中國迎來頁巖革命了嗎？Yes or No？—專訪中國石油學會副理事長、中國科學院院士金之鈞

○ 文/本刊實習記者 陸曉如

名家

中國迎來頁巖革命了嗎？Yes or No？—專訪中國石油學會副理事長、中國科學院院士金之鈞

○ 文/本刊實習記者 陸曉如

●中國的頁巖革命就要來臨了嗎？金之鈞院士對此比較樂觀。 供圖/中國石化勘探院辦公室

發(fā)端于美國的頁巖革命影響遍及全球。中國的頁巖革命已然爆發(fā)，形勢看好。

“在革命中，或者贏得勝利，或者死去。”

頁巖革命發(fā)端于美國，影響遍及全球。中國在這場世界范圍內(nèi)的能源革命中，是“贏得勝利”，還是“死去”？中國的頁巖油氣有沒有希望？當前中國頁巖油氣發(fā)展面臨哪些重大挑戰(zhàn)？學界對中國頁巖油氣發(fā)展有什么建言？帶著這些疑問，《中國石油石化》雜志社專訪了中國科學院院士金之鈞。

中國頁巖氣革命爆發(fā)

中國石油石化：金院士，您好！感謝您接受《中國石油石化》雜志社的采訪。發(fā)端于美國的頁巖革命，對中國頁巖革命有何影響？

金之鈞：美國最早于1821年發(fā)現(xiàn)頁巖氣，但由于其單井產(chǎn)量低，效益差，長期不被重視。20世紀70年代初，美國出現(xiàn)第一次能源危機，由美國政府主導的大型頁巖氣科研項目“東部頁巖氣計劃”正式啟動。雖然取得重要的認識進展，但頁巖氣開發(fā)沒有取得實質性突破。后經(jīng)美國米切爾能源公司近20年努力，終于在2005年突破了頁巖氣開發(fā)關鍵技術—水平井多段水力壓裂技術，從此美國頁巖氣進入快速發(fā)展階段。

美國頁巖革命在世界范圍內(nèi)改變了對油氣資源稀缺性的認識，促使人們重新審視石油峰值論，重新評價世界油氣資源。隨著世界其他含油氣盆地油氣資源的重新評價，油氣從稀缺資源轉變?yōu)楸容^豐富的資源，這也為世界油氣工業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇。

美國頁巖革命取得的巨大成就，無疑增強了其他國家開發(fā)頁巖油氣資源的信心，而其相對完善的勘探開發(fā)理論、技術、政策等，也為其他國家開發(fā)頁巖油氣資源樹立了學習的典范。正是在這一背景下，中國開始了頁巖革命。

中國石油石化：中國頁巖氣的開發(fā)利用比美國要晚得多。它是如何發(fā)展起步的？

金之鈞：中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一項國家戰(zhàn)略，國家相關部委對頁巖氣勘探開發(fā)給予的關心和支持推動了頁巖氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。在國家政策的支持下，各大石油公司開始積極實踐并實現(xiàn)了頁巖氣勘探突破和快速上產(chǎn)。2006年，中國石化開始設立頁巖氣研究項目。2012年，焦頁1井獲商業(yè)突破，涪陵大型頁巖氣田發(fā)現(xiàn)。2013年，中國石化涪陵示范區(qū)開始建設，中國石油長寧、威遠等示范區(qū)相繼投產(chǎn)。

至2016年，中國頁巖氣產(chǎn)量已達到78億立方米。其中，中國石化年產(chǎn)量50.4億立方米，建成70億立方米產(chǎn)能；中國石油年產(chǎn)量28億立方米，建成40億立方米產(chǎn)能。2017年，中國石化涪陵頁巖氣田探明儲量超過6000億立方米，預計產(chǎn)量60億立方米，產(chǎn)能達90億～100億立方米。

中國石油石化：據(jù)您了解的勘探結果，中國頁巖氣資源潛力如何？

金之鈞：中國頁巖氣實現(xiàn)突破后快速發(fā)展，但產(chǎn)量僅為美國年產(chǎn)量的五十分之一，尚處于起步階段，有很大的上升空間。目前我國的頁巖氣商業(yè)發(fā)現(xiàn)主要集中在四川盆地及周緣的五峰組—龍馬溪組，向四川盆地內(nèi)部寒武系、二疊系、侏羅系等其他層系，向南方其他地區(qū)，向全國鄂爾多斯等其他盆地擴展后將會有更多的商業(yè)發(fā)現(xiàn)。

我國初步開展了全國范圍內(nèi)的頁巖氣資源評價。國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心、中國工程院、中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石化石油勘探開發(fā)研究院、美國能源署等采用類比法和體積法對我國頁巖氣資源進行了初步估計。雖然評價結果相差比較大，但均顯示我國頁巖氣資源豐富。就生產(chǎn)情況而言，中國是繼美國、加拿大之后第三個規(guī)模生產(chǎn)頁巖氣的國家。

中國石油石化：中國頁巖氣開發(fā)目前落后于美國，如何規(guī)劃才能加快開發(fā)步伐？

金之鈞：“十三五”期間，頁巖氣的發(fā)展規(guī)劃目標是完善3500米以上淺海相頁巖氣勘探開發(fā)技術，突破埋深大于3500米的深層海相頁巖氣、陸相和海陸過渡相頁巖氣勘探開發(fā)技術。在政策支持到位和市場開拓順利情況下，2020年確保頁巖氣產(chǎn)量200億立方米以上，力爭實現(xiàn)300億立方米。

“十四五”期間，我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)應加快發(fā)展，海相、陸相及海陸過渡相頁巖氣開發(fā)均應取得突破；力爭新發(fā)現(xiàn)一批大型頁巖氣田，并實現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā)；力爭2030年頁巖氣的產(chǎn)量達到800億～1000億立方米。

中國石油石化：從您介紹的情況來看，開發(fā)頁巖氣是大勢所趨。它面臨什么樣的挑戰(zhàn)，又有什么對策呢？

金之鈞：中國頁巖氣開發(fā)面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，3500米以深的深層頁巖氣，因地應力高、地溫高，頁巖脆性降低，壓裂難度大，開發(fā)難度大；另一方面，當前在彭水—武隆地區(qū)發(fā)現(xiàn)的常壓頁巖氣產(chǎn)量較低，在現(xiàn)階段的鉆井完井成本下，難以經(jīng)濟有效開發(fā)。再則，陸相頁巖氣因巖相變化快，粘土礦物含量高，尚未形成適應性工程工藝技術，尚未實現(xiàn)實質性頁巖氣開發(fā)突破。還有，開發(fā)頁巖氣比開發(fā)常規(guī)天然氣成本高，是一個不能忽視的現(xiàn)實問題。

面對這些挑戰(zhàn)，要堅持理論創(chuàng)新：研究發(fā)展復雜構造區(qū)海相頁巖氣富集高產(chǎn)理論、陸相頁巖氣富集高產(chǎn)理論以及頁巖氣田高效開發(fā)理論。要堅持技術創(chuàng)新：發(fā)展多類型頁巖甜點評價與目標優(yōu)選技術，深層頁巖氣高效壓裂技術，常壓頁巖氣低成本壓裂技術，無水壓裂新技術，頁巖氣開發(fā)優(yōu)化技術，頁巖氣開采環(huán)境評價及保護技術。要堅持機制創(chuàng)新：建立適應頁巖氣勘探開發(fā)一體化礦權管理機制、多種投資主體合作開發(fā)機制，建立頁巖氣技術交流合作平臺，鼓勵新技術試驗、應用機制，完善頁巖氣安全、環(huán)保監(jiān)管機制。

中國頁巖油革命尚在醞釀

中國石油石化：中國頁巖油的發(fā)現(xiàn)與利用，又經(jīng)歷了怎樣的過程？

金之鈞：中國頁巖氣開發(fā)有了突破，但中國頁巖油的開發(fā)目前還在苦苦探索之中。

中國頁巖油的勘探開發(fā)經(jīng)歷了三個重要階段：第一階段，以勘探常規(guī)石油為主偶然鉆遇頁巖油。第二階段，主要通過老井復查與開發(fā)實驗勘探頁巖油。第三階段，進行頁巖油勘探專項技術攻關，頁巖油專探井普遍見油，但產(chǎn)量和持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)效果尚未達到預期。

中國石化頁巖油勘探始于2010年，開展了老井復查工作。通過在濟陽凹陷、泌陽凹陷、潛江凹陷、鄂爾多斯南部、蘇北盆地的老井復查，在1559口井頁巖層段見到油氣顯示，103口井獲工業(yè)油流。在此基礎上，在上述盆地針對頁巖油部署了多口探井和水平井，在不同層位頁巖中獲得了從幾噸到幾十噸的產(chǎn)量，但難以穩(wěn)產(chǎn)。2015年和2016年，受低油價影響，勘探工作處于暫停狀態(tài)，但研究工作一直持續(xù)至今。頁巖油儲層類型、流動機理、富集機理、甜點預測等基礎工作開展了深入研究，評價了頁巖油資源量，確立了濟陽凹陷、潛江凹陷是下一步頁巖油的主要突破盆地。2017年首先在潛江凹陷部署了兩口頁巖油探井，濟陽凹陷頁巖油井位論證正在進行中。

中國石油于2010年首先啟動了致密油勘探，取得了一定的收獲。2014年，長慶油田在鄂爾多斯盆地新安邊地區(qū)探明了中國第一個億噸級大型致密油田。遼河油田頁巖油勘探始于2012年，在雷家與大民屯等重點勘探地區(qū)取得重要進展。大港油田頁巖油勘探始于2013年，在滄東凹陷孔二段系統(tǒng)試采3口井，均具備較穩(wěn)定的工業(yè)產(chǎn)能，滄東孔二段頁巖油前景樂觀。

中國石油石化：從勘探獲得的成果來看，中國頁巖油資源有開發(fā)潛力嗎？

金之鈞：我國有巨大的頁巖油資源潛力。這主要得益于我國有發(fā)育多套湖相泥頁巖層系，具有分布范圍廣、時代新、有機質豐富度高、厚度大、埋藏淺、成熟度低、以生油為主的特點。2014年，中國石化勘探開發(fā)研究院估計頁巖油資源量達204億噸。

中國頁巖油主要分布在五大領域：東部斷陷盆地、松遼盆地、鄂爾多斯盆地、準噶爾盆地和四川盆地。

中國石油石化：針對頁巖氣開發(fā)有規(guī)劃，針對頁巖油開發(fā)又有什么樣的規(guī)劃呢？

金之鈞：頁巖油開發(fā)利用任務重，做好規(guī)劃是實現(xiàn)發(fā)展目標的重要基礎之一?！笆濉逼陂g，頁巖油的發(fā)展要完善陸相頁巖油勘探開發(fā)技術，計劃優(yōu)選陸相頁巖油億噸級有利區(qū)帶3個以上，有利勘探目標20～30個；在政策支持到位和技術攻關順利情況下，力爭2020年實現(xiàn)頁巖油開發(fā)的商業(yè)突破，頁巖油產(chǎn)量100萬噸。

“十四五”期間，我國頁巖油產(chǎn)業(yè)應加快發(fā)展，爭取在東部斷陷盆地古近系、松遼盆地白堊系、鄂爾多斯盆地三疊系以及四川盆地侏羅系頁巖油開發(fā)獲得突破，新發(fā)現(xiàn)一批大型頁巖油田，并實現(xiàn)規(guī)模有效開發(fā)，力爭2030年產(chǎn)量達到500萬～1000萬噸。

中國石油石化：您認為中國頁巖油開發(fā)的難點是什么，又該如何應對？

金之鈞：中國頁巖油開發(fā)面臨的困難是顯而易見的。首先，低油價帶來的低成本挑戰(zhàn)是最直接的，而陸相頁巖油賦存機理、甜點構成要素、儲層流動機理等基礎理論研究仍然薄弱，在深層、異常高壓條件下，陸相頁巖具有較強的塑性和強水敏性特征，目前的儲層壓裂技術存在明顯不足也使頁巖油開發(fā)困難重重。

應對這些困難，需要開展系統(tǒng)的基礎研究和攻關實踐。摸清家底，積極開展頁巖油可動油分析與資源潛力評價，為國家戰(zhàn)略決策提供依據(jù)；加大理論技術研發(fā)力度，加強基礎理論研究，建設國家級實驗研究平臺；建立頁巖油生產(chǎn)示范區(qū)；加大政策扶持力度，頒布適用于頁巖油勘探開發(fā)的財稅優(yōu)惠政策，建立多元投資主體的合作開發(fā)機制，完善鼓勵新技術實驗和應用機制；應該充分發(fā)揮政府、企業(yè)、科研院所與高校的作用，多為頁巖油開發(fā)獻計獻策。

頁巖油氣開發(fā)前景光明

中國石油石化：展望未來，您認為頁巖油氣開發(fā)的發(fā)展前景樂觀嗎？

金之鈞：新能源的不斷開發(fā)利用，對傳統(tǒng)能源石油、天然氣產(chǎn)生一定程度的沖擊，我們應當高度關注相關技術進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但在未來較長時間內(nèi)，石油、天然氣仍是最主要的一次性能源。預計2040年，天然氣會取代石油，成為占比最大的一次性能源，但石油仍然占第二位。預計2050年，化石能源即油氣加上煤炭資源還將占據(jù)一次性能源的半壁江山。由此來看，油氣開發(fā)的整體形勢是樂觀的。

● 頁巖油氣發(fā)展正當時。 攝影/胡慶明

盡管短期內(nèi)油價仍可能低位震蕩，但從宏觀經(jīng)濟、供需、OPEC供給行為等基本油價影響因素判斷，低油價無法長期持續(xù)，至2020年后，油價可望出現(xiàn)拐點，逐步回到60美元～80美元/桶左右的水平。油價回升無疑將刺激石油開采。

全球頁巖氣可采資源量為215萬億立方米，我國頁巖氣技術可采資源21.8萬億立方米。全球頁巖油資源1.4萬億噸，是常規(guī)石油資源的3倍。如此豐富的資源，必然吸引各大石油公司投入開發(fā)。

中國石油石化：最后想請問您，您對中國頁巖油氣的發(fā)展有什么期望嗎？

金之鈞：中國正迎來頁巖氣革命，頁巖油革命正在孕育之中。中國頁巖油氣的發(fā)展應當加大相關激勵政策，營造全社會支持頁巖油氣發(fā)展的外部環(huán)境；持續(xù)推進國家頁巖氣示范區(qū)建設，加快建立頁巖油示范區(qū)；國家加大專項資金投入，支持關鍵技術、新技術的攻關；國家還應加大安全環(huán)保監(jiān)督機制創(chuàng)新，實現(xiàn)頁巖油氣綠色開發(fā)；建立國家實驗室，形成國家層面技術交流平臺，實現(xiàn)成果共享；形成常規(guī)油氣與頁巖油氣共促發(fā)展的新格局，確保國家油氣能源安全和油氣工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

人 物 簡 介

金之鈞，石油地質學家。山東省膠南人。1981年畢業(yè)于山東科技大學地質系。1992年畢業(yè)俄羅斯莫斯科石油與天然氣大學并獲副博士學位。1993年回國，歷任中國石油大學盆地中心主任、教授、副校長。2002年任中國石化石油勘探開發(fā)研究院院長，2006年中國石化副總地質師兼院長至今。2007年獲俄羅斯聯(lián)邦教育科學部地質礦物學博士學位。2008年當選俄羅斯自然科學院院士，2013年當選中國科學院院士。2015年至今頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室主任?，F(xiàn)兼任中國石油學會副理事長、中國地質學會石油地質專業(yè)委員會主任、頁巖氣行業(yè)標準委員會副主任、世界頁巖油氣理事會理事。

責任編輯：石杏茹

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