□ 文/本刊特約記者 李月清
3月24日,中國(guó)石化宣布將在2017年建成國(guó)內(nèi)首個(gè)百億立方米頁(yè)巖氣田——涪陵頁(yè)巖氣田。該頁(yè)巖氣田位于西南重慶地區(qū),資源量為2.1萬(wàn)億立方米。中國(guó)石化董事長(zhǎng)傅成玉表示,我國(guó)首個(gè)大型頁(yè)巖氣田的發(fā)現(xiàn)和建設(shè),比預(yù)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)間大大縮短,這有益于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。據(jù)測(cè)算,年產(chǎn)能百億立方米的頁(yè)巖氣田建成后,每年可減排二氧化碳1200萬(wàn)噸,相當(dāng)于植樹(shù)1.1億棵、800萬(wàn)輛經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)停開(kāi)一年;同時(shí),減排二氧化硫30萬(wàn)噸、氮氧化物10萬(wàn)噸。同日,中國(guó)海油宣布在渤海海域發(fā)現(xiàn)新的天然氣藏——渤中22-1區(qū)塊。該區(qū)塊構(gòu)造位于渤海中南部海域,平均水深25米。據(jù)介紹,發(fā)現(xiàn)井渤中22-1-2井在該區(qū)域共鉆遇92米氣層,測(cè)試獲日產(chǎn)量1420萬(wàn)立方英尺天然氣。該公司表示,渤中22-1天然氣新發(fā)現(xiàn),展示了渤中凹陷南斜坡帶潛山天然氣領(lǐng)域巨大的勘探前景。
與此同時(shí),中國(guó)石油近日在四川盆地安岳氣田磨溪區(qū)塊寒武系龍王廟組新增天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量4403.85億立方米,技術(shù)可采儲(chǔ)量3082億立方米。安岳氣田橫跨川渝兩省市,地質(zhì)構(gòu)造處于川中古隆起。據(jù)介紹,磨溪龍王廟組氣藏從發(fā)現(xiàn)到探明再到10億立方米試采工程投產(chǎn)成功,僅用不到兩年時(shí)間。
我國(guó)國(guó)有石油公司在非常規(guī)油氣領(lǐng)域獲得一連串的油氣突破和發(fā)現(xiàn),是否標(biāo)志著我國(guó)非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)重大戰(zhàn)略性突破,提前進(jìn)入規(guī)?;蜕虡I(yè)化開(kāi)發(fā)新階段?是否意味著我國(guó)非常規(guī)開(kāi)發(fā)工藝技術(shù)躋身世界先進(jìn)水平?是否意味著繼美國(guó)頁(yè)巖氣革命之后,中國(guó)也將進(jìn)入頁(yè)巖氣新時(shí)代?為此,記者采訪了4位專家院士進(jìn)行深入解讀。
肖 鋼: 英國(guó)皇家化學(xué)院院士、中國(guó)海油新能源研究中心主任
戴金星:中國(guó)科學(xué)院院士
康玉柱:中國(guó)工程院院士
何曼青: 商務(wù)部國(guó)際貿(mào)易經(jīng)濟(jì)合作研究院跨國(guó)公司研究中心主任,經(jīng)濟(jì)學(xué)博士后
肖鋼
記者:目前我國(guó)非常規(guī)油氣資源量怎樣?在全球非常規(guī)油氣版圖中處于怎樣的位置,發(fā)展前景如何?
肖鋼:美國(guó)能源信息署(EIA)對(duì)美國(guó)以外的32個(gè)國(guó)家頁(yè)巖氣資源進(jìn)行評(píng)價(jià)顯示,全球14個(gè)美國(guó)以外的地理區(qū)域、48個(gè)頁(yè)巖氣盆地、70個(gè)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層、32個(gè)國(guó)家的頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為163萬(wàn)億立方米,加上美國(guó)本土的24萬(wàn)億立方米,總量為187萬(wàn)億立方米。其中,資源量排名前5位的國(guó)家依次為:中國(guó)(約占20%)、美國(guó)(約占13%)、阿根廷、墨西哥和南非。
當(dāng)然,研究模式的不同,會(huì)導(dǎo)致大相徑庭的結(jié)果。比如,世界能源委員會(huì)測(cè)算全球頁(yè)巖氣資源潛力為14159萬(wàn)億立方英尺,其中北美為4471萬(wàn)億立方英尺,獨(dú)聯(lián)體地區(qū)為5402萬(wàn)億立方英尺。
戴金星:目前全球油氣勘探方向逐漸從常規(guī)向非常規(guī)油氣領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。全球油氣勘探的發(fā)展,主要經(jīng)歷構(gòu)造油氣藏、巖性地層油氣藏和非常規(guī)油氣聚集三個(gè)發(fā)展階段,經(jīng)歷了兩次重大理論技術(shù)創(chuàng)新和跨越:第一次是從構(gòu)造油氣藏向巖性地層油氣藏的創(chuàng)新和跨越,其指導(dǎo)思路是從易于識(shí)別的構(gòu)造圈閉,向較難識(shí)別的巖性地層圈閉過(guò)度,核心目的是尋找油氣圈閉;第二次是從巖性地層油氣藏向非常規(guī)聚集的創(chuàng)新和跨越,其指導(dǎo)思路是從尋找?guī)r性地層圈閉,向無(wú)明顯圈閉界限的儲(chǔ)集體系過(guò)度,核心目的是尋找油氣儲(chǔ)集體。目前,我們處于向這一階段的跨越中。致密砂巖氣、煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源正成為當(dāng)前儲(chǔ)量增長(zhǎng)的主體。非常規(guī)油氣資源在世界能源資源結(jié)構(gòu)中的地位越來(lái)越重要。
我國(guó)非常規(guī)油氣資源豐富,中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院公布的數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)可采油資源量為163億—168億噸,其中頁(yè)巖油120億噸,致密油20億—25億噸,油砂油23億噸。非常規(guī)天然氣可采資源量為20萬(wàn)億—120萬(wàn)億立方米,其中致密氣9萬(wàn)億—12萬(wàn)億立方米,頁(yè)巖氣10萬(wàn)億—25萬(wàn)億立方米,煤層氣11萬(wàn)億立方米。
如此巨大的資源潛力,與2013年我國(guó)原油對(duì)外依存度逼近60%的尷尬現(xiàn)狀對(duì)比,人們自然對(duì)非常規(guī)油氣寄予厚望。目前我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)展順利,截至2013年底,累計(jì)完成頁(yè)巖氣鉆井285口,2013年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)2億立方米。隨著作為獨(dú)立礦種的頁(yè)巖氣進(jìn)入國(guó)家能源戰(zhàn)略視野,隨著各大國(guó)有石油公司在頁(yè)巖氣領(lǐng)域相繼獲得重大發(fā)展和突破,由頁(yè)巖氣領(lǐng)跑的我國(guó)非常規(guī)能源資源大開(kāi)發(fā)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。
康玉柱:我想從中美泥頁(yè)巖儲(chǔ)量及含油性比較中讓大家看看我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的潛力。目前在實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的北美地區(qū),頁(yè)巖含氣量最低為每噸1.1立方米,最高達(dá)每噸9.9立方米。而在我國(guó)的四川盆地寒武系筇竹寺組,黑色泥頁(yè)巖含氣量為每噸1.17—6.02立方米,平均為每噸1.90立方米;下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色泥頁(yè)巖含氣量為每噸1.73—5.10立方米,平均為每噸2.8立方米(渝東渝頁(yè)1井實(shí)測(cè)含氣量為每噸1—3立方米),這組數(shù)據(jù)說(shuō)明什么,說(shuō)明與北美泥頁(yè)巖含氣量相比,我國(guó)頁(yè)巖氣價(jià)值和潛力毫不遜色。
戴金星
美國(guó)開(kāi)采頁(yè)巖氣采收率早期為7%—8%,目前為13.5%,預(yù)計(jì)可達(dá)25%的較高水平。與北美頁(yè)巖氣相比,我國(guó)泥頁(yè)巖油氣具有四大特點(diǎn):一是海相古生界泥頁(yè)巖熱演化程度較高,而陸相中新生界泥頁(yè)巖熱演化程度較低,油氣伴生;二是構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng),賦存條件復(fù)雜;三是地面多山地、丘陵等復(fù)雜地表,埋藏較深(1000米—6000米);四是構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)、泥頁(yè)巖裂縫發(fā)育,有利于泥頁(yè)巖油氣開(kāi)采。
近幾年來(lái),我國(guó)相繼在四川盆地及鄂西地區(qū)古生界海相泥頁(yè)巖層系-下寒武統(tǒng)筇竹寺組、下志留統(tǒng)龍馬溪組等地層鉆獲天然氣流;在陸相湖盆泥頁(yè)巖層系-南華北安深1井、泌陽(yáng)坳陷泌頁(yè)1井、濟(jì)陽(yáng)坳陷古近系及下遼河盆地的暗色泥頁(yè)巖中鉆獲工業(yè)油流,這表明我國(guó)泥頁(yè)巖油氣資源儲(chǔ)量豐富。我國(guó)泥頁(yè)巖油與泥頁(yè)巖氣資源量大體相當(dāng),是未來(lái)油氣勘探的重要接替領(lǐng)域。
康玉柱
何曼青:油氣資源越來(lái)越稀缺,擁有更多的油氣資源儲(chǔ)備,不僅是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要,而且是企業(yè)生存最現(xiàn)實(shí)的選擇。
隨著易開(kāi)采油氣儲(chǔ)量的逐年下降,國(guó)際大型石油公司油氣勘探方向逐漸向“兩深”(深水、深層系)和“兩新”(極地和非常規(guī)新區(qū))領(lǐng)域拓展。2013年,國(guó)際大石油公司將全球深水、亞太LNG、加拿大油砂和北美非常規(guī)油氣作為其新增產(chǎn)能的重要來(lái)源:埃克森美孚收購(gòu)在加拿大擁有豐富非常規(guī)資源的公司,雪佛龍收購(gòu)加拿大頁(yè)巖氣資產(chǎn),殼牌和雪佛龍?jiān)诎⒏?、烏克蘭等地簽署非常規(guī)油氣協(xié)議,BP、殼牌、埃尼等進(jìn)入北非非常規(guī)油氣新區(qū)……
價(jià)值增長(zhǎng)作為國(guó)際大石油公司的核心發(fā)展目標(biāo)始終沒(méi)有改變。目前全球非常規(guī)油氣無(wú)論是探明儲(chǔ)量、遠(yuǎn)景儲(chǔ)量還是年產(chǎn)量增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)油氣,這客觀上為大石油公司進(jìn)入該領(lǐng)域提供了資源基礎(chǔ)。
記者:搶占非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)制高點(diǎn),需要擁有尖端的理論技術(shù)支撐。目前我國(guó)油企在非常規(guī)油氣領(lǐng)域勘探開(kāi)發(fā)理論技術(shù)處于怎樣的水平,存在哪些問(wèn)題?
肖鋼:經(jīng)過(guò)多年的探索和實(shí)踐,我國(guó)石油企業(yè)在非常規(guī)油氣資源領(lǐng)域取得一系列發(fā)現(xiàn)和突破,具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面:首先是水平井工藝技術(shù)在頁(yè)巖氣藏、致密氣藏開(kāi)發(fā)中初步實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,開(kāi)發(fā)效果不斷提升。中國(guó)石油在四川盆地寒武系龍王廟組、震旦系燈影組、中國(guó)石化在濁積巖致密油藏、大牛地致密氣藏、川西新場(chǎng)沙溪廟致密氣藏,都是通過(guò)水平井工藝技術(shù)獲得高產(chǎn)工業(yè)油氣流的。
其次是鉆完井和分段壓裂技術(shù)水平大幅提升。目前我國(guó)油企施工的水平井水平段最長(zhǎng)達(dá)到2055米,壓裂段數(shù)突破20段;壓裂工具自主研發(fā)成效顯著,套管射孔管內(nèi)封隔器+滑套壓裂工具完全國(guó)產(chǎn)化,水力噴射分段壓裂工具也實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,裸眼投球滑套、泵送橋塞已在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,效果良好;胍膠替代產(chǎn)品、滑溜水壓裂液、油基鉆井液等材料已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)階段;3000型壓裂機(jī)組及儲(chǔ)液罐等輔助配套設(shè)備研制取得階段性進(jìn)展;裂縫檢測(cè)等配套技術(shù)也日趨成熟。
戴金星:北美頁(yè)巖氣的規(guī)模建產(chǎn),顛覆了我國(guó)傳統(tǒng)的石油理論,帶來(lái)技術(shù)和理論上的突破與創(chuàng)新,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是水平井分段壓裂等核心技術(shù)的廣泛應(yīng)用,突破了傳統(tǒng)油氣成藏理論有效儲(chǔ)層下限,使原有的低勘探區(qū)難動(dòng)用資源得到有效動(dòng)用?,F(xiàn)在石油工作者已開(kāi)始利用納米級(jí)測(cè)試分析技術(shù),尋找隱藏在頁(yè)巖和致密巖納米級(jí)孔隙中的天然氣。二是油氣勘探從尋找儲(chǔ)油氣層轉(zhuǎn)向?qū)ふ疑蜌鈱?。這是對(duì)傳統(tǒng)勘探理念和理論的巨大挑戰(zhàn)。三是從尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層向?qū)ふ叶囝愋蛢?chǔ)層拓展。傳統(tǒng)油氣勘探最重要的任務(wù)就是尋找優(yōu)質(zhì)砂巖和碳酸鹽巖孔隙性儲(chǔ)層,而現(xiàn)在,儲(chǔ)層評(píng)價(jià)理念已突破了孔隙度和滲透率羈絆,更加關(guān)注儲(chǔ)層的含油氣性。四是油氣勘探從高點(diǎn)轉(zhuǎn)向下凹(洼)領(lǐng)域、從局部構(gòu)造圈閉轉(zhuǎn)向大面積巖性和全盆地領(lǐng)域。傳統(tǒng)油氣理念認(rèn)為油氣以局部構(gòu)造圈閉為儲(chǔ)集單元,這些單元自然成了勘探的靶區(qū)。但在非常規(guī)油氣勘探中,地質(zhì)工作者卻在傳統(tǒng)構(gòu)造負(fù)向區(qū)找到了規(guī)模油氣聚集,其分布范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原有的構(gòu)造圈閉。這些成功的勘探實(shí)踐改變了傳統(tǒng)“高點(diǎn)找油”理論,讓“富油洼陷”、“富含油斜坡”及“盆地低部位”巖性油氣藏進(jìn)入人們的視野,解放了很多勘探禁區(qū)。五是油氣勘探從中、深層儲(chǔ)層轉(zhuǎn)向深層、超深層儲(chǔ)層。隨著勘探程度不斷加深,傳統(tǒng)油氣理論劃定的2500米、3500米、4500米、5500米孔隙死亡線不斷發(fā)生變化。目前,塔里木盆地、四川盆地碳酸鹽巖、碎屑巖勘探深度已延伸至8000米以下。
非常規(guī)油氣規(guī)?;_(kāi)發(fā)給我們帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和思考:如何重新認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)烴源巖及其生、排、運(yùn)、聚機(jī)理?如何重新認(rèn)識(shí)、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層,包括那些曾被視為勘探禁區(qū)的低效儲(chǔ)層?如何重新界定常規(guī)和非常規(guī)油氣這兩種資源在成因上的聯(lián)系,以及在空間分布上的相互伴生關(guān)系?
康玉柱:盡管我們?cè)诜浅R?guī)油氣領(lǐng)域取得了舉世矚目的成就,但與世界先進(jìn)水平相比,仍然存在很大差距。
經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,以美國(guó)為代表的北美地區(qū)非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)已經(jīng)形成了成熟的水平井分段壓裂技術(shù)系列,創(chuàng)造了多項(xiàng)分段壓裂工藝世界施工紀(jì)錄:裸眼封隔器+滑套壓裂技術(shù)最高施工紀(jì)錄超過(guò)90段;泵送橋塞分段壓裂技術(shù)最高施工紀(jì)錄超過(guò)40段;套管射孔管內(nèi)封隔器+滑套分段壓裂技術(shù)最高施工紀(jì)錄超過(guò)42段;連續(xù)油管環(huán)空加砂壓裂技術(shù)最高施工紀(jì)錄超過(guò)43段。而目前我國(guó)的分段壓裂施工最高紀(jì)錄僅僅為20多段,且需要依靠國(guó)外石油公司技術(shù)服務(wù)才能實(shí)現(xiàn)。
此外,我們?cè)诜浅R?guī)油氣領(lǐng)域基礎(chǔ)研究還很薄弱,壓裂工具、材料、配套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、自產(chǎn)化程度低,主體技術(shù)尚未成熟,配套技術(shù)尚不完善,工程成本居高不下,難以滿足實(shí)際的生產(chǎn)需求。這一切既反映了我國(guó)在高新材料、精工制造等基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域與國(guó)外先進(jìn)水平的差距,也折射出我們的技術(shù)攻關(guān)工作有待進(jìn)一步提升,需要全方位開(kāi)展非常規(guī)工藝?yán)碚摰募夹g(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)及推廣。
何曼青:目前全球正在形成美國(guó)、中國(guó)兩大非常規(guī)油氣戰(zhàn)略突破區(qū),非常規(guī)油氣產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例快速升至10%以上。以頁(yè)巖氣革命為代表的非常規(guī)油氣理論技術(shù)創(chuàng)新,正在推動(dòng)世界石油工業(yè)新的科技革命。
但必須清醒地認(rèn)識(shí)到,我國(guó)常規(guī)石油工業(yè)體系基本成熟,但與之協(xié)同發(fā)展的非常規(guī)油氣工業(yè)化體系尚未建立,還面臨多方面的挑戰(zhàn)。與北美頁(yè)巖氣商業(yè)化開(kāi)發(fā)相比,我國(guó)頁(yè)巖氣大開(kāi)發(fā)尚存在資源、技術(shù)、理論、基礎(chǔ)管網(wǎng)及政策等方面的差距。
何曼青
要想短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)技術(shù)趕超,相關(guān)政策支持必不可少。美國(guó)政府對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)和利用實(shí)施稅收優(yōu)惠并給予一定補(bǔ)貼。相對(duì)而言,我國(guó)對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)和利用還缺乏系統(tǒng)性支持,包括缺乏合理的戰(zhàn)略規(guī)劃及配套戰(zhàn)略規(guī)劃的支持政策;需要加快天然氣管網(wǎng)建設(shè),并在天然氣消費(fèi)市場(chǎng)附近和管道沿線配套興建大型地下儲(chǔ)氣庫(kù)、接收站等調(diào)峰設(shè)施,形成點(diǎn)線互聯(lián)的天然氣輸配氣管網(wǎng),實(shí)現(xiàn)資源多元化、供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化、調(diào)配自動(dòng)化的多氣源、多用戶供應(yīng)格局。
尋求合作是非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)的重要途徑。殼牌、BP、道達(dá)爾、斯倫貝謝、哈里伯頓等大型油氣公司及服務(wù)公司都參與了北美非常規(guī)油氣的勘探開(kāi)發(fā),積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們應(yīng)該針對(duì)非常規(guī)氣勘探開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù),依托重大攻關(guān)試驗(yàn),與這些先行者開(kāi)展廣泛的合作與交流,實(shí)現(xiàn)互利共贏。