页岩气开发正当时

■ 贾怀东

（航空大学创新理论研究中心，吉林长春130022）

页岩气开发正当时

■ 贾怀东

（航空大学创新理论研究中心，吉林长春130022）

根据加拿大能源部的测算，页岩气在20年内将成为与石油、煤炭鼎立的三大能源之一，所提供的能量，超过风能、热能、水电、原子能等所有替代能源之总和的一倍。

从1821年美国在阿帕拉契亚盆地打成第一口页岩气井算起，至今已有近200年历史，这期间，人们一直设法用清洁能源来代替煤炭和石油以减少环境污染，但与天然气一样清洁的页岩气并没有进入人们的视线。实际上，页岩气就是天然气，区别在于页岩气主要存在于致密的、几乎没有缝隙的页岩层中，需要通过人工压裂技术制造裂缝来实现开采，其技术难度和相应的成本远远高于常规天然气开采。但随着世界能源价格的不断攀升和全球气候变暖，越来越多的国家和企业开始重视页岩气的开发和利用。

美国掘得第一桶“气”

美国是页岩气开发最早、最成功的国家。早在上世纪70年代，为摆脱对外能源依赖，美国开始大量投入页岩气研究。在国内政策、技术进步等支持下，美国率先在水平井等关键技术上取得突破，使开发成本大幅下降。到上世纪90年代，美国成为世界上唯一实现大规模商业开采页岩气的国家。2006年，美国页岩气产量为311亿立方米，到了2011年，产量迅速提高到1800亿立方米，平均年增长率达45%，占美国天然气总产量的34%。不仅提高了美国的油气自给率，而且改变了美国的能源供应格局，实现了美国“能源独立”的梦想。据专家预测，到2015年美国页岩气占天然气总产量的比例可达43%，到2035年可达60%。

页岩气的作用立竿见影。受页岩气增产的影响，美国能源节能信息局大幅下调了截至2020年的美国液化天然气进口预期，2005年发布的超过1500亿立方米的预期数字，在2011年被下调到了只有1/3的500亿立方米。有趣的是，这场页岩气革命不仅让美国获益匪浅，而且歪打正着地成全了因福岛核泄露而陷入电力危机的日本。2011年，天然气储量排名世界第3位的卡塔尔建成了年产7700万吨（约1000亿立方米）的液化天然气生产装置。此前预期美国会买走其中的一半，但页岩气产量增加让美国减少了天然气进口。卡塔尔怕“过剩”的天然气失去“接盘者”，最后以低价卖给日本，让日本从中渔利。

页岩气的大规模商业开发降低了美国能源对外依赖程度，增强了在能源外交及应对气候变化等领域的主导空间，遏制和削弱了石油国家的国际影响力，对世界能源格局乃至地缘政治环境产生了深远影响。与此同时，美国的成功经验，引来世界各国的普遍关注，一些欧洲和东南亚国家纷纷着手制定雄心勃勃的页岩气开发计划，目前，波兰、德国、奥地利、匈牙利、波兰、西班牙等欧洲国家页岩气的勘探开发都已取得重大进展，预计到2035年，欧洲将逐步摆脱对俄罗斯能源供应的长期依赖，实现燃气自给。目前，多家石油公司已开始在欧洲寻找页岩气，其中埃克森美孚已经开始在德国进行钻探，雪佛龙公司和康菲石油公司开始在波兰进行勘探，美国能源节能信息局的报告显示，波兰的页岩气可采储量为5.3万亿立方米，超过了法国，为欧洲最多。奥地利OMV公司在维也纳附近测试地质构造，壳牌公司将目标锁定在瑞典。在亚洲，印尼从去年起就着手开发页岩气资源。目前，印尼政府正评估国内页岩气资源潜力并寻求从美国获得有关资料和技术。而澳大利亚在页岩气开采设施上投入巨资，已开始用轮船将液化天然气运往世界各地。此外，印度、阿根廷、哥伦比亚，还有南非等国，也在积极进行页岩气勘探开发，并且都取得了明显的进展。

页岩气产业广阔的发展前景，同样引起能源日趋捉襟见肘的中国政府的关注。2012年3月1日，国土资源部在新闻发布会上表示：为了推动页岩气勘探开发，增强页岩气资源可持续供应能力，国土资源部正在组织国内相关石油企业、大学、地质调查机构和科研院所等27个单位420多人参加的全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选工作

如果到2020年页岩气年产量能够达到1000亿立方米以上，有希望改变我国油气资源开发格局，成为我国能源的重要支柱。

“气”从何来

其实，为了减少能源对外依赖，加速新能源的开发和利用，国土资源部早在2004年已经开始页岩气资源的跟踪研究，还划分了总面积约87万平方公里的三大类33个页岩气资源有利远景区，并于2011年启动“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选”项目。国家发改委和国家能源局也从2009年9月开始，研究制定了鼓励页岩气勘探与开发利用的政策，通过设立页岩气勘探开发关键技术研究项目，加大科技攻关力度，突破核心技术，加快我国页岩气勘探开发步伐。初步勘察表明，我国常规天然气储量不多，在3万亿立方米左右，只占全球天然气储量的1.6%。而我国页岩气的储量在25万亿立方米，相当于我国天然气储量的8倍还多。这一数据与国外机构估算的36万亿立方米相比虽然略显保守，但超过25万亿立方米的可采潜力仍然意味着我国是全球页岩气资源储量最多的国家。

目前，我国页岩气勘探工作进展良好，主要集中在四川盆地、鄂尔多斯盆地、西北地区主要盆地。截至2011年底，中石油在川南、滇北地区优选了威远、长宁、昭通和富顺—永川4个有利区块，完钻11口评价井，其中4口直井获得工业气流。中石化在黔东、皖南、川东北完钻5口评价井，其中2口井获得工业气流，优选了建南和黄平等有利区块。中海油在皖浙等地区开展了页岩气勘探前期工作。延长石油在陕西延安地区3口井获得陆相页岩气发现。中联煤在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城三个页岩气有利区……。令人垂涎欲滴的资源前景，加快了我国页岩气产业与外资联合开发的步骤。2011年9月，中石化与雪佛龙合作开发西南地区页岩气；2009年11月，中石油联手壳牌，合作开发四川盆地富顺—永川页岩气区块；2012年3月，中石油与道达尔公司达成意向，将在内蒙古投资20亿美元开发页岩气。外资认为，我国页岩气赋存条件虽然相对复杂，直接作业成本可能高于美国，但是，如果综合考虑国产化设备、土地成本、专业服务和人工费用等因素，我国页岩气开采成本总体上要低于美国。经验表明，常规天然气产业开发，找气是关键，而页岩气开发，关键是采气，也就是说，一旦产气区块相对确定，并且资金大规模投入，便能在较短时期内实现规模化发展，并成为新的产业增长点，因此，我国大规模商业化开采条件并不逊色。

页岩气产业美好的开采前景和不言而喻的战略价值，决定了无论遇到什么样的困难和阻力，都不应成为迟滞和延缓其发展的理由。页岩气作为清洁而且高效的能源，有利于降低温室气体排放，减少对外能源依赖，无论从改变我国不合理的能源结构、满足经济社会发展对于清洁能源的需求，还是增强能源政策的自主性，缓解紧张的地缘政治关系，加速我国页岩气开发都是正当其时。

喜中思危

从近年来的发展情况看，页岩气开发主要面临技术、环保、政策、体制等一系列问题，对于这些问题，必须给予足够的重视，不容回避。

首先，页岩气开采技术瓶颈亟待破解。页岩气开采的关键技术包括水平钻井、水力压裂、随钻测井、地质导向钻井、微地震检测等，其中大部分技术的突破与率先应用都来自美国。与美国相比，我国在压裂与水平钻井技术方面存在较大差距。虽然有部分企业已成功进入美国页岩气开采供应链，但提供的产品或服务往往仅涉及其中某一个环节，缺乏成套技术和设备的设计及制造能力。另外，我国页岩沉积时代较早，页岩气开采条件和地质构造要比美国复杂，气田离地面的深度，也远远超过美国已投入生产的气田。我国气田埋深大多在3000米以上，而美国规模最大的马塞勒斯页岩气田，其埋藏深度大约是700至3000米。埋藏更深的页岩气勘探开发使我国此前积累下来的油气开采经验也难有用武之地。显然，在勘探和开采技术上，我国仍有一段路要走。

其次，环境保护面临重大挑战。我国初步勘探出的页岩气主要分布在中西部水资源相对匮乏地区，如鄂尔多斯盆地等。在水量相对充裕的长江流域，只在四川和江汉盆地发现了页岩气；而在西北、华北地区，页岩气储量丰富，水资源却相当紧张。页岩气开发所必需的压裂技术需要消耗大量的水资源，水中又常常添加化学物质，因此可能会对地下水产生污染。水力压裂技术，是目前开启页岩气矿藏的唯一手段。要使致密的页岩层变得疏松，就得使用大量的高压水。当高压液体注入钻井并使岩层裂开后，高压液体中的支撑剂可以保持住裂缝，使其成为油气导向钻井的高速渗透通道。在目前的技术水平下，每一个页岩层开采，大约需要200400万加仑水、1.5万加仑化学品。为了避免深入地下的加入了化学物质的水回流到地表造成二次污染，开采使用后的水(连同化学成分)需要回收、储存、再使用，而我国埋深在3000米以上的页岩气层，无疑加大了吸收循环的难度。另外，页岩气是通过压力挤上地面的，由于地下压力的改变，地下生态环境势必发生改变，至于开采活动会不会诱发地震等地质变化，尚须进一步观察。

再次，投资风险与政策激励问题。页岩气勘探和开发具有投入大、风险高的特点，动辄数千万的投资数额，让一般的小公司望而却步。与此同时，还存在资源数据未普查、监管体系未建立、管网设施不完善、服务体系不健全等诸多问题。从政策层面看，目前我国尚未出台专门支持页岩气勘探开发的税收优惠和价格补贴政策，常规天然气定价机制亦存在诸多不合理之处，凡此种种，都将成为制约页岩气勘探开发的重要障碍。

加强国际合作，借鉴他国经验

页岩气是新兴产业，在高成本、低回报的压力下，需要紧密的分工协作和创新驱动。因此，只有广泛开展国际合作，积极借鉴他国经验，才能实现页岩气产业的快速发展。页岩气开发的巨大成功使美国成为全球第一大天然气生产国，其经验虽然短时间内难以复制，但美国在支持页岩气技术研发、完善环境监管以及开放的投资体系等方面所积累的经验，对于起步阶段的中国而言，具有十分重要的借鉴意义。

第一，在技术方面，美国依靠持续的技术突破实现了页岩气的商业化，并开始向外输出技术，以图用技术控制资源。我国应紧紧抓住这一机会，在坚持自主创新的基础上引进国外先进技术，调动多方力量，构建页岩气技术开发体系，将页岩气技术纳入“十二五”国家科技重大专项计划。积极利用中美能源合作机制，通过合作或并购等方式尽早掌握美国技术，并在此基础上力争实现技术反超、再主导。

第二，页岩气是经地质作用形成的自然资源，在成藏和富集上并不规律，地下储藏也是不规则的。处于偏远区块或开采边际的资源，往往不适合大企业进入矿区开采，更加适合中小企业开采。因此，在产业发展初期，政府不仅要制定中央和地方国有资本等参与页岩气投资开发的具体办法，还应放手引入多元竞争主体，降低市场准入门槛，鼓励中小资本、民营企业和外资公司等多种投资主体进入页岩气勘探开发，完善合资、参股、合作、提供专业服务等对外合作模式，培育专业化分工服务体系，鼓励技术开发，推动产业配套进程，避免在产业发展初期就形成垄断格局，维护页岩气产业有序健康发展。

第三，明确法律地位，严格监管制度，注重环境保护，为可持续发展提供保障。开发主体多，发展速度快，容易引发开采无序和环境破坏，因此，在开采前应建立页岩气勘探开采等相关技术规范和标准，确立页岩气独立矿种的法律地位和资源管理法规体系，研究制定覆盖采前、采中和采后多环节的全方位监管制度，制定包括地下水、地质、土壤、生态等严格的监管法规和管理办法，确保监管先行到位，开发可控。

第四，国家应根据地质条件与经济发展水平选择一些省市地区，集中优势力量进行科研攻关，建立大型页岩气勘探开发示范工程，先行先试，综合试验，在技术、开采体制、政策支持、水资源与环境保护、监管和应用模式等方面积累经验，带动国内其他地区的勘探开发。

第五，创新政府支持模式，加大政府扶持力度。在页岩气产业发展初期，政府应当在财政上为企业技术开发和勘探研究提供必要的资助，在页岩气进入赢利和商业化运行阶段以后，为了减轻政府负担，可逐渐取消特殊优惠或减少直接补贴，鼓励企业进行长期投资，刺激技术创新，降低成本，提高效率。

（作者为空军（航空大学）创新理论研究中心研究员）