我国页岩气开发的优势、难度及对环境的影响

（吉林成大弘晟能源有限公司，吉林 桦甸 132400）

随着全球能源日趋紧张，人们在探索新能源领域时发现了页岩气。页岩气作为一种清洁的新能源，逐渐受到世界各国的关注。以美国为首的北美洲地区走在世界前面。凭据先进的开采技术和设备加上规模化生产，现已改变了美国国内能源格局。我国在近几年刚刚进入该领域，国家为促进国内页岩气行业的发展出台了有关政策，优选了几个试验区，正在进行勘探开发试验。

页岩气一般分布在盆地内厚度较大、分布较广的富有机质泥页岩烃源岩及其夹层中，以吸附或游离状态存在，属非常规天然气。页岩气的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，还含有二氧化碳、氮和水气以及微量的惰性气体，如氦和氩等。与常规天然气相比，页岩气的开发特点是，页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

从国外开采的实践及暴露出的问题看，开发页岩气的利弊得失令许多专家争论不已。本文结合现有文献，谈谈个人的一些观点，以期展开讨论。

1 页岩气开发的资源优势

1.1 页岩气气藏情况

世界页岩气资源量巨大，如把常规气和非常规气加在一起计算为天然气，世界天然气可采资源量中，常规天然气占34%，页岩气占33%，煤层气占18%，致密气占15%。

据美国能源信息署（EIA）2011年4月发布的“世界页岩气资源初步评价报告”称，全球页岩气的地质储量总和约为623万亿立方米，可采储量为187.6万亿立方米。全球有32个国家、48个盆地含有页岩气资源。这些资源主要集中在以下国家，见表1。

表1 各国页岩气储量表 单位：万亿立方米

1.2 我国页岩气资源状况

我国页岩气分布比较广泛，资源量十分丰富，开发潜力巨大。据2012年3月国土资源部发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》，我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米，可采资源潜力为25.08万亿立方米（不含青藏区）。该数据低于美国能源信息署2011年4月发布的结果。具体分布地区见表2。

对储量巨大的页岩气进行规模性开发，可对我国短缺的能源形成较大补充，且页岩气储量巨大，开采寿命长。美国的沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命达80-100年，也成为页岩气开采的巨大优势。

表2 我国页岩气地质储量和可采储量统计 单位：万亿立方米

1.3 页岩气开发的市场前景及国内政策优势

2012年世界500强排名中，壳牌、埃克森美孚、康菲、英国石油、道达尔等跨国公司名列前20，这些跨国公司，对中国页岩气的开发市场有着极大的兴趣。国外的油田服务公司，如斯伦贝谢、哈里伯顿等，加上戴文、切萨皮克能源等页岩气领军企业，看到中国在页岩气开发领域尚缺乏一些关键技术，如平衡钻井技术、旋转导向钻井技术、多段压裂技术、重复压裂技术等，因此对中国的市场前景看好，中国企业如与之合作，不仅可获得强大的资金支持，而且凭借这些公司强大的研发能力，将会开发出适合中国地质特点的页岩气开发技术，我国页岩气产业发展的步伐会更快一些。

为了加快页岩气开发，我国在2012年3月发布了《页岩气发展规划（2011-2015）》（以下简称《规划》），该《规划》指出，参照煤层气财政补贴政策，研究制定页岩气具体补贴政策；依法取得页岩气探矿权采矿权的矿业权人或探矿权采矿权申请人可按照相关规定申请减免页岩气探矿权和采矿权使用费；对页岩气勘探开发等鼓励类项目如进口国内不能生产的自用设备（包括随设备进口的技术），按有关规定免征关税；页岩气出厂价格实行市场定价；优先用地审批。加快引入有实力的企业参与页岩气勘探开发，推进投资主体多元化。

《规划》中还明确：“十二五”期间基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价，初步掌握全国页岩气资源量及其分布，优选30-50个页岩气远景区和50-80个有利目标区。探明页岩气地质储量6000亿立方米，可采储量2000亿立方米。2015年页岩气产量65亿立方米。形成适合我国地质条件的页岩气地质调查与资源评价技术方法，页岩气勘探开发关键技术及配套装备。

2013年10月30日国家能源局发布了《页岩气产业政策》。《政策》提出，页岩气开发纳入国家战略新兴产业；依据《页岩气开发利用补贴政策》，按页岩气开发利用量，对页岩气生产企业直接进行补贴；鼓励地方财政根据情况对页岩气生产企业进行补贴；对页岩气开采企业减免矿产资源补偿费、矿权使用费；同时，页岩气勘探开发等鼓励类项目项下进口的国内不能生产的自用设备（包括随设备进口的技术），按现行有关规定免征关税。在上述政策的支持下，中国产业化开采页岩气的时代不远了。

1.4 页岩气开采对经济的拉动作用

我国国内天然气需求量呈快速增长态势，未来需求缺口将不断扩大。2010年我国天然气产量为942.2亿立方米，消费量为1070.3亿立方米，供应缺口128.1亿立方米。预计到2015年，天然气缺口为500亿立方米；2020年为800亿立方米；2030年1500亿立方米。我国天然气主要依赖进口，受地域和基础设施的限制，目前只能从周边几个国家进口天然气，这就大大制约了我国经济的发展。因此，急需找到一种天然气的替代资源，来解决这一问题。国外几个国家的页岩气规模开采指明了发展的道路。

此外，美国在页岩气开采技术上的突破改变了该国的能源格局，页岩气已形成对天然气的补充。美国缩减的从卡塔尔进口天然气的数量可转到我国，使我国获得更多的气体能源，促进我国经济的持续发展。

1.5 页岩气开发对改善环境的促进作用

中国已成为全球CO2排放大国。《“十二五”控制温室气体排放工作方案》提出，到2015年实现单位GDP二氧化碳排放比2010年下降17%的目标。特别是近期北京、华北乃至华东、华南地区雾霾天数逐年增加，也催促着人们使用清洁能源来净化空气。页岩气的规模生产，可向减排目标迈进一大步，使我国空气质量将得到明显改善。

2 页岩气开采中的不利因素

2.1 页岩气气藏和地质状况的不利条件

与常规天然气藏开发相比，页岩气藏的开采有以下不利条件：(1)储层物性差、孔隙度低。页岩气藏总孔隙度普遍小于10%，含气一般不到总孔隙的50%。(2)页岩气藏的渗透率低，一般气孔渗透率在0.0001-0.001md之间。(3)页岩气的气流阻力大、采收率低，为5%-60%，而常规天然气藏采收率通常在60%以上。正因为如此，在开发页岩气时一般需要安装储气层压裂设备才能开采，这种设备专为开采页岩气生产，价格昂贵，造成页岩气开发成本增加，尤其是开采的钻井费用和设备费用投入非常大。为此为了获得较高的商业回报，只有加快钻井速度，提高单井产能，延长开采期限，降低开采成本。

中国地质特点为大部分是陆相沉积，与美国大部分为海相沉积相比，页岩气开采难度更大。美国页岩气井开采深度一般在1500-3000米，而我国钻井深度都在3000米以上，增加了单口井的钻井费用。另外，我国盆地小，断层多，地势大多不平，且居民分布密集，而页岩气开采需要不断地钻井，这就给开采带来很大困难。

2.2 管网设施不足阻碍页岩气产业发展

我国现有国内天然气管道长度有限，页岩气的产业化依靠这些管网输送比较困难。而建设LNG接收站，特别是LNG运输车具有一定的技术壁垒。加之管网建设因其具有的天然垄断性，早已成为各家争夺的焦点。因此在页岩气开发项目上，许多投资者都提出了这些问题，这将制约页岩气产业的发展。

为此，国家在“十二五”天然气管网规则中新增了一些管道，国内管道初步形成以西气东输、川气东送、西气东输二线（西段）以及陕京线系统、忠武线等管道为骨干，兰银线、淮武线、冀宁线为联络的国家级基干管网。“十二五”期间进口通道将完善中亚天然气管道、中缅天然气管道、中俄天然气管道。

2.3 页岩气开采技术缺乏

目前我国页岩气勘探开发技术还处于攻关阶段，初期的勘探钻井技术相对成熟，直井技术用于勘探试验，水平井技术用于规模生产。后期的完井（泡沫水泥固井技术、射孔完井技术、多功能组合管柱完井技术）和储层改造技术（水力压裂技术、多段压裂技术）在原来的天然井开发技术上有一定的基础，但还需研发适用于页岩气开发的专有技术。

因此，“十二五”规划提出了重点攻关的内容：页岩气水平井钻完井技术；页岩储层改造及提高单井产量技术。美国已经掌握了这些技术，如果能够通过技术引进，取得这些先进技术，那无疑会提前实现我国的页岩气产业化生产。

2.4 页岩气开采中的环境保护问题

美国在页岩气开发出现过严重影响生态环境的问题。首先，页岩气在开发过程中要消耗大量的水，其次，在开发、运输及存储过程中甲烷会缓慢地释放到大气中，间接产生了二氧化碳气体。再次，页岩气井在压裂过程中使用的压裂液通常为化合物，将污染地下水并排出有毒气体，部分废液进入城市污水处理系统，而城市污水厂并不能处理这些含有毒性和放射性的废液。页岩气开采中对环境的破坏应当引起高度重视，应当在开采前制定一系列应对措施，保护生态环境。

3 小结

页岩气的开发在我国国民经济中具有重要作用。在这一新矿种的开发中，只要我们做到未雨绸缪，积极应对，充分研究页岩气勘探开发技术，采取有效措施，克服页岩气开采带来的不利影响，相信页岩气产业发展的道路会越走越宽，建设辉煌。

[1]陈莉，任玉. 页岩气开采的环境影响分析[J].环境与可持续发展，2012，(3)：52-55.

[2]张鸿翔，页岩气：全球油气资源开发的新亮点—我国页岩气开发的现状与关键问题[J].战略与决策研究，2010，25(4)：406-410.

[3]张焕芝，何艳青. 全球页岩气资源潜力及开发现状[J].石油科技论坛，2010，(6)：53-57.

[4]胡进科，李皋，陈文可等. 国内外页岩气勘探开发综述[J].重庆科技学院学报(自然科学版)，2011，13(2)：72-75.

[5]江怀友，宋新民，安晓旋等. 世界页岩气资源与勘探开发技术综述[J].天然气技术，2008，2(6)：26-30.

[6]袁峥嵘. 页岩气的开发对我国石油化学工业发展格局的影响[J].石油和化工设备，2012，15(9)：25-27.

[7]全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选成果显示，我国页岩气可采资源潜力为25万亿方[EB/OL].http://www.mlr.gov.cn/xwdt/jrxw/201203/t20120302_1069426.htm，2012-03-02.

[8]页岩气发展规划（2011-2015年）[EB/OL].http://www.ce.cn/cysc/ny/trq/201203/16/t20120316_21133023.shtml?randid=0.7116736162705134，2012-03-16.