中国页岩气：技术创新是关键

本刊记者 臧敬

中国页岩气：技术创新是关键

本刊记者 臧敬

天然气是国家能源安全的重要防线，但中国的天然气能源短缺现象严重，已成为中国经济可持续发展的约束瓶颈。随着中国新能源的深入勘测，在国家政策上，页岩气成为国家着力推进的重点领域，成为具有广泛勘探意义的重要非常规油气资源类型。

作为能源消耗大国的中国，天然气需求量与日俱增。随着“西气东输”一线的开建，中国燃气下游基础建设不断扩大，老百姓对天然气越来越依赖，国内产量难以满足需求增长的要求，近年来多次出现“气荒”现象。按照业内专家看法，中国天然气净进口量所占比重将从2010年的20%，扩大到2015年至2020年的30%至40%。

与国产天然气相比，目前进口天然气——无论是管道气还是LNG价格都明显偏高，而老百姓对气价的承受能力又十分有限。同时还有人担心，过度依赖进口气源不利于国家能源安全的独立性。

在这种情况下，领导与专家将新能源开发视线转移到页岩气的勘探中，正是这一绿色能源的开发利用，给美国能源市场带来了前所未有的“化学反应”。

近年来，美国页岩气勘探开发技术突破，产量快速发展，2011年产量超过1700亿立方米。美国页岩气革命对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响。在美国成功先例下，世界主要资源国开始加大页岩气勘探开发力度。

如果中国在此能源开发利用上能够获取成功，那么上述能源问题也就会迎刃而解。作为国务院最新批准的独立矿种，页岩气的开发，有望最终改变中国能源勘探开发乃至整个能源结构。

页岩气：中国新锐战略能源

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气。相对于常规天然气，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源。

中国具有广泛的页岩气发育基础条件和良好的页岩有机地球化学指标。据专家介绍，依据地质历史及其变化特点，目前可将中国的页岩气发育区划分为大致与板块对应的四大区域，即南方、华北—东北、西北及青藏等四大地区。以南方的扬子地区为例，从震旦纪到中三叠世连续发育了广泛的海相沉积，分布面积200余万平方公里，黑色页岩地层厚度数百米。中国南方地区与美国东部页岩气产出地区(阿巴拉契亚等)具有诸多的地质可比性，有机质丰富、成熟度高，页岩气发育地质条件有利，是南方地区油气勘探开发的重要领域。同时，南方是中国经济较发达地区，对天然气有着更紧迫的需求，页岩气勘探一旦实现重大突破，不仅将改善能源结构，而且还会对中国能源供应格局产生重大影响。

目前页岩气在美国已成功进入商业化开发阶段。中国页岩气资源开发管理正在探索中，2011年首次完成第一批页岩气探矿权招标出让，2012年准备开展1到2批页岩气探矿权招标出让。当前，中国政府批准页岩气为独立矿种，为社会资金进入页岩气勘查开发领域提供了机会。预计2020年中国页岩气年产量将超过1000亿立方米，达到目前常规天然气生产水平。据美国能源情报局局长理查德·纽厄尔预计：页岩气将成为中国天然气的一个“重要资源”。

多重制约因素需破解

尽管我国页岩气资源丰富、分布范围广，适合规模化勘探开发，但地质条件复杂、类型多样，而且中国的页岩气开发刚刚起步，面临的困难与制约因素是多重的。

首先，我国页岩沉积时代较早、埋深大多在3000米以上，勘探开发的难度较大。而开发页岩气较为成功的美国，主要气田的深度较浅，其中美国最大的马塞勒斯页岩气田，其埋藏深度大约是700至3000米。由此可见，我国页岩气的开采条件较页岩气利用的先进国家有明显差别。

其次，我国初步勘探出的页岩气主要分布在中西部地区的四川盆地、鄂尔多斯盆地等处。页岩气开发所必需的压裂技术需要消耗大量的水资源，这种消耗往往以万吨计。而且我国页岩气埋深在3000米以上，远比1500米以内的蓄水层深，这将导致用于压裂岩层的水将被页岩吸收难以循环利用。另外，由于需要穿透蓄水层，钻井所用的化学添加剂也可能对我国中西部地区的地下水源构成威胁。

再次是技术问题，目前我国并没有企业掌握开采页岩气所必需的水力压裂核心技术。虽然有部分企业号称进入了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和制造能力。同时，我国常规油气钻探出现干井或不具经济开发价值的油气井比较多，早期油气钻探的失败率甚至可能高达40%。因此，埋藏更深的页岩气勘探开发对于我国此前积累下来的油气开采经验恐怕也构成极大挑战。

最后是体制问题。参考我国煤层气开发的历史，严格的准入制度使得只有大型能源企业才能进入煤层气开发领域，但这些企业主业往往都有较好的利润水平，反而不愿意积极投资开发煤层气。这就导致了有积极性的企业开发不了、有开发权的企业没有积极性的后果。

走中国式“页岩气革命” 务实开发

中国页岩气开发既要重视，又要务实；既要学美国之经验，又不能走美国的老路；既要大胆创新，又要遵循规律，做到稳步前进、健康发展。当前，重点要做好以下四项工作。

一是要处理好常规油气和非常规油气勘探开发的关系。要全面规划，整体部署，主攻常规，兼顾非常规，努力做到常规与非常规并重。我国非常规油气资源量很大，但现实情况是常规油气资源的勘探开发潜力也还很大，根据最新一轮资源评价的结果，我国常规石油的探明率还不足40%，常规天然气探明率仅20%。

就页岩气而言，现在调查的资源量基本上是预测资源量，变成可动用开发资源还要投入很大的工作量。我国有关页岩气的基础理论研究还很薄弱，如果不将页岩气的分布范围、聚集规律、成藏机理、储层特性等基本要素勘测清楚，就很难进行大规模开采。

二是加大页岩气开发技术攻关。国土资源部已经批准页岩气作为我国独立的一个特殊矿种，其特殊之点就在于勘探开发技术与常规油气有很大区别，比如勘探常规油气一般要找构造，而页岩气要找“甜点”。不同类型的页岩气区，开发井网、井型、井数部署的原则、技术要求也不一样。页岩气井一般采取“工厂型”建井，集中打一批水平井，建成永久性的天然气生产“工厂”，而不是常规天然气“田”的概念。

水平井的工艺要求也有很大差别，页岩气的水平井一般都要经过多级压裂改造。不同地区的页岩气井，压裂工程施工设计不同，压裂参数的选择，支撑剂、压裂液的技术要求也不一样。美国的技术在美国使用成功，拿到中国来就不一定有效。照搬照抄，技术上采取简单的“拿来主义”是不行的，只能是借鉴美国的经验，自主创新，研发出适合我国页岩气开发的实用技术，才能使我国页岩气开发又好又快地发展起来。

国家相关部门要制定政策，调动企业、科研院所、大学等各方面的积极性，开展产、学、研联合攻关，形成系列配套技术，如钻井工具、采油机械、压裂设备等，针对页岩气开发的需要，把石油机械设备制造业带动起来，构建中国特色的页岩气开发技术体系。

三是改革完善投资机制，调动各方面的积极性，参与页岩气开发。国家已经批准开放油气勘探开发上游市场，无论是国企、民企都可以投资进入页岩气开发领域。

页岩气毕竟还是一种天然气，大部分矿区与常规天然气的矿区是重叠的，民营企业一旦介入页岩气开发，建设新矿区，与中石油、中石化等国企已建设起来的老矿区必然发生矛盾。协调解决矛盾势必要开放技术服务市场、下游销售市场，要全面开放页岩气开发市场，必须规范市场准入条件，规划基础设施建设，制订产品质量标准，合理确定产品价格，疏通天然气销售渠道等。