唐海俠

摘 要：隨著美國在21世紀初實現(xiàn)了高效、經(jīng)濟、規(guī)模化的頁巖氣開發(fā)和生產(chǎn)，成功地帶動了一場全球化的頁巖氣研究和勘探開發(fā)的熱潮，中國也隨之加入了這場“頁巖氣革命”，在能源問題日益嚴重的今天，頁巖氣的勘探開發(fā)能夠有效地改善我國的能源結(jié)構(gòu)，進一步保障我國的能源安全。我國具有非常豐富的頁巖氣資源，目前，在頁巖氣資源的勘探開發(fā)中已經(jīng)取得了一定的成果，但是仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)，嚴重制約其發(fā)展。本文闡述了在中國頁巖氣的基本特征和現(xiàn)階段頁巖氣勘探開發(fā)的進展，針對頁巖氣發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)進行了分析，提出了幾條中國頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略對策建議，以饗讀者。

關鍵詞：頁巖氣；勘探開發(fā)；挑戰(zhàn)；發(fā)展戰(zhàn)略對策

中圖分類號： TE122 文獻標志碼：A

0 引言

頁巖氣是一種高效、清潔、低碳的非常規(guī)天然氣資源，它主要存在于富含有機質(zhì)的黑色巖層段中，是以吸附或者游離的狀態(tài)存在的，在開采的過程中需要借助特殊工藝如高壓等將頁巖層段壓開進而形成網(wǎng)狀體積裂縫才能夠?qū)崿F(xiàn)有效生產(chǎn)。其勘探開發(fā)具有技術(shù)要求高、產(chǎn)量遞減快以及投資回收期較長等特點，早在20世紀70年代，美國就已經(jīng)開始了頁巖氣的研究和開發(fā)，經(jīng)過近30年的技術(shù)攻克直到近10年內(nèi)才實現(xiàn)了規(guī)?；_采，其有效地推動了美國“能源獨立”戰(zhàn)略的實施。我國從2004年開始跟蹤調(diào)研國外頁巖氣勘探開發(fā)的研究進展，證實中國頁巖氣資源非常豐富，具有非常好的勘探開發(fā)前景。2009年正式啟動了首個由國家財政支持的頁巖氣研究和開發(fā)項目，并取得了重大突破。2014年7月，涪陵頁巖氣田的成功開發(fā)標志著我國已經(jīng)成為繼美國和加拿大之后第三個實現(xiàn)商業(yè)化頁巖氣開發(fā)的國家。證實中國頁巖氣資源非常豐富，具有非常好的勘探開發(fā)前景。

1 中國頁巖氣基本特征

中國地大物博，含有豐富的有機質(zhì)頁巖，且類型比較復雜，目前發(fā)現(xiàn)的頁巖類型包括海相頁巖、海陸過度相頁巖以及陸相頁巖這3種類型，是目前世界上頁巖氣種類最多的國家，其中，海相頁巖主要分布于四川盆地、塔里木盆地等中西部西區(qū)，海陸過度相頁巖主要分布在鄂爾多斯盆地、準格爾盆地等地區(qū)，陸相頁巖主要分布于子安松遼盆地、渤海灣盆地等地區(qū)，經(jīng)過勘探開發(fā)已經(jīng)證實，三類頁巖均具備頁巖氣形成以及富集的基本地質(zhì)條件，但各類之間差異較大，頁巖氣的勘探和開發(fā)以海相頁巖最為現(xiàn)實，發(fā)展前景較好。經(jīng)過中國石油探勘開發(fā)研究院的多次的頁巖氣資源潛力預測，估算出我國頁巖氣地質(zhì)資源為80.45×1012m3，可采資源達到12.85×1012m3?？梢姡覈捻搸r氣資源非常豐富，需要不斷完善頁巖氣勘探開發(fā)的理論認識、關鍵技術(shù)以及設備等，進一步實現(xiàn)頁巖氣的規(guī)?；_采。

2 中國頁巖氣發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)

2.1 對頁巖氣發(fā)展階段存在認識誤區(qū)

隨著涪陵、威遠等頁巖氣田的突破，中國對于頁巖氣開發(fā)前景“非常樂觀”的情緒正在不斷蔓延，究其原因就在于對于頁巖氣資源的特殊性還沒有得到更加充分的認識，在一定程度上很多人都認為“有頁巖就一定有頁巖氣”、“有頁巖氣就可以進行商用開發(fā)”、“技術(shù)攻關不是問題”等偏頗認識。此外，對于海相頁巖氣和陸相頁巖氣的差異性認識不足，認為這兩者之間的富集條件相同，勘探開發(fā)的技術(shù)要求相似。因此，在實際的勘探開發(fā)工作中價格工作的重心轉(zhuǎn)移到鉆井、分段壓裂增產(chǎn)改造等工藝的研發(fā)和突破上，導致出現(xiàn)“工藝成功，產(chǎn)量較低”的尷尬局面，其主要原因還是忽視了對于資源“甜點區(qū)”的優(yōu)選和評價。認識不足導致對目前中國頁巖氣的發(fā)展階段定位不夠客觀，期望過高，急于求成，最終導致發(fā)展目標難以實現(xiàn)。

2.2 非海相（海陸過渡相、陸相）頁巖氣資源及資源經(jīng)濟性不確定性大

在中國的頁巖氣資源中，非海相頁巖氣是其重要組成部分，也是中國地區(qū)的一大特色，它廣泛分布于四川盆地、塔里木盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地以及準格爾盆地等，雖然其分布面積達到40×104km2，具有可開采資源4.03×1012m3。但是，資源條件普遍比海相資源差，頁巖儲氣能力較差，僅僅能夠達到海相的1/4，目前，我國還沒有針對非海相頁巖氣資源開采的成功案例，僅僅是在鄂爾多斯盆地進行實驗勘探，鉆井數(shù)與產(chǎn)氣井的比例僅為1/2，且產(chǎn)氣井的日產(chǎn)氣量最高才能夠達到5×104m3，開發(fā)前景不確定性較大。

2.3 3500m以深核心技術(shù)與裝備未取得突破

美國地區(qū)的頁巖氣開發(fā)主要以3500m以淺的頁巖氣為主，而在中國，有多達65%以上的頁巖氣資源處在3500m以深的地帶，但是，由于沒有成熟的裝備和技術(shù)來借鑒，導致3500m以內(nèi)地帶的頁巖氣開發(fā)困難。目前，主要存在3大技術(shù)難關，首先，3500m以深的頁巖氣埋深較大，地質(zhì)構(gòu)造復雜，很難探測出“甜點區(qū)”。其次，埋深較大，導致鉆井在工作過程中事故率較高，很難控制井眼的軌跡，難以實現(xiàn)分段改造施工，增產(chǎn)效果較差。最后，突破地層的壓力較高，目前的配套裝備、工具等不能夠?qū)崿F(xiàn)3500m以深高溫高壓環(huán)境下作業(yè)的要求。

3 中國頁巖氣發(fā)展戰(zhàn)略對策建議

3.1 正確認識中國頁巖氣的發(fā)展階段

截至2017年7月，我國涪陵頁巖氣田探明含氣面積已達到575.92km2，累計探明儲量達到6008.14億方，預計2017年年底將建成產(chǎn)能100億方，涪陵頁巖氣田是全球除北美之外最大的頁巖氣田，在未來的發(fā)展中，我國就頁巖氣的開發(fā)和勘探應該根據(jù)國家的實際情況制定出符合中國國情的發(fā)展戰(zhàn)略與目標，預計在2020年左右，其發(fā)展階段、發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展目標將定位在：至2020年，中國頁巖氣的年產(chǎn)量達到300億方，在四川盆地實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，強化理論創(chuàng)新，攻克技術(shù)關，進一步突破深層、非水壓裂、非海相這3大技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)量產(chǎn)跨越，實現(xiàn)核心技術(shù)自主化和主要裝備國產(chǎn)化。

3.2 重視已發(fā)現(xiàn)海相低壓低產(chǎn)區(qū)以及非海相地區(qū)頁巖氣的開發(fā)和勘探

加強對已發(fā)現(xiàn)低壓低產(chǎn)海相地區(qū)頁巖氣的開發(fā)和勘探，加強勘探開發(fā)技術(shù)研究，提高組織管理，逐漸實現(xiàn)低產(chǎn)區(qū)的效益開發(fā)，此外，還應該強化非海相頁巖氣地區(qū)的勘探和開發(fā)，可以由政府有關部門牽頭，專門設立非海相頁巖氣勘探基金，實地鉆探頁巖氣井，采集相關準確數(shù)據(jù)，進一步實現(xiàn)非海相頁巖氣區(qū)的開發(fā)和勘探，在四川盆地、鄂爾多斯盆地等非海相頁巖氣有利區(qū)建立非海相頁巖氣示范區(qū)，進行實驗攻關，創(chuàng)新相關的非海相頁巖氣發(fā)展地質(zhì)理論，研究和實踐關鍵技術(shù)，進行裝備的研發(fā)，進而形成規(guī)模量產(chǎn)。

3.3 加強核心技術(shù)和裝備的研發(fā)

針對3500m以深頁巖氣勘探技術(shù)、裝備以及開發(fā)工藝等技術(shù)體系進行進一步的研究和探索，進而實現(xiàn)深層頁巖氣的規(guī)模突破。國家政府可以出臺相關的扶持政策，設立專項基金以支持相關的技術(shù)、裝備等的研究和開發(fā)，加強對4000型及以上大型壓裂泵車的研發(fā)和制造，加強對高溫壓裂液、旋轉(zhuǎn)導向以及高強度支撐劑等裝備和技術(shù)的研究與開發(fā)，以解決目前壓裂車組壓力不足、壓裂液效果不佳等問題，進一步推動3500m已深頁巖氣的開發(fā)和生產(chǎn)。

結(jié)語

總而言之，目前，頁巖氣已經(jīng)成為全球非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的熱點項目，對世界能源格局造成了一定的影響，同時，它還對地緣政治產(chǎn)生了重大影響。我國在頁巖氣的勘探開發(fā)方面已經(jīng)取得了很大的突破，但是在一些技術(shù)方面仍舊面臨著很多的挑戰(zhàn)，對此，還需要科研人員深入中國頁巖氣勘探開發(fā)的第一現(xiàn)場，進行廣泛的調(diào)研和技術(shù)研討，進而使得我國在頁巖氣的勘探開發(fā)方面取得更大的突破，以便為我國的現(xiàn)代化發(fā)展提供能源支持，進一步促進我國現(xiàn)代化的發(fā)展和建設。

參考文獻

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