經(jīng)過近十年的勘探開發(fā)實(shí)踐、技術(shù)攻關(guān)和理論探索,我國在頁巖氣開發(fā)的資源潛力評(píng)價(jià)、關(guān)鍵核心技術(shù)和裝備體系、基礎(chǔ)理論建設(shè)等方面均取得了長足進(jìn)步,資源可獲得性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可及性均得到了比較充分的論證,已奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ),基本具備了大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)的條件。
近年來,美國“頁巖革命”促使頁巖油氣產(chǎn)量持續(xù)增加造成全球石油市場供過于求,導(dǎo)致自2014年下半年以來國際油價(jià)大幅下跌,并跌破每桶50美元大關(guān),甚至低于頁巖油氣的開采成本。這造成美國一些頁巖油氣生產(chǎn)企業(yè)面臨破產(chǎn),引起國際上一些石油公司紛紛延緩或縮減勘探開發(fā)投資,各石油公司想方設(shè)法力圖擺脫低油價(jià)帶來的困擾,更加關(guān)注如何通過技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新以降低開采成本、提高效益。
與此形成鮮明對(duì)照的是,中國并沒有因此而降低對(duì)頁巖氣開發(fā)的熱度。2015年1月重慶市發(fā)布的《重慶市頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015—2020年)》提出,到2020年重慶市實(shí)現(xiàn)頁巖氣年產(chǎn)量200億立方米;與此同時(shí),四川、貴州、陜西、湖南等地的頁巖氣開發(fā)熱情也十分高漲;2015年上半年,國土資源部將進(jìn)行第三輪頁巖氣探礦權(quán)的公開招標(biāo)。所以,及時(shí)跟蹤分析新形勢(shì),科學(xué)預(yù)測未來我國頁巖氣的產(chǎn)量,提前謀劃、及早部署、精心安排“十三五”期間我國頁巖氣的發(fā)展大局就顯得尤為重要。為此,結(jié)合對(duì)美國頁巖氣開發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)的借鑒,經(jīng)過多方測算分析以及深入研究,我們認(rèn)為,我國頁巖氣產(chǎn)量2015年將超過50億立方米,2020年有望突破300億立方米,占國產(chǎn)天然氣比重的15%左右。
頁巖氣資源十分豐富,具備大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)的基本條件
1.頁巖氣資源豐富,賦存條件比較優(yōu)越
我國陸上從前寒武紀(jì)到新生代發(fā)育豐富的富有機(jī)質(zhì)頁巖,廣泛分布于北方主要含油氣盆地及南方廣大地區(qū),具有良好的頁巖氣形成與富集條件。根據(jù)頁巖氣的分布和勘探開發(fā)進(jìn)展情況,中國石油、國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心、中國工程院和美國EIA等機(jī)構(gòu)分別對(duì)中國頁巖氣資源潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。2014年的最新評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,我國頁巖氣技術(shù)可采資源量為12.85萬億立方米。
美國EIA在2011年評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上,2013年主要根據(jù)頁巖的分布情況對(duì)中國陸上7個(gè)重點(diǎn)含油氣盆地或地區(qū)18套頁巖氣資源量進(jìn)行了估算,結(jié)果顯示,我國頁巖氣地質(zhì)資源量為134.4萬億立方米,技術(shù)可采資源量為31.6萬億立方米。
2.頁巖氣開發(fā)目前仍處于起步階段,但已實(shí)現(xiàn)了重大突破,前景十分廣闊
自2005年我國開始頁巖氣勘探工作以來,截至2014年年底,近十年累計(jì)投資200多億元,鉆探頁巖氣井400余口,累計(jì)生產(chǎn)頁巖氣約13億立方米,平均單井產(chǎn)量可達(dá)10萬立方米/天;已完成多批次的頁巖氣勘探開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)和陸上頁巖氣資源潛力初步評(píng)價(jià)及有利區(qū)篩選,在四川盆地海相頁巖氣開始投入商業(yè)性開發(fā),在南方地區(qū)海相頁巖氣見到較好的苗頭,在鄂爾多斯盆地陸相頁巖氣勘探開發(fā)有了實(shí)質(zhì)性突破。
3.基本形成頁巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與配套裝備體系
目前,我國已基本形成頁巖氣有利區(qū)帶/層系優(yōu)選與地質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù),建立了頁巖氣資源評(píng)價(jià)和選區(qū)評(píng)價(jià)技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)體系;初步形成水平井井眼軌跡控制、水平井固井、水平井鉆井液、水平井安全鉆進(jìn)等長水平井段(1500—2000米)水平井鉆井、完井的關(guān)鍵技術(shù)體系;已形成頁巖氣井壓裂改造設(shè)計(jì)、體積壓裂滑溜水液體配置、大型壓裂施工、水平井分段壓裂等頁巖氣儲(chǔ)層大型水力壓裂改造技術(shù)體系;基本形成水平井分簇射孔、可鉆式橋塞分段、電纜泵送橋塞、連續(xù)油管泵送橋塞、鉆塞等配套工藝技術(shù)體系;初步形成“工廠化”頁巖氣平臺(tái)井組鉆井、完井和一只鉆頭一根螺桿“一趟鉆”鉆完水平井段的技術(shù)體系。并且,初步形成頁巖氣開發(fā)配套工具與工藝流程;基本形成完備的壓裂液體系;自主研發(fā)的3000型壓裂車達(dá)到世界壓裂裝備的領(lǐng)先水平。
“十三五”我國頁巖氣的發(fā)展目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)途徑
緊緊圍繞使市場在資源配置中起決定性作用全面深化頁巖氣領(lǐng)域改革。依靠技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新、體制創(chuàng)新和政策支持,加快攻克頁巖氣勘探開發(fā)核心技術(shù),加大勘探開發(fā)力度,盡快形成節(jié)約、清潔、安全的“工廠化”生產(chǎn)方式和發(fā)展模式,促進(jìn)頁巖氣產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)資源經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一,推動(dòng)能源革命。
“十三五”我國頁巖氣的發(fā)展目標(biāo)是:到2020年頁巖氣年產(chǎn)量突破300億立方米。全面完成我國頁巖氣資源潛力調(diào)查與評(píng)價(jià),準(zhǔn)確把握頁巖氣資源潛力與分布,優(yōu)選一批頁巖氣有利區(qū)和目標(biāo)區(qū),建成一批頁巖氣勘探開發(fā)區(qū)和頁巖氣田,完善頁巖氣管網(wǎng)與配套設(shè)施,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)。頁巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)取得重大突破,初步實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)自主化和主要裝備國產(chǎn)化,建立一套較為完善的頁巖氣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,形成比較完善的頁巖氣產(chǎn)業(yè)化政策體系,為2020—2030年我國頁巖氣大發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1.以四川盆地海相志留系龍馬溪組底部富集段作為頁巖氣大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)的主力目的層
我國主要發(fā)育海相、海陸過渡相—湖沼相和湖相三類頁巖,分別形成于不同類型的沉積盆地,且分布規(guī)律不同。近十年大量的地質(zhì)調(diào)查、鉆探、評(píng)價(jià)等生產(chǎn)實(shí)踐和理論研究表明:三類頁巖的地質(zhì)條件存在很大差異,其中海相是頁巖氣最為富集的近中期可實(shí)現(xiàn)商業(yè)性開發(fā)的頁巖層;海相頁巖氣富集高產(chǎn)區(qū)主要得益于五方面因素,即處于寬緩的復(fù)背(向)斜區(qū)、發(fā)育深水陸棚相富有機(jī)質(zhì)頁巖集中段(厚度一般大于30米)、有利含氣層系頂?shù)装灞4鏃l件較好、頁巖層總體上呈連續(xù)型分布、埋深大于2500米并處于超壓區(qū);四川盆地龍馬溪組是目前我國發(fā)現(xiàn)的最有利的頁巖氣富集區(qū),有利面積約4.8萬平方公里,埋深2500—4500米,目的層平均厚度45米,含氣量4—7立方米/天,頁巖氣可采資源量為4.2萬億立方米,主要分布于蜀南、川東地區(qū)。
2.通過技術(shù)創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新為頁巖氣大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)提供有力支撐
我國頁巖氣開發(fā)模式、組織模式、管理模式和商業(yè)模式正在逐步形成,主要包括四個(gè)方面:一是建立生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu),成立頁巖氣勘探開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組,實(shí)行一體化管理,充分發(fā)揮市場機(jī)制的作用,按照“生產(chǎn)需求、技術(shù)先進(jìn)、信譽(yù)良好”原則,組織各方施工隊(duì)伍,以提高技術(shù)和管理水平、降低勘探開發(fā)成本;二是制定周密的運(yùn)行計(jì)劃,圍繞“勘探、生產(chǎn)、現(xiàn)場、成本、安全、環(huán)保”等環(huán)節(jié)建章立制,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程有章可循、規(guī)范運(yùn)轉(zhuǎn),以保證勘探開采規(guī)范有序;三是規(guī)范施工組織,運(yùn)用市場機(jī)制、資質(zhì)約束、政策扶持等手段,充分調(diào)動(dòng)石油公司、地方政府和民營企業(yè)的積極性,形成技術(shù)、資金和社會(huì)資源綜合優(yōu)勢(shì),以確保計(jì)劃和技術(shù)要求執(zhí)行到位;四是創(chuàng)建良好的企業(yè)和地方政府關(guān)系,通過聯(lián)合參股、由地方單位委派聯(lián)營機(jī)構(gòu)高管等方式,以有效解決用地、用水以及當(dāng)?shù)厝藛T就業(yè)、發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)等問題。
在我國,頁巖氣開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新和規(guī);瘧(yīng)用也促使頁巖氣開發(fā)周期大大縮短、成本明顯下降。目前水平井鉆井周期已縮短到46—70天,水平井單井成本已降至4000萬—7000萬元,頁巖氣開采全生命周期成本已降至1.6—1.8元/立方米。研究結(jié)果表明,目前我國頁巖氣開發(fā)尚處于初期階段,技術(shù)、裝備、管理、體制等方面有待進(jìn)一步提升和完善,通過創(chuàng)新提升發(fā)展空間的潛力還很大,因此降低成本的空間仍然很大。
3.采取“工廠化”作業(yè)模式,以四川盆地龍馬溪組為主規(guī);_發(fā),到2020年頁巖氣年產(chǎn)量可突破300億立方米
2020年,我國頁巖氣年產(chǎn)量要達(dá)到300億立方米(其中四川盆地及周緣產(chǎn)量約250億立方米,其他地區(qū)產(chǎn)量約50億立方米),還需要做好以下三項(xiàng)重點(diǎn)工作:
第一,我國頁巖氣年產(chǎn)量要達(dá)到300億立方米,還需提前做好規(guī)劃、科學(xué)部署:新建PAD井場數(shù)需達(dá)到2300個(gè)左右,最小核心區(qū)面積(采氣井場占用面積)需達(dá)到1.6萬平方公里左右,鉆井?dāng)?shù)約14000口,總投資約4000億—7000億元。
第二,全面完成全國頁巖氣資源潛力調(diào)查與評(píng)價(jià),準(zhǔn)確掌握全國頁巖氣資源量及其分布規(guī)律,優(yōu)選20—30個(gè)頁巖氣遠(yuǎn)景區(qū)和15—20個(gè)有利目標(biāo)區(qū),建成頁巖氣田3—5個(gè),探明頁巖氣地質(zhì)儲(chǔ)量約10000億立方米、可采儲(chǔ)量約2000億—3000億立方米。
第三,大規(guī)模商業(yè)性開發(fā)四川盆地海相龍馬溪組頁巖氣,開發(fā)目的層系埋深2500—4500米,含氣層以超壓區(qū)為主;南方其他地區(qū)海相頁巖氣開發(fā)獲得突破;海陸過渡相—湖沼相和湖相頁巖氣勘探取得較大進(jìn)展。
“十三五”我國大力發(fā)展頁巖氣的政策建議
1.強(qiáng)化監(jiān)管,建立與健全環(huán)境監(jiān)管法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系
頁巖氣勘探開發(fā)涉及地震勘探、鉆井、水力壓裂、采氣、集輸?shù)榷鄠(gè)環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)均存在對(duì)水資源、大氣和土壤等方面的污染及對(duì)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的影響,為此須加強(qiáng)對(duì)頁巖氣勘探開發(fā)事前、事中、事后全過程的嚴(yán)格監(jiān)管。事前監(jiān)管主要針對(duì)頁巖氣勘探開發(fā)前的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作,從源頭上杜絕環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。事中監(jiān)管應(yīng)著重對(duì)土地利用、水資源取用、地表水及地下水污染、廢氣排放、廢棄物處置等進(jìn)行監(jiān)管。事后監(jiān)管應(yīng)對(duì)頁巖氣開發(fā)引發(fā)的長期風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,并嚴(yán)格執(zhí)法,對(duì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)要給予重罰。因此,需要盡快制定、完善相關(guān)環(huán)境監(jiān)管法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn);培養(yǎng)充足的許可審批與監(jiān)管人員;研發(fā)現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備和構(gòu)建系統(tǒng)化檢測方法;推動(dòng)環(huán)境監(jiān)管的信息公開和公共參與,規(guī)范信息披露行為。
2.延長頁巖氣開發(fā)財(cái)政補(bǔ)貼年限,激勵(lì)企業(yè)投資積極性
2012—2015年,我國中央財(cái)政對(duì)符合相關(guān)條件的頁巖氣開采企業(yè)按0.4元/立方米的標(biāo)準(zhǔn)給予補(bǔ)貼。“十三五”期間是我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展從投入期步入成長期的關(guān)鍵時(shí)期,在國際油價(jià)大幅下跌并將在未來3至5年內(nèi)保持60—80美元/桶左右、全球?qū)搸r氣投資縮減的背景下仍然激勵(lì)企業(yè)勘探開發(fā)頁巖氣的積極性就顯得尤為重要。因此建議:將0.4元/立方米的補(bǔ)貼政策延長至2020年。
3.創(chuàng)新組織模式,強(qiáng)化基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)
一方面,加大投入力度,統(tǒng)一組織強(qiáng)化理論研究和技術(shù)攻關(guān),盡快形成一支國家層面的科技攻關(guān)力量和一批可供全社會(huì)共享的高新技術(shù)專利。優(yōu)化整合頁巖氣重大專項(xiàng)、“973”等科技攻關(guān)項(xiàng)目,緊緊圍繞基礎(chǔ)理論、工程技術(shù)等重點(diǎn)方向,集中科研機(jī)構(gòu)和中國石油等單位的優(yōu)勢(shì)力量,創(chuàng)新組織模式、強(qiáng)化協(xié)同攻關(guān),盡快形成與我國地質(zhì)條件相適應(yīng)的地質(zhì)理論、工程技術(shù)和裝備體系。另一方面,重點(diǎn)研發(fā)環(huán)境友好型壓裂液與新型壓裂技術(shù)。當(dāng)前頁巖氣開發(fā)主要采用大規(guī)模水力壓裂技術(shù),單井平均用水量達(dá)2萬—4萬立方米,且壓裂液中含有十余種化合物,存在水資源短缺和環(huán)境污染等隱患。因此,建議加大投入力度,加快研發(fā)環(huán)境友好型、無水或少水壓裂(例如LPG壓裂、精細(xì)地應(yīng)力約束多向?qū)а蹓毫选⒏哳l超深脈沖破巖-有限水力壓裂等)技術(shù)。
4.建立國家級(jí)頁巖氣數(shù)據(jù)庫,切實(shí)落實(shí)頁巖氣礦業(yè)權(quán)的開放政策
盡快完善頁巖氣資料統(tǒng)一管理制度,將頁巖氣的資料提交與礦業(yè)權(quán)管理直接掛鉤,實(shí)現(xiàn)頁巖氣礦業(yè)權(quán)管理流程的綜合集成和數(shù)據(jù)共享。建立頁巖氣資料采集、加工、處理和儲(chǔ)存機(jī)制,加快推進(jìn)頁巖氣資料的數(shù)字化,建立健全頁巖氣資料管理和服務(wù)工作新機(jī)制。加快建立以中國頁巖氣地質(zhì)調(diào)查和勘探開發(fā)資料為主要內(nèi)容的、涵蓋國內(nèi)外頁巖氣資源信息的國家級(jí)頁巖氣數(shù)據(jù)庫。建設(shè)國家頁巖氣資源公共信息網(wǎng),搭建集動(dòng)態(tài)信息、公共信息、礦業(yè)權(quán)管理和原始數(shù)據(jù)管理于一體的頁巖氣信息管理、發(fā)布與共享服務(wù)平臺(tái),以切實(shí)落實(shí)頁巖氣礦業(yè)權(quán)的開放政策,真正做到公平準(zhǔn)入,鼓勵(lì)有效競爭。