宜昌地区页岩气勘探开发前景及开发模式探析

蔡世荣，任克雄

（1.宜昌市自然资源和规划局，湖北 443000；2.宜昌市夷陵区自然资源和规划局，湖北 443100）

党的十八大将生态文明建设纳入中国特色社会主义“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，十九大提出建设生态文明为“千年大计”“构建清洁低碳、安全高效的能源体系”“持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战”“推进绿色发展”[1]。清洁低碳发展、保护生态环境是能源开发利用的大趋势[2]，页岩气作为一种清洁、低碳、高效的非常规天然气资源，其开发利用对保障我国能源安全、调整能源结构、推进节能减排以及促进经济增长，具有重要的战略和现实意义[3]。

2017年以来，中国地质调查局组织实施了鄂西地区页岩气调查科技攻坚战，在宜昌地区页岩气勘探累计投入2.99亿元[4]，在点军区土城乡、夷陵区龙泉镇和长阳贺家坪镇取得重大突破，“湖北宜昌寒武系—志留系页岩气调查实现重大突破”和“鄂西地区页岩气调查科技攻坚取得重大突破——湖北宜昌鄂阳页2HF井实现全球最古老层系页岩气重大突破”分别入选中国地质调查局2017年度地质科技十大进展[5]和2018年度地质科技十大进展[6]。

宜昌处于长江中游，是长江经济带的重要组成部分。宜昌页岩气的勘探开发将推进宜昌能源结构优化、产业结构转型升级，进一步推动长江经济带绿色发展和生态文明建设。笔者基于地方政府角度，对宜昌地区页岩气勘探开发前景和开发模式进行分析，旨在为宜昌页岩气产业规划布局和发展提供决策参考。

1 宜昌页岩气勘探开发前景

1.1 勘探突破现状

近年来，鄂西地区页岩气调查科技攻坚战在长江中游宜昌地区取得了战略性突破，在宜昌实施的鄂宜页1HF井、鄂阳页1HF井、鄂宜页2HF井和鄂阳页2HF井分别在寒武系水井沱组（牛蹄塘组）、奥陶系五峰组—志留系龙马溪组和震旦系陡山沱组获得了 6.02×104m3/d、7.83×104m3/d、3.15×104m3/d 和5.53×104m3/d的稳定工业页岩气流，奠定了宜昌地区页岩气商业化开发的基础（表1）。

其中，位于点军区土城乡的鄂宜页1HF井实现了寒武系水井沱组页岩气突破，获得6.02×104m3/d的高产工业气流（无阻流量12.38×104m3/d），首次实现长江中游地区页岩气勘探新区新层系的重大突破，对广大南方复杂构造区页岩气勘查具有示范引导作用，实现了我国页岩气勘查从长江上游向长江中游的战略拓展；位于长阳贺家坪的鄂阳页1HF井钻遇寒武系牛蹄塘组和震旦系陡山沱组两层高含气优质页岩，其中牛蹄塘组水平井压裂获稳产7.83×104m3/d高产工业气流（12mm油嘴），计算无阻流量28.84×104m3/d，实现了复杂构造区常压页岩气调查的重大突破；位于长阳县贺家坪的鄂阳页2HF井获得陡山沱组页岩气重大突破，试采稳产5.53×104m3/d（12mm油嘴），计算无阻流量19.82×104m3/d，实现了全球最古老层系页岩的气重大突破。位于夷陵区龙泉镇的鄂宜页2HF井在极其复杂的钻探、压裂情况下，获得了四川盆地外围志留系页岩气首次突破，在短水平段情况下（10段，有效改造500m）获得稳定测试产量3.15×104m3/d（10mm油嘴），达到了工业气流，实现了下扬子区志留系页岩气调查的重大突破，同时还证明宜昌地区志留系页岩气储层具有超压的特点，进一步夯实了宜昌地区页岩气勘探开发的资源基础。

另外，远安县境内的中石油页岩气探矿权（荆门—远安区块）已探明页岩气储量约6.00×1011m3，目前国家已批准试采投产。

1.2 勘探开发前景

据公开的页岩气潜力评价资料显示，鄂西地区页岩气地质资源量达11.68万亿m3，具有建成年产能100亿m3的资源基础，有望成为我国页岩气勘查开发和天然气增储上产的新基地，形成与重庆涪陵、四川长宁—威远“三足鼎立”的资源格局，打破我国页岩气开发均集中在长江上游的局面。中国工程院院士康玉柱等专家认为，鄂西页岩气调查取得的成果是战略性突破，具有里程碑式的引领作用，成果总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平[7]。

《鄂西地区页岩气资源潜力评价》报告优选确定了鄂西地区页岩气远景区、有利区和目标区，并预测了页岩气资源量。据测算，鄂西地区震旦系、寒武系、志留系3个层系共有8个远景区，合计面积超过3.8×104km2，地质资源量11.68万亿m3；9个有利区合计面积8300km2，地质资源量3.27万亿m3；7个目标区合计面积超过2000km2，地质资源量0.86万亿m3。其中，目标区经济可采资源量超过1.30×1011m3，可支撑50亿m3/a产能目标的实现，并能稳产26年以上，有利区经济可采资源量超过4000亿m3（大部分可采资源量位于宜昌地区）[8]，能够支撑100亿m3/a产能目标的实现，并能稳产40年以上。

2 重庆、四川两地示范区建设启示

重庆涪陵和四川长宁—威远两地页岩气示范区建设，已成为我国页岩气勘探开发理论创新、技术创新、管理创新的典范，为我们提供了可复制、可推广、可借鉴的经验[9]。

表1 宜昌页岩气勘探重点突破井情况一览表

2.1 组织领导是保证

重庆、四川两地示范区建设能够取得令人瞩目的成绩，最重要的是领导层的高度重视。重庆市各党政主要领导多次召开会议研究，将页岩气列为新兴产业，编制页岩气产业发展规划，设立研究中心及勘探研究室，构建技术服务平台，打造页岩气创投基金，服务并强力支持页岩气重大项目引进、重大科技成果转化和企业并购重组，全面落实财税金融优惠政策。四川省成立了省级领导小组，将页岩气作为成长型产业培育，成立了页岩气勘探开发地质工作部、页岩气产业研究院。

2.2 技术创新和市场化运作是关键

页岩气勘探开发属世界级难题，美国页岩气勘探开发理论认识、核心技术体系、装备制造和监管体系是基于美国页岩地层构造平缓、埋藏浅和厚度大的地质特征[2]，在美国政府长达23年财税优惠政策支持下，通过形成多主体、多层次的市场化竞争运作模式推动技术创新、管理升级，从而不断降本增效，才最终形成的，不能完全适用于我国南方页岩地层构造复杂、埋深大和单层厚度较小的地质特征[10]。

中国石化、中国石油分别在涪陵礁石坝和长宁—威远利用各自在油气勘探开发方面积累的经验和技术，通过不断的实验和投入，探索出了一整套适用于南方丘陵—山区地形、埋深3500m以浅（部分地区达到4000m）的页岩气高效率、低成本、成熟的勘探开发技术体系[11]，目前在埋深3500～4500m深部和常压页岩气勘探开发方面也取得了多项突破[12，13]，已经成为我国页岩气勘探开发技术的创新先锋。重庆涪陵示范区已形成5大技术体系和近100项技术标准；四川长宁—威远示范区经过三轮实践形成地质-工程一体化技术（一体化研究、一体化设计和一体化实施）[14]。

重庆、四川页岩气产业的迅猛发展，得益于其高度市场化的企地合作共赢模式。重庆以中国石化为主导，四川以中国石油为主导，形成了多主体、多层次充分竞争、合力并举的良好局面，这两个示范区均采取央地合作成立页岩气开发企业、留产业于地方和利税于地方的形式，让地方政府、企业和居民尽可能分享页岩气勘探—开发—利用中的收益，减小了地方阻力，实现了企地共赢。

2.3 生态环保是底线

页岩气开采大规模水力压裂需要耗费大量的淡水资源，包含大量化学制剂的压裂液和采气阶段的返排液可能会污染浅层地下蓄水层、地表水（图1）[15]，还可能诱发地质灾害和浅层地震[16-17]。重庆、四川两个示范区始终坚持把安全环保、绿色低碳作为一切工作的首要遵循，推行“减量化—再利用—再循环”的清洁生产方式，形成了一整套绿色安全开发标准[18-19]，实现了资源的高效利用和绿色开发，示范区页岩气开发对地下水、地表水、土壤、周边居住环境等带来了一定影响，但总体上属于可控范围，自开发建设以来，区域环境质量基本维持稳定[20-21]，并保持在与开发前相同水平。

3 宜昌页岩气开发模式探析

3.1 当前政策环境

图1 页岩气开采水资源污染风险示意图（据文献[15]修改）

《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书（2018～2019）》显示，我国继2017年成为世界最大原油进口国之后，2018年又超过日本，成为世界最大的天然气进口国。2018年，我国石油对外依存度升至69.8%，天然气对外依存度升至45.3%。2018年我国天然气消费继续保持强劲增长，预计2019年天然气对外依存度将增至46.4%[22]。

随着生态文明建设的持续深入和我国石油天然气对外依存度的不断攀高，清洁、低碳、高效的页岩气资源得到了国家的高度重视，从2011年国务院批准页岩气为我国第172种独立新矿种，到2012年减免页岩气矿业权使用费和矿产资源补偿费、2014年发布页岩气产业政策、2015年开始实行页岩气开发利用中央财政补贴、2016年发布页岩气发展规划（2016～2020年）、2017年正式将页岩气产业纳入国家战略性新兴产业、2018年决定对页岩气减征资源税、理顺居民用气门站价格和完善居民用气定价机制，再到2019年财政部《关于〈可再生能源发展专项资金管理暂行办法〉的补充通知》，将页岩气中央财政补贴延续到2023年和实行“多增多补、冬增冬补”以及超额梯度补贴政策，同时中央全面深化改革委员会第七次会议正式审议通过《石油天然气管网运营机制改革实施意见》将组建独立的石油天然气管网公司、实现天然气管网真正公平接入，国家在发展战略和政策引导方面，为页岩气发展提供了广阔空间。

3.2 宜昌页岩气特点

与重庆涪陵、川南两地相比，宜昌页岩气地层更老、埋藏更深、主要为低温、低压—常压，地质条件更为复杂，对开发技术和设备研制要求更高。目前，随着中石化和中石油等在深层—常压页岩气开采方面技术的持续突破[23-24]和深部导向钻井、深部压裂装备与压裂液的国产化突破及其在中国化的应用实践[12-13]，加之宜昌页岩气突破区为常规油气矿权空白区，都为宜昌页岩气勘探开发提供了极为有利的技术条件和政策优势。

3.3 宜昌页岩气开模式分析

重庆页岩气开发利用不仅对地方经济社会发展贡献突出，促进了经济社会发展，同时也间接带动了其他行业的发展，促进了商贸流通、住宿餐饮业的发展、就业岗位的增加、居民收入的增长、能源要素的保障等社会民生事业的改善[21,25]，且向本地城乡居民和企业优惠供气，降低了能源使用成本，提升了本地相关企业的市场竞争力，直接和间接刺激了消费。通过研究，初步测算重庆页岩气产业每投入1元，将带来3.8元的总产出，到2020年重庆页岩气开发累计总增加值是2294亿元，将为重庆经济年均贡献3.27%的GDP，且重庆页岩气开发将带来91.6万个就业机会[25]。

宜昌地区作为鄂西地区页岩气勘探的重点突破区，是未来示范区建设的核心区域，肩负多项使命。参考借鉴重庆、四川两地示范区建设实践，结合宜昌页岩气勘探突破实际，建议宜昌页岩气开发从强化组织领导、争取管网和政策支持、成立地方开发公司实现企地共赢、推动页岩气就地转化利用及谋划综合产业链和探索建立地方监管服务机制五个方面着手。

3.3.1 强化组织领导，设立页岩气办公室

建议设立宜昌市人民政府页岩气办公室，将市发改委、市自然资源和规划局、市生态环境局、市水利和湖泊局等相关部门及相关县市区政府作为成员单位，办公室设在市发改委，从各成员单位中抽调专人、组成专班，根据职责分工负责以下具体事务：

一是积极主动配合完成上级交办的关于宜昌页岩气勘探开发的具体事务，在建设用地、安评和环评等行政规划审批环节加快审批进程，建立行政审批联席工作制，最大程度减少页岩气勘探开发企业的行政时间成本，保障页岩气勘探开发项目用地、用路、用水，确保工作有序推进。

二是协调页岩气勘探开发企业与当地群众的关系，及时依法处置相关重大事件和舆情，保障页岩气矿区群众的合法权益。

三是引进页岩气地质勘探和工程开发专业人才，追踪、调研页岩气勘探开发技术、资源管理、安全和环保监管相关国家和地方法规及行业技术标准，根据宜昌本地页岩气勘探开发实际，对比分析和总结，为建立宜昌页岩气勘探开发监管标准和机制提供决策依据和参考。

3.3.2 争取管网项目和优惠政策，提供资金保障

一是结合国家示范区建设，大力争取重大项目投资安排，如宜昌区域天然气支线管网和公路等基础设施配套，为进入开采期后页岩气能够及时充分利用做好准备，避免重庆涪陵页岩气进入开采期后由于支线管网不完善、导致以销定产的被动局面。根据页岩气勘探开发部署，统筹制定宜昌页岩气配套支线管网规划，实现页岩气管网与跨省管网、主要城市骨干管网、配气管网、城镇管网等天然气管网的有机衔接，确保页岩气市内消纳和余量外输通道高效畅通。

二是出台示范区市级财政扶持政策，并落实国家页岩气开采相关税费优惠政策，降低企业成本。可向上争取从页岩气资源税中提出一定比例资金建立页岩气综合勘探开发基金，用于奖励和支持页岩气开采企业用于勘探开发技术攻关创新、生态环保和社会责任履行等方面，并向国家和省政府争取在宜昌开采页岩气的企业享受国家高新技术企业所得税优惠政策。

3.3.3 成立开发投资公司，实现企地共赢

积极引导市属和相关县市区国有投资企业主动作为，加大与中国石化、中国石油等技术力量强、资金和实力雄厚的大型企业的沟通协调力度，争取通过合资、参股等方式成立地方开发投资公司参与宜昌页岩气勘探开发，最大限度留税、留利、留产业于地方，支持宜昌经济发展，实现企地共赢。

3.3.4 推动就地转化利用，谋划页岩气综合产业链

加强页岩气就地转化利用，提前谋划页岩气综合产业链，形成页岩气装备制造、管网建设、运输储备、油气服务、高端化工等产业集群，带动地区经济持续发展。开采出的页岩气资源除优先用于城乡居民生活用气外，重点推动传统化工产业转型升级，积极推广LNG综合利用，根据国家发改委天然气供气价规则，争取向本地居民和企业优惠供气。

3.3.5 探索监管服务措施，形成地方监管机制

将页岩气勘探开发安全和生态环保的监督检查作为重点监管领域。

一是实行页岩气勘探开发用水规划、监测和应急管理，推行压裂用水和废水“利用—处理—再利用—再循环”方式。对页岩气开采地区实行水力压裂用水提前规划调配，开展水量监测；本着不影响居民饮用水、工农业用水、动植物生态需水等水资源平衡的原则，制定应急预案。

二是大力推行页岩气“山地井工厂-多层系立体化开发”作业模式和地质-工程-经济-生态一体化设计模式[14,26]，尽可能降低单井占地面积，切实提高单个钻井平台的用地效率，并加强对钻探压裂期—产气期—重复压裂期—产气期—闭井期直至废弃全过程中占地复垦复绿和生态修复的监管。

三是开展页岩气勘探开发对生态环境影响性监测、评价工作，探索建立政府、页岩气勘探开发公司、社会公众和第三方技术机构相结合的“四位一体”监管机制，对气田内的地表水、浅层地下蓄水层、土壤、大气和噪声等要素环境质量进行全方位监测、定期组织专题评价，加强风险评估，提前向公众告知重要施工作业开展情况，定期向社会公开气田区域生态环境状态；坚持在保护中发展，在发展中保护，确保实现页岩气绿色开发、可持续发展。