金之鈞：頁(yè)巖油氣是未來(lái)重要的油氣資源類(lèi)型

金之鈞（中國科學(xué)院院士、頁(yè)巖油氣國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任）擔任2019影響力峰會(huì )“預見(jiàn)科技未來(lái)”發(fā)布人

1月5日，由中國日報網(wǎng)和網(wǎng)易新聞共同主辦的“2019影響力峰會(huì )——預見(jiàn)未來(lái)”在北京舉辦。中國科學(xué)院院士、頁(yè)巖油氣富集機理與有效開(kāi)發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任金之鈞在峰會(huì )上預見(jiàn)科技未來(lái)主題演講環(huán)節以“科技創(chuàng )新決定能源行業(yè)未來(lái)”為主題發(fā)表演講。他表示石油與天然氣資源可滿(mǎn)足全球供應一百年以上，頁(yè)巖油氣則是未來(lái)重要的油氣資源類(lèi)型。

他通過(guò)數據展示了頁(yè)巖革命如何改變人們對油氣資源稀缺性的認識。頁(yè)巖油氣資源豐富，是未來(lái)油氣開(kāi)發(fā)利用的重要領(lǐng)域。而中國在政策支持到位和市場(chǎng)開(kāi)拓順利情況下，2020年左右頁(yè)巖氣產(chǎn)量可以確保達到200億方，2030年產(chǎn)量可以力爭達到800-1000億方，占全國總產(chǎn)量30%以上。

但是要想實(shí)現這樣的目標，中國面臨著(zhù)巨大的挑戰。

中國的頁(yè)巖油氣資源最主要的產(chǎn)地是在四川、重慶一帶，頁(yè)巖油氣資源埋藏較深，對勘探開(kāi)此技術(shù)的要求極高，要實(shí)現打的準、壓的開(kāi)、產(chǎn)的出，還要環(huán)保并且有效益并不容易。中國的頁(yè)巖油擁有巨大的開(kāi)發(fā)潛力，探明的儲量就有200億噸。

他認為，頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)是中國確保兩億噸石油安全紅線(xiàn)的希望所在，但是要實(shí)現頁(yè)巖油的開(kāi)采，地下的加熱技術(shù)以及近臨界水地下原位裂解技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵，在這個(gè)過(guò)程當中要研究固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相共存的情況下，在孔隙和裂縫介質(zhì)相互作用下的滲流機理，并且涉及到物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程以及數學(xué)計算和模擬，還包括材料科學(xué)和防腐的工作，整個(gè)過(guò)程的挑戰是巨大的。

金之鈞希望社會(huì )各界能夠關(guān)注這項技術(shù)，參與這項技術(shù)的研發(fā)。他認為，這是中國油氣安全的未來(lái)和希望。

以下為現場(chǎng)實(shí)錄：

金之鈞：

各位來(lái)賓，女士們、先生們：

大家上午好！

很高興有機會(huì )和大家來(lái)分享我個(gè)人和我的團隊對能源科技領(lǐng)域所掌握的一些發(fā)展態(tài)勢以及對未來(lái)能源產(chǎn)生影響的一些科研成果。我講的題目是“科技創(chuàng )新決定未來(lái)能源行業(yè)的態(tài)勢”，實(shí)際上也可以叫“引領(lǐng)”。

在SCIENCE雜志125周年創(chuàng )刊的紀念活動(dòng)中他們提出了在未來(lái)幾十年內人類(lèi)要面對和嚴肅回答的125個(gè)科學(xué)問(wèn)題，其中前25個(gè)就是在這個(gè)表上所羅列的被認為是最最重要的問(wèn)題。第24個(gè)問(wèn)題講的是“什么時(shí)間用什么能源來(lái)替代石油”，我今天的報告要從這里說(shuō)起。

從當前到2050年，油氣是全球最為重要的一次能源類(lèi)型。在2017年全球一次能源當中石油占34.2%，是第一能源，現在我們處在石油時(shí)代，接下來(lái)是煤炭和天然氣，非化石能源占14.8%，數字都標在這里，就不一一念了，2016年的數據大家可以去對比分析，值得一提的是非化石能源，2017年比2016年還降低了0.2個(gè)百分點(diǎn)，其主要原因是由于油價(jià)的下跌對它發(fā)展的抑制作用，大量地用石油。中國的情況是另外一個(gè)圖景，我們是以煤為主的一次能源結構，2017年是占59.1%，石油占20.7%。接下來(lái)是非常規能源，占13.2%，比2016年增長(cháng)0.2個(gè)百分點(diǎn)。天然氣占到7%，所以下一步國家的能源戰略是大力發(fā)展天然氣。

2040年是什么樣的圖景呢？大家可以看到在一次性能源結構當中，石油、天然氣和煤炭仍然是最主力的能源，占76%；非常規，也就是說(shuō)可再生能源從2016年到2040年在能源結構中增長(cháng)了9個(gè)百分點(diǎn)，達到24%，

2050年的圖景有所變化，特別是可再生能源，也就是說(shuō)非化石能源，用過(guò)去可再生能源署的預測，大概占一次性能源結構當中的1/3，實(shí)際上化石能源還是占50%以上，所以這樣的一個(gè)預測應該說(shuō)在目前階段是普遍的行業(yè)的共識。

我們的問(wèn)題是，在未來(lái)需要這么多的油氣，我們的油氣資源能不能滿(mǎn)足人類(lèi)的供應？很長(cháng)時(shí)間內油氣是稀缺的資源，不可再生。有一組數字，左側是到此為止全球一共所發(fā)現的石油和天然氣儲量，可供人類(lèi)持續開(kāi)采50年以上，右側兩列是分別列了未待開(kāi)發(fā)的石油和天然氣量，可供人類(lèi)使用100年以上，特別是我用不同顏色標出來(lái)的頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣，這是我們現在全球都在關(guān)注的一種新型的油氣資源，是我們未來(lái)的希望。

什么叫頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣？這個(gè)剖面圖上下部展示的是深層石油和天然氣的巖層所含的石油和天然氣，就把它叫頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣，最大的不同是巖石致密，像我們用的磨刀石很硬，這個(gè)孔隙放大了一萬(wàn)倍，也就是說(shuō)是納米級的孔隙，從十個(gè)納米到幾百個(gè)納米不等，是有機孔和無(wú)機孔構成的，用常規的石油天然氣的開(kāi)采技術(shù)，無(wú)法把這一類(lèi)石油和天然氣開(kāi)采出來(lái)，必須經(jīng)過(guò)特殊的開(kāi)采技術(shù)，是什么樣的開(kāi)采技術(shù)呢？這一張動(dòng)畫(huà)片展示了主體的頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，打一個(gè)垂直井，再拐個(gè)彎，打水平井，水平井打完之后還要分段把巖石壓碎，就是人工壓裂產(chǎn)生裂縫，所以頁(yè)巖油巖層也可以稱(chēng)之為人工油氣層。在致密巖石當中吸附或存在的游離狀態(tài)存在的頁(yè)巖油和頁(yè)巖氣就可以滲流出來(lái)，可以隨著(zhù)主通道采出來(lái)，這個(gè)技術(shù)是發(fā)源于美國。

由于這樣一個(gè)技術(shù)的成功，大家看到這兩張圖，同時(shí)對美國南部的，美國地質(zhì)調查局的評價(jià)，2008年到2011年資源量增加了43倍，北部的巴肯盆地頁(yè)巖油的評價(jià)從最初到最近的評價(jià)，資源量翻了53倍，所以過(guò)去我們認為油氣是稀缺資源，這樣一個(gè)常識已經(jīng)顛覆了，油氣是非常豐富的。

這是全球的頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣的一張資源評價(jià)和分布圖，中國也在其中，全球有4190億桶頁(yè)巖油資源量和12631桶當量的頁(yè)巖氣的資源量，中國頁(yè)巖油在全球排第三位，頁(yè)巖氣根據美國的評價(jià)排第一位，我們自己的專(zhuān)家并沒(méi)有這么樂(lè )觀(guān)，一會(huì )兒我會(huì )提到這組數據。

中國油氣工業(yè)有怎樣的資源潛力與油氣產(chǎn)量？去年天然氣的產(chǎn)量是1487億立方米，不到1500億立方米，原油的產(chǎn)量是1.92億噸，由于油價(jià)的下跌，我們從2.14億的高峰已經(jīng)有所下降，所以我們的進(jìn)口量在持續增加，對外依存度也在持續增加，石油和天然氣的安全已經(jīng)引起了中央、國務(wù)院的高度重視，這是這三個(gè)表格，列出來(lái)的是我們已經(jīng)探明的石油和天然氣儲量，以及待發(fā)現的石油資源量和天然氣資源量，標有另外顏色的就是中國的頁(yè)巖油資源量和天然氣的資源量，這是我所在的中國石化勘探開(kāi)發(fā)研究院的團隊評價(jià)的。

這張表列出來(lái)的是不同結構對中國頁(yè)巖氣潛力資源的分析和資源量的計算，可以看到目前的認識分歧還很大，所以摸清頁(yè)巖氣的家底對我們還是一項重要的任務(wù)，但是不管怎么說(shuō)，中國頁(yè)巖氣的潛力巨大。我們的目標是到2020年，確保頁(yè)巖氣的產(chǎn)量200億方，到2030年能夠達到800-1000億方，占那個(gè)時(shí)候中國天然氣產(chǎn)量的1/3左右，30%以上。

根據這樣一個(gè)目標，我們面臨著(zhù)巨大的挑戰，中國頁(yè)巖油氣最主要的產(chǎn)地是在四川、重慶一帶，就是我們地質(zhì)上講的四川盆地，以及中國廣大的南方地區，埋深4000-5000米，這個(gè)目的層只有10米到30米的厚度，水平段要打水平井，水平段要打到1500-3000米的深度，再進(jìn)行20-30段的壓裂，要打的準、壓的開(kāi)，產(chǎn)的出、環(huán)保還要有效益，這張圖上最左側的圖就是為了確保地下打的準的地質(zhì)導向和旋轉導向技術(shù)，相當于地下導彈的制導技術(shù)。中間這個(gè)是三千馬力的壓裂車(chē)，在四千、五千米的深度把巖石能夠壓碎，中間這張圖是我們在一個(gè)平臺上所設計的多口井產(chǎn)出的設計模型，為的是提高單井的產(chǎn)量，能夠有效益，最后一張圖在整個(gè)開(kāi)發(fā)當中要確保環(huán)保。

說(shuō)到頁(yè)巖油，我們的資源量也非常豐富，有200億噸，和常規的石油資源量是相當的，目前主要分布在四大盆地，像大慶油田所在的松遼盆地、勝利油田所在的渤海灣盆地、延長(cháng)石油所在的鄂爾多斯盆地，以及新疆油田所在的準噶爾盆地，是我們下一步頁(yè)巖油的主要產(chǎn)出區。目前工作目標是到2020年能夠獲得商業(yè)突破，也就是說(shuō)在油價(jià)60-80美元每桶的情況下我們能夠盈利。2030年能夠達到500-1000萬(wàn)噸，這是我們國家確保兩億噸石油安全紅線(xiàn)的希望所在，但是這一套地層也和美國的地層不一樣，我們主要是在古湖泊環(huán)境下形成的一套陸相地層，黏土含量高，清水壓裂技術(shù)不太適用這套地層。 另外這里形成的原油成熟度低、黏度大、流動(dòng)性差，不容易流動(dòng)，地層的能量也偏弱，所以要實(shí)現這樣一個(gè)頁(yè)巖油的開(kāi)采，地下的加熱技術(shù)或者近臨界水地下原位裂解技術(shù)成為技術(shù)的關(guān)鍵，加熱又分電加熱、流體加熱、輻射加熱、燃燒加熱等等，而在這個(gè)過(guò)程當中我們還要研究固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相共存的情況下，在孔隙和裂縫介質(zhì)相互作用下的滲流機理，這其中還涉及到物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程以及數學(xué)計算和模擬，還包括材料科學(xué)和防腐的工作，整個(gè)的挑戰是巨大的。歡迎社會(huì )各界能夠關(guān)注這項技術(shù)，參與這個(gè)技術(shù)的研發(fā)，這是中國油氣安全的未來(lái)和希望。

對于油氣開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，技術(shù)進(jìn)步是關(guān)鍵：從資源擴張型向降本增效型轉變。我們的油氣資源是豐富的，關(guān)鍵的問(wèn)題是能不能夠給人類(lèi)提供廉價(jià)的油氣，也就是說(shuō)我們石油行業(yè)、天然氣行業(yè)目前的科技正面臨著(zhù)一個(gè)重大的轉折，也就是從以往的資源擴張型的科技進(jìn)步到今后的降本增效型科技的轉折期。左側這張圖統計了自1900年以來(lái)人類(lèi)對油氣的重大發(fā)現，主要是從陸上到海上，從常規地區到極地地區（北極）。從陸上淺層到深層，從海上淺水到深水，科技進(jìn)步是以擴大油氣資源為特征的，例如，剛才講的頁(yè)巖油氣。而未來(lái)的科技特征將是以降本增效、提供廉價(jià)的油氣作為今后科技發(fā)展的重要方向。右側這張圖反映的是美國三年來(lái)頁(yè)巖油開(kāi)發(fā)的成本降低情況，大家可以看到通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，三年的時(shí)間它的成本降低了40%，可以預計的是，通過(guò)進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步，還可以再降低40%。在今天開(kāi)會(huì )之前，網(wǎng)易的領(lǐng)導問(wèn)我說(shuō)未來(lái)的油價(jià)是什么情況，油價(jià)是不可預測或者很難預測的，但是高油價(jià)的時(shí)代我想可能會(huì )中止一個(gè)段落，在今后能看得見(jiàn)的時(shí)間應該以中低油價(jià)時(shí)期為主。

計算機技術(shù)剛才鄔院士作了一個(gè)非常精彩的報告，我們行業(yè)十分關(guān)注著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)、大數據和人工智能技術(shù)的發(fā)展，以及對我們行業(yè)帶來(lái)的推動(dòng)作用，今后十年的時(shí)間，這些技術(shù)會(huì )重塑石油工業(yè)的未來(lái)，會(huì )大大地降低我們的管理成本、生產(chǎn)成本，為人類(lèi)提供更加廉價(jià)的油氣。

能源演進(jìn)過(guò)程當中，人類(lèi)走過(guò)了木炭的時(shí)代、煤炭的時(shí)代、石油的時(shí)代，現在很快要進(jìn)入天然氣的時(shí)代，未來(lái)用什么能源替代石油成為第一能源，我現在回答這個(gè)問(wèn)題，就是大約在2050年前后，天然氣將超過(guò)石油，成為人類(lèi)一次能源結構當中的第一能源，人類(lèi)進(jìn)入天然氣時(shí)代。

現在的清潔能源技術(shù)發(fā)展非常迅速，成本降低得非?？?，在右側這一欄里展示的是近幾年太陽(yáng)能發(fā)電的競標成本報價(jià)，在去年中國歡歡樂(lè )樂(lè )過(guò)春節中，阿聯(lián)酋報出最低價(jià)，每千瓦時(shí)發(fā)電成本1.78美分，右側圖展示的是中國和美國在不同時(shí)代太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、煤炭發(fā)電和天然氣發(fā)電的一個(gè)競爭態(tài)勢，大家可以看到不論是中國還是美國，大概在2030年前后，這幾駕馬車(chē)可以并舉，太陽(yáng)能發(fā)電將具有和煤炭發(fā)電同等的成本競爭優(yōu)勢。

核聚變研發(fā)的路線(xiàn)圖，是李建剛院士提供的，我們參加全球最大的項目叫ITER工程，2020年前后會(huì )在實(shí)驗室建成實(shí)驗堆，2030年前后會(huì )建成工程堆，2050年前后有望實(shí)現商業(yè)化，一旦這個(gè)技術(shù)獲得成功，人類(lèi)核電的資源將取之不盡用之不竭，并且安全可靠，因為它沒(méi)有放射性。

也有科學(xué)家認為氫能是未來(lái)的終極能源，這是世界氫能理事會(huì )所做的2030到2050年的一個(gè)路線(xiàn)圖，到2050年，氫能在能源結構當中的占比將達到18%，減少二氧化碳的排放量將達到60億噸，創(chuàng )造三千萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位和2.5萬(wàn)億美元的收入。這是它在交通行業(yè)、工業(yè)能源、建筑供熱和氫能發(fā)電的一個(gè)路線(xiàn)圖。

原創(chuàng )性的理論和顛覆性的技術(shù)往往是不可預測的：科技進(jìn)步是經(jīng)濟增長(cháng)的主要驅動(dòng)力。剛才各位經(jīng)濟學(xué)家給我們提供了一個(gè)豐富的大餐，我想說(shuō)的是在整個(gè)議論的過(guò)程當中缺少了對科技的關(guān)注，下面這個(gè)圖是油價(jià)這些年來(lái)的波動(dòng)圖，大家知道最大的這一次波動(dòng)是2008年，美國能源危機、經(jīng)濟危機所帶來(lái)的，實(shí)際上那一年我剛好在哈佛商學(xué)院進(jìn)修，美國人的反思是認為科技進(jìn)步?jīng)]有跟上而給經(jīng)濟帶來(lái)的影響。

最后是我的小結，我20分鐘講了幾個(gè)主要的觀(guān)點(diǎn)，我的時(shí)間已經(jīng)到了，不一一重復了，最后感謝各位院士、教授、高工和工程師對我整個(gè)研究工作的支持、知識的分享、資料的提供和最后多媒體的完善，謝謝大家。