近期我國頁巖氣勘探開發(fā)進展與存在問題

李杏茹，趙祺彬，蘭井志

(中國國土資源經(jīng)濟研究院，北京 101149)

近期我國頁巖氣勘探開發(fā)進展與存在問題

李杏茹，趙祺彬，蘭井志

(中國國土資源經(jīng)濟研究院，北京 101149)

摘要：我國頁巖氣勘探開發(fā)尚處于初級階段，系統(tǒng)總結(jié)已有經(jīng)驗與存在問題，對于我國頁巖氣長遠發(fā)展至關(guān)重要。本文系統(tǒng)梳理了我國頁巖氣的發(fā)展歷程、資源潛力、開發(fā)進展、技術(shù)突破等方面的工作進展，剖析了當(dāng)前面臨的地質(zhì)調(diào)查程度偏低、適用性技術(shù)缺乏、面臨全新的環(huán)境壓力、企業(yè)進入動力不足、市場與監(jiān)管不完善、資料公開不夠等問題，最后提出了深化油氣管理體制改革、建立透明的礦權(quán)招投標(biāo)市場、加強技術(shù)推廣與信息公開的對策建議。

關(guān)鍵詞：頁巖氣；地質(zhì)調(diào)查；市場監(jiān)管；開發(fā)技術(shù)；創(chuàng)新管理

受美國頁巖氣繁榮影響，我國頁巖氣勘探開發(fā)熱情高漲，成為除美國、加拿大之外最活躍的國家之一。同時，我國優(yōu)質(zhì)的油氣資源嚴重短缺，頁巖氣的開發(fā)不僅能提高國內(nèi)油氣資源的供給能力，而且能改善我國的能源結(jié)構(gòu)和有效降低碳排放，提高我國油氣資源勘探開發(fā)技術(shù)裝備水平以及在國際能源領(lǐng)域的話語權(quán)。因此，頁巖氣備受國家重視。

由于頁巖氣是典型的低品位邊際資源，投入大，風(fēng)險高，對設(shè)備、技術(shù)要求高，而我國比美國地下和地面條件更復(fù)雜，開發(fā)難度更大，不確定性更強，導(dǎo)致多數(shù)開發(fā)企業(yè)望而卻步。從實踐來看，目前成功開發(fā)的只有中國石化和中國石油兩家企業(yè)。因此，當(dāng)前我國頁巖氣勘探開發(fā)尚處于初級階段，系統(tǒng)總結(jié)勘探開發(fā)的經(jīng)驗，全面認識存在問題，對于我國頁巖氣長遠發(fā)展至關(guān)重要。筆者對我國頁巖氣的發(fā)展歷程、資源潛力、開發(fā)進展、技術(shù)突破等方面的工作進行了綜述，系統(tǒng)梳理了影響當(dāng)前頁巖氣勘探開發(fā)的因素，并對今后工作提出了建議。

1我國頁巖氣的發(fā)展歷程

2009年重慶市綦江縣的首個頁巖氣資源勘探項目啟動，標(biāo)志著我國頁巖氣勘探開發(fā)正式啟動，也標(biāo)志著繼美國和加拿大之后，中國正式開始這一新型油氣資源的勘探開發(fā)。此后，國土資源部、國家能源局、地方政府、國有石油公司分別從評價資源、制定政策、勘探開發(fā)實踐等方面開展了大量工作(表1)。

2010年國土資源部開始資源調(diào)查評價，開展了全國頁巖氣潛力調(diào)查評價與區(qū)域優(yōu)選。與此同時，為了鼓勵多種資本進入，國家逐步放開頁巖氣的礦業(yè)權(quán)，進行了區(qū)塊招標(biāo)。此后，為了給頁巖氣的順利發(fā)展鋪平道路，國家能源局發(fā)布了頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011～2015年)、產(chǎn)業(yè)政策、開發(fā)利用補貼政策等文件。

表1 我國頁巖氣勘探開發(fā)記事表

2011～2014年底，我國頁巖氣從“零勘探”到實現(xiàn)涪陵氣田商業(yè)生產(chǎn)，從白手起家到多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)成功，短短4年時間，累計投入230億元，鉆井780口，產(chǎn)量13億m3(圖1)，取得了巨大進展[1]。目前，我國開展頁巖氣勘探開發(fā)的企業(yè)主要有中國石油、中國石化、中國海油、延長石油以及16家中標(biāo)企業(yè)，但是實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)化生產(chǎn)的只有中國石化和中國石油。

圖12011～2014年我國頁巖氣鉆井與產(chǎn)量情況

2我國頁巖氣勘探開發(fā)進展顯著

2.1對頁巖氣資源進行了初步評價

自2009年以來，頁巖氣資源評價工作相繼開展。國土資源部組織開展了41個盆地、87個評價單元、57個含氣頁巖層段的資源潛力評價[2]。此外，重慶、貴州、湖南、安徽、湖北等部分省區(qū)均相繼啟動了區(qū)域性的頁巖氣資源調(diào)查工作[3-7]。調(diào)查認為，我國暗色泥頁巖分布層位多，從震旦系-第三系均有分布，在各大中型盆地不同程度都發(fā)育有暗色泥頁巖，幾乎遍布各省市，一般有效厚度100～500m。海相、海陸交互相、陸相三種類型三分天下。另外，2012年國土資源部發(fā)布“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選”成果顯示，全國頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬億m3(不含青藏區(qū))，可采資源潛力為25.08萬億m3[2]。2014年全國新增頁巖氣探明地質(zhì)儲量1067.5億m3。貴州省也完成了全省頁巖氣資源潛力評價，初步認定全省地質(zhì)資源量13.54萬億m3，可采資源量1.95萬億m3。

2.2勘探開發(fā)企業(yè)實現(xiàn)多個突破

隨著投入、鉆井增多，中國石化在重慶涪陵區(qū)塊獲得頁巖氣三級儲量2500多億立方米，已探明地質(zhì)儲量1067.5億m3，建成首個規(guī)?；_發(fā)的頁巖氣田。截至2014年底，涪陵區(qū)塊開鉆頁巖氣水平井131口，投產(chǎn)75口，累計產(chǎn)氣超過12億m3，2015年計劃生產(chǎn)頁巖氣35億m3。中石油在四川長寧-威遠和云南昭通區(qū)塊獲得三級儲量2000多億立方米，產(chǎn)量1億m3。延長石油穩(wěn)步推進陸相頁巖氣示范區(qū)產(chǎn)能建設(shè)，截至2014年底，初步落實三疊系含氣面積250km2，概算頁巖氣地質(zhì)儲量387.5億m3，建成年產(chǎn)能2000萬m3[1]。

2.3技術(shù)裝備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化

通過學(xué)習(xí)與借鑒國外先進技術(shù)，以及自主研發(fā)，已經(jīng)基本掌握了頁巖氣地震勘探、鉆井、完井、壓裂改造等技術(shù)，裝備基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。具備了3500m以淺水平井鉆井及分段壓裂能力，有些技術(shù)裝備的性能指標(biāo)已經(jīng)達到或接近國際先進水平。在完井技術(shù)上，國產(chǎn)橋塞及配套技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于頁巖氣商業(yè)化開采，完成了頁巖氣工程技術(shù)裝備自主化、國產(chǎn)化的“最后一塊拼圖”，這使得我國成為世界上繼美國和加拿大之后，第三個使用自主技術(shù)裝備進行頁巖氣商業(yè)化開采的國家[8]。與此同時，水平井鉆完井周期從150d減少到70d(最短46d)，水平井單井成本從1億元下降到5000萬～7000萬元，成本下降了30%～50%[1]。

2.4頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系正在形成

為了提高勘探開發(fā)技術(shù)、規(guī)范頁巖氣開發(fā)活動，科學(xué)合理地開發(fā)資源，標(biāo)準(zhǔn)必須先行。2013年，能源行業(yè)頁巖氣標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立，頁巖氣產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)全面啟動，目前，標(biāo)準(zhǔn)體系表中包括8個專業(yè)門類117項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[9]。國土資源部和國家能源局針對頁巖氣的儲量、評價、勘探、開發(fā)等工作陸續(xù)發(fā)布4項標(biāo)準(zhǔn)，分別是《泥巖、頁巖薄片鑒定方法》、《頁巖氣資源/儲量計算與評價技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0254-2014)、《覆壓下巖石孔隙和滲透率測定方法》(SY/T 6385-1999)和《頁巖含氣量測定方法》(SY/T 6940-2013)，且已經(jīng)部署了大量的標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)。石油公司借鑒已有的國家、行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成了頁巖氣鉆井工程、采氣工程、健康安全環(huán)保等百余項技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)[1]。此外，地方政府在資源調(diào)查過程中已開始著手制定地方標(biāo)準(zhǔn)，例如，湖南省陸續(xù)制定了《湖南省頁巖氣鉆井技術(shù)規(guī)程》、《湖南省頁巖氣地震勘探技術(shù)規(guī)程》[10-11]。

3當(dāng)前我國頁巖氣勘探開發(fā)面臨諸多問題

3.1地質(zhì)調(diào)查程度低，可采資源量未落實

我國頁巖氣勘探開發(fā)目前尚處于起步階段，調(diào)查顯示我國頁巖氣具有大規(guī)模成藏的基本條件，但資源總量和分布未完全掌握。由于對于資源潛力的探討比較晚，缺乏頁巖氣井生產(chǎn)的實際資料，選用的評價方法、關(guān)鍵參數(shù)不同，評估結(jié)果存在較大差異。2012年國土資源部發(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》數(shù)據(jù)顯示，我國陸域頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134萬億m3，可采資源潛力為25萬億m3[12]。2012年中國工程院公布的數(shù)據(jù)顯示我國頁巖氣可采資源量10.3萬億～12.6萬億m3之間[12]。2013年，美國能源信息署在《頁巖油和頁巖氣技術(shù)可采資源量》中公布，中國頁巖氣的技術(shù)可采儲量為31.6萬億m3，居全球第一位，是全球最有潛力的頁巖氣生產(chǎn)國[13]。因此，為了準(zhǔn)確評價我國頁巖氣資源量，必須開展更多勘探工作，建立不同盆地頁巖氣含量統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3.2技術(shù)體系初步形成，適用性技術(shù)仍需研發(fā)

經(jīng)過幾年的技術(shù)引進、消化吸收和自主研發(fā)，我國初步形成了自主的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)體系，涪陵區(qū)塊成功使用了國產(chǎn)設(shè)備和材料，自主建設(shè)和施工，探索出了“井工廠”開發(fā)模式，使每口水平井成本降低到5000萬元以下。然而，頁巖氣的突破，僅僅局限于四川盆地內(nèi)的海相局部地層，其他海相地層以及廣泛分布的陸相和海陸交互相地層，仍然處于探索階段[1]。由于我國地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)多次斷裂、巖漿與褶皺活動，導(dǎo)致從美國引進的一些技術(shù)出現(xiàn)了不適用的問題，同樣涪陵的成熟技術(shù)運用到其他地區(qū)也可能出現(xiàn)不適用的情況。另外，我國頁巖氣實驗測試技術(shù)非常薄弱，為了提高測試效率，急需加快實驗測試技術(shù)平臺的建設(shè)，并將各種先進的技術(shù)應(yīng)用于頁巖氣實驗測試[14]。因此，頁巖氣勘探開發(fā)與實驗測試技術(shù)仍需在實踐中不斷探索與完善。

3.3面臨水資源緊張、環(huán)境污染問題

目前水力壓裂作為高效的頁巖氣開發(fā)技術(shù)，已經(jīng)被美國成熟應(yīng)用。但是分段壓裂對水資源需求巨大，其每段壓裂所需要的水一般都會超過1000 m3，通常一口頁巖氣井的壓裂用水量都在10000 m3以上(取決于井深、水平段長度、壓裂規(guī)模)，壓裂后一般僅有35%左右的壓裂液和地層水返排至地面[15]。我國頁巖氣資源大多位于水資源缺乏地區(qū)，在這種開采模式下，用水問題直接威脅到當(dāng)?shù)厝丝诘纳钣盟?。例如，四川盆地、西北、華北地區(qū)，頁巖氣儲量豐富，水資源卻相當(dāng)緊張。頁巖氣開發(fā)過程中，除了消耗大量的水資源外，還存在嚴重的水污染隱患，含有化學(xué)試劑的壓裂液注入地下可能污染地下水，返排液中含有高度礦化的地層水，如果處置不當(dāng)，將會影響地表飲用水源安全。同時，頁巖氣開采過程中如果鉆完井技術(shù)欠缺，將導(dǎo)致甲烷泄露等環(huán)境問題。因此，頁巖氣的可持續(xù)發(fā)展尚面臨水資源及用水安全、環(huán)境保護的嚴峻形勢，需要提高勘探開發(fā)過程中的水資源、鉆井管理技術(shù)水平。

3.4實現(xiàn)經(jīng)濟效益仍困難，企業(yè)望而卻步

業(yè)界對于頁巖氣熱情很高，但實現(xiàn)經(jīng)濟效益困難使不少企業(yè)處于觀望狀態(tài)。眾所周知，實現(xiàn)經(jīng)濟效益，降低成本是關(guān)鍵。而頁巖氣成本降低的兩把利刃當(dāng)屬技術(shù)進步與實現(xiàn)規(guī)模化開發(fā)。在技術(shù)層面，涪陵區(qū)塊的頁巖氣工程技術(shù)和裝備制造尚可以復(fù)制到其他地方，規(guī)?；_發(fā)則是眾多企業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。實現(xiàn)集約化管理，一個井場同時打多口井，不僅節(jié)省前期投資，而且可以縮短鉆井周期。而要實現(xiàn)高度集中的流水線施工和作業(yè)，對沒有開發(fā)經(jīng)驗的企業(yè)來說難度很大。同時，頁巖氣開發(fā)還面臨諸多不確定性，表現(xiàn)為：地表條件差、土地費用高、輸氣管道壟斷、終端銷售價格機制尚未形成，都在無形中增加了勘探開發(fā)成本。因此，未來頁巖氣開發(fā)在技術(shù)進步、規(guī)模開發(fā)、管理創(chuàng)新方面仍有很大空間。

3.5礦業(yè)權(quán)市場與監(jiān)管待完善

首先，頁巖氣招標(biāo)制度不完善。國土資源部開展的頁巖氣招標(biāo)實質(zhì)上是國際通行的風(fēng)險招標(biāo)，但中標(biāo)價格遠遠高于風(fēng)險合同，不利于勘探開發(fā)的順利進行。其次，礦權(quán)招標(biāo)單位的市場退出機制尚未形成。第三，頁巖氣開發(fā)需要大量的監(jiān)管工作。2012年國土資源部印發(fā)《關(guān)于加強頁巖氣資源勘查開采和監(jiān)督管理有關(guān)工作的通知》，便是希望針對頁巖氣區(qū)塊出現(xiàn)圈而不探的問題進行監(jiān)管。然而，礦權(quán)招標(biāo)已進行兩輪，尚未出現(xiàn)收回探礦權(quán)的先例。僅在2014年時，國土資源部對中石化、河南煤層氣公司的勘探區(qū)塊進行消減，并分別處以罰款[16]。因此，急需完善招標(biāo)制度，建立頁巖氣中標(biāo)企業(yè)合理地進入退出機制，并加強頁巖氣勘探開發(fā)的監(jiān)管，從而形成健康良性的頁巖氣礦業(yè)權(quán)市場。

3.6國有油企投入有限，中小企業(yè)猶豫不決

目前，我國進行頁巖氣勘探開發(fā)的企業(yè)主體可以分為兩大類，一類是國有大型石油公司，這些企業(yè)不僅擁有大量常規(guī)能源，而且基本壟斷了資源條件好、儲量豐富的優(yōu)質(zhì)區(qū)塊，對需要大量資金投入?yún)s短期內(nèi)難以實現(xiàn)盈利的頁巖氣投入不夠重視，目前只有涪陵、長寧-威遠兩個點上取得突破。另一類是民營企業(yè)，進展緩慢，甚至出現(xiàn)退出趨勢。由于實力較弱，沒有油氣開發(fā)經(jīng)驗與技術(shù)，中標(biāo)的又是地質(zhì)條件差、風(fēng)險大的劣質(zhì)區(qū)塊。而國家對出讓區(qū)塊前期工作較少，空白區(qū)多數(shù)位于盆地外部，勘探難度很大，地質(zhì)條件復(fù)雜，資源認知有限，導(dǎo)致這些企業(yè)在拿到區(qū)塊后在規(guī)定時間內(nèi)完不成預(yù)定目標(biāo)。因此，促進勘探開發(fā)主體進入頁巖氣領(lǐng)域，國家仍需加大政策執(zhí)行力度。

3.7多元投資初步形成，上游信息公開制度亟待建立

我國通過放開頁巖氣礦業(yè)權(quán)，實施招標(biāo)出讓，多元的投資模式正在形成。對頁巖氣勘探開發(fā)初期的我國，公開上游信息無疑將推動行業(yè)競爭，為政府和企業(yè)節(jié)省巨額的勘探成本和時間。目前，我國頁巖氣上游信息公開非常困難。掌握上游資料的部門有國土資源部和大型石油公司。國土資源部掌握招標(biāo)區(qū)塊的地質(zhì)信息，但是工作程度不高；之前開展過部分地區(qū)的1∶5萬或1∶10萬的地質(zhì)填圖工作，但這些資料比較分散，有待整理收集歸攏。大型石油公司熟悉區(qū)塊內(nèi)地質(zhì)條件，掌握頁巖氣核心資料，他們對地質(zhì)數(shù)據(jù)共享卻秘而不宣。美國在油氣行業(yè)建立了信息透明化制度，大大推動了頁巖氣的開發(fā)進程。從美國的經(jīng)驗來看，該制度的建立是政府部門從中斡旋，長久爭論的結(jié)果。以賓夕法尼亞州為例，其油氣信息透明化監(jiān)管細則歷經(jīng)各利益團體長期交鋒，直到2011年涵蓋包括相關(guān)鉆井和壓裂完井等核心信息數(shù)據(jù)在內(nèi)的一攬子監(jiān)管方案才最終形成[17]。因此，建立頁巖氣地質(zhì)資料社會化服務(wù)制度，尤其是上游信息公開非常關(guān)鍵，需要國家相關(guān)部門長遠謀劃。

4創(chuàng)新管理統(tǒng)一謀劃，力促我國頁巖氣勘探開發(fā)

4.1深化油氣管理體制改革

上游的壟斷制約著中下游市場化進程，打破勘探開發(fā)領(lǐng)域壟斷局面，允許大型石油企業(yè)之外的企業(yè)獲得頁巖氣資源，實現(xiàn)油氣管網(wǎng)設(shè)施的公平開放和準(zhǔn)入，形成頁巖氣礦業(yè)權(quán)交易市場，市場一旦形成，才能吸引更多主體進入并進行開發(fā)。在吸引更多開發(fā)主體的同時，從制度、機構(gòu)、人員等方面加強監(jiān)管的力度。

4.2建立透明的礦權(quán)招投標(biāo)市場

制定更為嚴格的礦產(chǎn)許可證延期條件，允許頁巖氣探礦權(quán)、采礦權(quán)在企業(yè)間流轉(zhuǎn)，允許中標(biāo)企業(yè)合理地退出市場。完善礦權(quán)招標(biāo)制度，效仿國際通行的招標(biāo)形式，形成風(fēng)險招標(biāo)與勘探開發(fā)招標(biāo)兩種不同的招標(biāo)模式。

4.3加強技術(shù)推廣與信息公開

首先，科技研發(fā)與推廣，統(tǒng)一部署關(guān)鍵技術(shù)性、基礎(chǔ)性科研項目并加速成果轉(zhuǎn)化，加強環(huán)保條件與標(biāo)準(zhǔn)研究，避免走先污染再治理的老路；其次，政府、企業(yè)各利益相關(guān)方加強協(xié)調(diào)，建立并嚴格落實上游信息的公開制度，降低頁巖氣勘探開發(fā)企業(yè)初期投入成本。

致謝：在論文的成稿過程中，中國國土資源經(jīng)濟研究院袁國華研究員提出了重要修改意見，在此表示誠摯謝意。

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Progress and issues of the shale gas exploration and development in China

LI Xing-ru，ZHAO Qi-bin，LAN Jing-zhi

(Chinese Academy of Land and Resource Economics，Beijing 101149，China)

Abstract:The exploration and development of shale gas in China is still at primary stage，it is virtual to summarize the experiences and problems to the shale gas substantial development in China.This paper analyzed systematically the progress of the shale gas E&D history，the resource potential assessment，the technical breakthrough，and the problems such as the low degree of geologic survey，lacking suitable technology，new environmental pressure，and the enterprises not participant，the market regulator inadequate，the material opening to public not enough.At last，we proposed suggestions that the government needs to innovate oil and gas management system，build mining right bidding market，strengthen the technology transferring and application，and open the E&D information.

Key words：shale gas；geologic survey；market regulator；development technique；management innovation

收稿日期：2015-10-13

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查評價專項資助(編號：12120113018900)

作者簡介：李杏茹(1980-)，女，河北趙縣人，博士，現(xiàn)主要從事非常規(guī)油氣科技支撐體系與標(biāo)準(zhǔn)化研究。E-mail：xingrulili@163.com。

中圖分類號：P618.1

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)05-0006-05