領域。

康玉柱

何曼青：油氣資源越來越稀缺，擁有更多的油氣資源儲備，不僅是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，而且是企業(yè)生存最現(xiàn)實的選擇。

隨著易開采油氣儲量的逐年下降，國際大型石油公司油氣勘探方向逐漸向“兩深”（深水、深層系）和“兩新”（極地和非常規(guī)新區(qū)）領域拓展。2013年，國際大石油公司將全球深水、亞太LNG、加拿大油砂和北美非常規(guī)油氣作為其新增產(chǎn)能的重要來源：埃克森美孚收購在加拿大擁有豐富非常規(guī)資源的公司，雪佛龍收購加拿大頁巖氣資產(chǎn)，殼牌和雪佛龍在阿根廷、烏克蘭等地簽署非常規(guī)油氣協(xié)議，BP、殼牌、埃尼等進入北非非常規(guī)油氣新區(qū)……

價值增長作為國際大石油公司的核心發(fā)展目標始終沒有改變。目前全球非常規(guī)油氣無論是探明儲量、遠景儲量還是年產(chǎn)量增幅遠遠超過常規(guī)油氣，這客觀上為大石油公司進入該領域提供了資源基礎。

記者：搶占非常規(guī)油氣勘探開發(fā)制高點，需要擁有尖端的理論技術支撐。目前我國油企在非常規(guī)油氣領域勘探開發(fā)理論技術處于怎樣的水平，存在哪些問題？

肖鋼：經(jīng)過多年的探索和實踐，我國石油企業(yè)在非常規(guī)油氣資源領域取得一系列發(fā)現(xiàn)和突破，具體表現(xiàn)在兩個方面：首先是水平井工藝技術在頁巖氣藏、致密氣藏開發(fā)中初步實現(xiàn)規(guī)模化應用，開發(fā)效果不斷提升。中國石油在四川盆地寒武系龍王廟組、震旦系燈影組、中國石化在濁積巖致密油藏、大牛地致密氣藏、川西新場沙溪廟致密氣藏，都是通過水平井工藝技術獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流的。

其次是鉆完井和分段壓裂技術水平大幅提升。目前我國油企施工的水平井水平段最長達到2055米，壓裂段數(shù)突破20段；壓裂工具自主研發(fā)成效顯著，套管射孔管內(nèi)封隔器+滑套壓裂工具完全國產(chǎn)化，水力噴射分段壓裂工具也實現(xiàn)國產(chǎn)化，裸眼投球滑套、泵送橋塞已在現(xiàn)場應用，效果良好；胍膠替代產(chǎn)品、滑溜水壓裂液、油基鉆井液等材料已進入現(xiàn)場試驗階段；3000型壓裂機組及儲液罐等輔助配套設備研制取得階段性進展；裂縫檢測等配套技術也日趨成熟。

戴金星：北美頁巖氣的規(guī)模建產(chǎn)，顛覆了我國傳統(tǒng)的石油理論，帶來技術和理論上的突破與創(chuàng)新，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是水平井分段壓裂等核心技術的廣泛應用，突破了傳統(tǒng)油氣成藏理論有效儲層下限，使原有的低勘探區(qū)難動用資源得到有效動用?，F(xiàn)在石油工作者已開始利用納米級測試分析技術，尋找隱藏在頁巖和致密巖納米級孔隙中的天然氣。二是油氣勘探從尋找儲油氣層轉(zhuǎn)向?qū)ふ疑蜌鈱?。這是對傳統(tǒng)勘探理念和理論的巨大挑戰(zhàn)。三是從尋找優(yōu)質(zhì)儲層向?qū)ふ叶囝愋蛢油卣?。傳統(tǒng)油氣勘探最重要的任務就是尋找優(yōu)質(zhì)砂巖和碳酸鹽巖孔隙性儲層，而現(xiàn)在，儲層評價理念已突破了孔隙度和滲透率羈絆，更加關注儲層的含油氣性。四是油氣勘探從高點轉(zhuǎn)向下凹（洼）領域、從局部構(gòu)造圈閉轉(zhuǎn)向大面積巖性和全盆地領域。傳統(tǒng)油氣理念認為油氣以局部構(gòu)造圈閉為儲集單元，這些單元自然成了勘探的靶區(qū)。但在非常規(guī)油氣勘探中，地質(zhì)工作者卻在傳統(tǒng)構(gòu)造負向區(qū)找到了規(guī)模油氣聚集，其分布范圍遠遠超出原有的構(gòu)造圈閉。這些成功的勘探實踐改變了傳統(tǒng)“高點找油”理論，讓“富油洼陷”、“富含油斜坡”及“盆地低部位”巖性油氣藏進入人們的視野，解放了很多勘探禁區(qū)。五是油氣勘探從中、深層儲層轉(zhuǎn)向深層、超深層儲層。隨著勘探程度不斷加深，傳統(tǒng)油氣理論劃定的2500米、3500米、4500米、5500米孔隙死亡線不斷發(fā)生變化。目前，塔里木盆地、四川盆地碳酸鹽巖、碎屑巖勘探深度已延伸至8000米以下。

非常規(guī)油氣規(guī)?；_發(fā)給我們帶來了新的挑戰(zhàn)和思考：如何重新認識、評價烴源巖及其生、排、運、聚機理？如何重新認識、評價儲層，包括那些曾被視為勘探禁區(qū)的低效儲層？如何重新界定常規(guī)和非常規(guī)油氣這兩種資源在成因上的聯(lián)系，以及在空間分布上的相互伴生關系？

康玉柱：盡管我們在非常規(guī)油氣領域取得了舉世矚目的成就，但與世界先進水平相比，仍然存在很大差距。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，以美國為代表的北美地區(qū)非常規(guī)油氣開發(fā)已經(jīng)形成了成熟的水平井分段壓裂技術系列，創(chuàng)造了多項分段壓裂工藝世界施工紀錄：裸眼封隔器+滑套壓裂技術最高施工紀錄超過90段；泵送橋塞分段壓裂技術最高施工紀錄超過40段；套管射孔管內(nèi)封隔器+滑套分段壓裂技術最高施工紀錄超過42段；連續(xù)油管環(huán)空加砂壓裂技術最高施工紀錄超過43段。而目前我國的分段壓裂施工最高紀錄僅僅為20多段，且需要依靠國外石油公司技術服務才能實現(xiàn)。

此外，我們在非常規(guī)油氣領域基礎研究還很薄弱，壓裂工具、材料、配套設備國產(chǎn)化、自產(chǎn)化程度低，主體技術尚未成熟，配套技術尚不完善，工程成本居高不下，難以滿足實際的生產(chǎn)需求。這一切既反映了我國在高新材料、精工制造等基礎工業(yè)領域與國外先進水平的差距，也折射出我們的技術攻關工作有待進一步提升，需要全方位開展非常規(guī)工藝理論的技術攻關、試驗及推廣。

何曼青：目前全球正在形成美國、中國兩大非常規(guī)油氣戰(zhàn)略突破區(qū)，非常規(guī)油氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例快速升至10%以上。以頁巖氣革命為代表的非常規(guī)油氣理論技術創(chuàng)新，正在推動世界石油工業(yè)新的科技革命。

但必須清醒地認識到，我國常規(guī)石油工業(yè)體系基本成熟，但與之協(xié)同發(fā)展的非常規(guī)油氣工業(yè)化體系尚未建立，還面臨多方面的挑戰(zhàn)。與北美頁巖氣商業(yè)化開發(fā)相比，我國頁巖氣大開發(fā)尚存在資源、技術、理論、基礎管網(wǎng)及政策等方面的差距。

何曼青

要想短期內(nèi)實現(xiàn)技術趕超，相關政策支持必不可少。美國政府對頁巖氣的開發(fā)和利用實施稅收優(yōu)惠并給予一定補貼。相對而言，我國對頁巖氣的開發(fā)和利用還缺乏系統(tǒng)性支持，包括缺乏合理的戰(zhàn)略規(guī)劃及配套戰(zhàn)略規(guī)劃的支持政策；需要加快天然氣管網(wǎng)建設，并在天然氣消費市場附近和管道沿線配套興建大型地下儲氣庫、接收站等調(diào)峰設施，形成點線互聯(lián)的天然氣輸配氣管網(wǎng)，實現(xiàn)資源多元化、供應網(wǎng)絡化、調(diào)配自動化的多氣源、多用戶供應格局。

尋求合作是非常規(guī)天然氣開發(fā)的重要途徑。殼牌、BP、道達爾、斯倫貝謝、哈里伯頓等大型油氣公司及服務公司都參與了北美非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)，積累了豐富的經(jīng)驗。我們應該針對非常規(guī)氣勘探開發(fā)中的關鍵技術，依托重大攻關試驗，與這些先行者開展廣泛的合作與交流，實現(xiàn)互利共贏。