頁(yè)巖氣發(fā)展的關(guān)鍵因素

近年來(lái)，我國致密氣和頁(yè)巖氣得到不同程度的發(fā)展。正確分析我國致密氣和頁(yè)巖氣發(fā)展的關(guān)鍵因素，準確把握二者的發(fā)展路線(xiàn)，對我國天然氣的有序開(kāi)發(fā)利用至關(guān)重要。

邱中建：中國工程院院士，我國著(zhù)名石油地質(zhì)勘探專(zhuān)家。他參加了松遼石油勘探、渤海灣盆地和塔里木盆地等石油會(huì )戰，是中國陸相生油理論的杰出踐行者，提出渤海灣復式油氣聚集理論等重大科研成果，為我國發(fā)現和開(kāi)發(fā)建設一系列重要油氣田做出了重要貢獻。

趙文智：石油地質(zhì)學(xué)家，現任中國石油天然氣集團公司勘探技術(shù)專(zhuān)家委員會(huì )副主任、中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司黨委書(shū)記、副總經(jīng)理，教授級高級工程師。

鄧松濤：2008年在北京大學(xué)獲構造地質(zhì)學(xué)博士學(xué)位，現任中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院工程師，從事石油地質(zhì)綜合研究工作。

世界范圍內，致密砂巖氣（簡(jiǎn)稱(chēng)致密氣）和頁(yè)巖氣作為兩種重要的非常規天然氣資源，已經(jīng)逐漸成為天然氣產(chǎn)量的主要增長(cháng)點(diǎn)。近年來(lái)隨著(zhù)我國天然氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，致密氣和頁(yè)巖氣也得到不同程度的發(fā)展。正確分析我國致密氣和頁(yè)巖氣發(fā)展的關(guān)鍵因素，準確把握我國致密氣和頁(yè)巖氣的發(fā)展路線(xiàn)，對我國天然氣的有序開(kāi)發(fā)利用至關(guān)重要，對我國能源結構的持續穩定改善和可持續發(fā)展意義重大。

致密氣發(fā)展的關(guān)鍵因素

1.儲量和產(chǎn)量快速增長(cháng)。我國致密氣早在20世紀60年代在四川盆地就已有發(fā)現，但受認識和技術(shù)限制，發(fā)展較為緩慢。近幾年，我國致密氣地質(zhì)儲量年增3000億m3，產(chǎn)量年增50億m3，呈快速增長(cháng)態(tài)勢。2011年年底，致密氣累計探明地質(zhì)儲量為3.3萬(wàn)億m3，已占全國天然氣總探明地質(zhì)儲量的40%；可采儲量1.8萬(wàn)億m3，約占全國天然氣可采儲量的1/3。2011年致密氣產(chǎn)量達256 億m3，約占全國天然氣總產(chǎn)量的1/4，成為我國天然氣勘探開(kāi)發(fā)中重要的領(lǐng)域。

2.資源潛力很大。資源調查表明，我國致密氣重點(diǎn)分布在鄂爾多斯和四川盆地，其次是塔里木、準噶爾和松遼盆地，約占資源總量的90%。采用類(lèi)比法，初步評估我國致密氣技術(shù)可采資源量為10萬(wàn)億m3左右，目前累計探明率僅18%，加快勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)度，仍具有很大潛力。

3.關(guān)鍵技術(shù)已基本過(guò)關(guān)。近年來(lái)，借鑒世界致密氣開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)，包括直井、叢式井、水平井分段壓裂技術(shù)，我國致密氣開(kāi)發(fā)技術(shù)取得長(cháng)足進(jìn)步。引入市場(chǎng)化機制后，在中國石油天然氣集團公司長(cháng)慶油田主導下，其他油氣田企業(yè)、相關(guān)技術(shù)服務(wù)企業(yè)和大量民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入，大大調動(dòng)了甲、乙方的積極性，科技攻關(guān)不斷取得突破。經(jīng)過(guò)壓裂改造，單井產(chǎn)量達到日產(chǎn)1萬(wàn)m3～2萬(wàn)m3，開(kāi)發(fā)產(chǎn)能迅速提升。以蘇里格中區氣田為例，共投產(chǎn)2681口氣井，平均單井日產(chǎn)量1萬(wàn)m3生產(chǎn)動(dòng)態(tài)表明，單井穩產(chǎn)4年，平均單井累產(chǎn)可達到2300萬(wàn)m3。2011年蘇里格氣田產(chǎn)量達到121億m3，儲量動(dòng)用程度逐步提高?？傮w而言，有序監控下的市場(chǎng)化機制促使我國致密氣開(kāi)采效果有突破性進(jìn)展。

4.全面動(dòng)用致密氣地質(zhì)儲量的能力較差。我國致密氣具有大面積分布的特點(diǎn)，但由于當前的天然氣價(jià)格未到位，我國全面動(dòng)用致密氣的能力還較差。以蘇里格地區為例，按照直井單井產(chǎn)量劃分，大于2萬(wàn)m3/d的為I類(lèi)氣，1萬(wàn)～2萬(wàn)m3/d的為Ⅱ類(lèi)氣（包括1萬(wàn)m3/d），0.5萬(wàn)～1萬(wàn)m3/d的為Ⅲ類(lèi)氣，小于0.5萬(wàn)m3/d的為表外氣。前三類(lèi)氣的儲量占到60%，第四類(lèi)氣的儲量達到40%

目前，蘇里格地區主要動(dòng)用的是I類(lèi)氣和Ⅱ類(lèi)氣的一部分。Ⅲ類(lèi)氣和表外氣的儲量基本沒(méi)有動(dòng)用，主要原因是在現行天然氣價(jià)格體系下，開(kāi)發(fā)成本偏高，產(chǎn)出投入比較小，經(jīng)濟效益很差，甚至虧損。[page]

中國工程院、國土資源部、國家能源局、中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司、中國海洋石油總公司等單位均就頁(yè)巖氣開(kāi)展了相關(guān)工作。普遍認為，我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)尚處于起步階段，目前已成立國家級頁(yè)巖氣實(shí)驗中心和若干國家級試驗區，進(jìn)行攻關(guān)試驗?？傮w而言，我國頁(yè)巖氣已引起足夠的重視，具備大力發(fā)展的輿論和社會(huì )環(huán)境。

1.我國暗色頁(yè)巖沉積規模很大。我國暗色頁(yè)巖沉積規模很大，主要體現在三個(gè)方面。一是面積大。在我國西部塔里木盆地、鄂爾多斯盆地、柴達木盆地、吐哈盆地、準噶爾盆地、羌塘盆地，東部渤海灣盆地、松遼盆地和南方大部分盆地均有暗色頁(yè)巖分布。二是類(lèi)型多。柴達木盆地、吐哈盆地、準噶爾盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地和松遼盆地為陸相和海陸過(guò)渡相頁(yè)巖，塔里木盆地、南方盆地和羌塘盆地主要為海相頁(yè)巖。三是厚度大。我國各主要沉積盆地烴源巖累計厚度均達數百米以上，這些烴源巖具備富氣頁(yè)巖基本特征。采用類(lèi)比法評價(jià)表明，我國頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為10萬(wàn)億m3左右。其中，我國穩定區海相頁(yè)巖氣資源量達7.5萬(wàn)億m3。這一資源量評估較為保守，隨著(zhù)勘探程度的增加，資源量可能還會(huì )增大。但從可靠程度來(lái)看，美國頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為18萬(wàn)億m3，有約10萬(wàn)口頁(yè)巖氣井的資料支撐。我國頁(yè)巖氣資源量可靠性顯然較差，不確定性因素較多。即使與我國致密氣可采資源量相比，因為我國有大量的致密氣井，有規?；牟蓺鈪^，致密氣可采資源量也比頁(yè)巖氣可采資源量相對可靠一些。

2.我國海相頁(yè)巖氣特征。我國海相頁(yè)巖產(chǎn)氣層位主要以古生界較老巖層為主，普遍具有埋藏深度大、成熟度高、含氣性偏低、資源豐度偏低的特點(diǎn)。此外，我國海相頁(yè)巖大部分比較破碎，部分頁(yè)巖已出露地表，保存條件較差。

3.我國陸相頁(yè)巖與海陸過(guò)渡相頁(yè)巖的潛力。我國海陸過(guò)渡相頁(yè)巖分布范圍也較大，主要為華北地區，鄂爾多斯、準噶爾、塔里木等盆地的石炭二疊系地層所分布的厚層頁(yè)巖。這些頁(yè)巖均經(jīng)歷了較長(cháng)的地質(zhì)演化，受后期改造影響較大。以鄂爾多斯盆地為例，海陸過(guò)渡相烴源巖對致密氣形成貢獻很大，如考慮滯留烴源巖內部的天然氣，鄂爾多斯盆地海陸過(guò)渡相頁(yè)巖氣資源量將相當大。我國陸相頁(yè)巖主要是中新生代厚層烴源巖，在各中新生代沉積盆地中均有分布。由于這類(lèi)頁(yè)巖形成時(shí)間較晚，熱演化程度低，大部分在凹陷中心部分達到生氣門(mén)限。在一些熱演化程度較高的盆地，如四川盆地，陸相頁(yè)巖也可大量生烴。目前，我國對海陸過(guò)渡相和陸相頁(yè)巖的研究也已經(jīng)開(kāi)始起步，并有重要發(fā)現。濟陽(yáng)凹陷、泌陽(yáng)凹陷等地區的陸相頁(yè)巖油的試驗，四川地區侏羅系、三疊系的陸相頁(yè)巖氣和致密油試驗均取得很好效果，顯示了很好的潛力和前景。

4.我國頁(yè)巖氣經(jīng)濟規模開(kāi)發(fā)需要大力開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)目前處于起步階段，面臨的問(wèn)題很多。當務(wù)之急是根據我國頁(yè)巖特征，在借鑒國外成熟技術(shù)基礎上，開(kāi)辟相當數量的先導試驗區，大力開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，盡快實(shí)現頁(yè)巖氣經(jīng)濟規模開(kāi)發(fā)。要在不同的試驗區進(jìn)行有針對性的技術(shù)攻關(guān)，取得成效后盡快推廣。我國南方海相頁(yè)巖地區大部分地形崎嶇陡峭，大規模壓裂施工難度很大。另外，有些地區嚴重缺水。中新生代陸相頁(yè)巖和海陸過(guò)渡相煤系地層中黏土礦物含量較高，也嚴重考驗水力壓裂。因此，我國頁(yè)巖氣的經(jīng)濟規模開(kāi)發(fā)，要立足于自身特點(diǎn)，根據地面、地下的特征，創(chuàng )新性地進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，取得實(shí)效。[page]

致密氣發(fā)展路線(xiàn)

致密氣現實(shí)性最好，是發(fā)展非常規天然氣的領(lǐng)頭羊，具備優(yōu)先加快發(fā)展的條件，應盡快形成規模產(chǎn)量。

1.以鄂爾多斯、四川、塔里木等盆地作為重點(diǎn)，加快致密氣探明儲量和增加產(chǎn)量的步伐。 鄂爾多斯盆地上古生界致密氣探明儲量和產(chǎn)量逐年大幅增加，是致密氣快速發(fā)展的基礎和保障。川中地區須家河組氣藏分布較為復雜，2006—2011年累計探明儲量近6000億m3，但2011年產(chǎn)量?jì)H15億m3，若加快增產(chǎn)步伐，有望成為致密氣產(chǎn)量的重要增長(cháng)。塔里木盆地庫車(chē)地區深層白堊系致密氣資源潛力大，是增儲上產(chǎn)的重要地區。同時(shí)，庫車(chē)地區侏羅系致密氣資源近期也有大的突破，應積極勘探。另外，塔里木盆地東部志留系致密砂巖普遍含有大量的天然氣，并有工業(yè)氣井，是一個(gè)不可忽視的地區。

2.把火山巖天然氣納入致密氣范圍，加快發(fā)展準噶爾及松遼盆地的火山巖天然氣及致密氣。準噶爾盆地侏羅系致密氣資源潛力豐富，具有5000億m3規模的可采資源量，最近幾年還在準噶爾盆地的東部火山巖中發(fā)現大量的天然氣。以克拉美麗火山巖氣田為例，儲層滲透率都很低，應當歸屬致密氣的范疇。松遼盆地白堊系致密氣具有1萬(wàn)億m3規模的可采資源量。同時(shí)，在松遼盆地的北部和南部，徐家圍子及長(cháng)嶺地區發(fā)現大量火山巖天然氣，巖性也非常致密，應納入致密氣的范疇共同加快發(fā)展。

3.積極勘探開(kāi)發(fā)吐哈、渤海灣和柴達木盆地的致密氣。吐哈、渤海灣和柴達木盆地的致密氣勘探開(kāi)發(fā)應積極進(jìn)行，爭取緊跟鄂爾多斯、四川、塔里木等主要致密氣區的勘探開(kāi)發(fā)，盡快實(shí)現規模上產(chǎn)。

4.政策扶持。我國致密氣完全動(dòng)用難度很大，主要原因是關(guān)鍵技術(shù)尚需進(jìn)一步攻關(guān)，對于難以動(dòng)用的儲量，高投入產(chǎn)生的高成本與氣價(jià)不匹配，完全沒(méi)有經(jīng)濟效益。因此，在科技攻關(guān)的同時(shí)，需要國家政策扶持，盡快推動(dòng)氣價(jià)改革到位，使致密氣儲量盡可能多地動(dòng)用起來(lái)。此外，國家應通過(guò)優(yōu)惠政策扶持來(lái)促進(jìn)科技攻關(guān)。如科技攻關(guān)相關(guān)進(jìn)口儀器的稅收優(yōu)惠、將前期研究和勘探費用沖抵部分上繳稅費、免交探礦權和采礦權使用費、適當減免企業(yè)所得稅、對新技術(shù)和新工藝的研發(fā)費用參照煤層氣稅費優(yōu)惠政策等。[page]

頁(yè)巖氣發(fā)展路線(xiàn)

頁(yè)巖氣發(fā)展前途光明，但需要踏實(shí)工作，盡快實(shí)現頁(yè)巖氣經(jīng)濟規模開(kāi)發(fā)。

1．以四川及附近地區海相頁(yè)巖為重點(diǎn)，開(kāi)拓若干先導試驗區，大力進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，是第一要務(wù)。四川盆地及附近地區海相頁(yè)巖與美國海相頁(yè)巖具有較好的可比性，應作為重點(diǎn)地區開(kāi)展頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的先導試驗。一方面檢驗美國成熟技術(shù)在我國的適用程度，另一方面對關(guān)鍵技術(shù)、管理模式、經(jīng)營(yíng)方式等進(jìn)行全方位的試驗，使盡快實(shí)現經(jīng)濟規模開(kāi)發(fā)成為可能。

2.加快頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，需要市場(chǎng)化機制。加快我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，需要調動(dòng)各方積極因素。美國頁(yè)巖氣大發(fā)展的經(jīng)驗表明，中小企業(yè)是開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的主力軍。目前，國家設立頁(yè)巖氣為獨立礦種，享有單獨礦權，允許民營(yíng)資本進(jìn)入，對頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)是一大積極因素。市場(chǎng)化以后，人才非常重要，可考慮直接從國外引進(jìn)和自身培養相結合的方式，盡快完成人才隊伍的建設。此外，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)化機制要進(jìn)行有效地管理，要有監督、進(jìn)入和退出機制，總結煤炭、稀土等資源型行業(yè)市場(chǎng)化以后的經(jīng)驗和教訓，保證市場(chǎng)化機制的高效、有序、健康運行。

3.政策扶持。我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)能否開(kāi)局良好和健康發(fā)展，政策扶持非常重要。對我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的政策扶持應注重三個(gè)方面。一是價(jià)格補貼。國家應盡快推動(dòng)并落實(shí)天然氣價(jià)格改革方案，同時(shí)，對于頁(yè)巖氣在市場(chǎng)定價(jià)基礎上，再給予一定的政策補貼。二是稅費減免。頁(yè)巖氣實(shí)現規模開(kāi)發(fā)以前，將前期研究和勘探費用沖抵部分上繳稅費，免交探礦權和采礦權使用費。頁(yè)巖氣規模開(kāi)發(fā)出現盈利后，前若干年免征企業(yè)所得稅，對增值稅實(shí)施先征后返或即征即返，頁(yè)巖氣新技術(shù)、新工藝研發(fā)費參照煤層氣稅費優(yōu)惠政策。三是設立國家重大科技專(zhuān)項，推動(dòng)頁(yè)巖氣工程技術(shù)與設備配套發(fā)展。[page]

致密氣和頁(yè)巖氣的發(fā)展前景

美國非常規天然氣發(fā)展的經(jīng)驗證明，致密氣和頁(yè)巖氣是非常規天然氣的兩個(gè)最重要的增長(cháng)極。我國致密氣關(guān)鍵技術(shù)已基本過(guò)關(guān)，部分地區致密氣已建成規模產(chǎn)能，應加快發(fā)展。頁(yè)巖氣處于起步階段，正在加緊試驗和技術(shù)攻關(guān)，若攻關(guān)順利，在未來(lái)20年將形成規模產(chǎn)能。

1.我國致密氣發(fā)展三步走設想。 我國致密氣已經(jīng)建成規模產(chǎn)能，應分步實(shí)施，加快發(fā)展。第一步，“十二五”期間加快鄂爾多斯、四川、塔里木三大氣區的上產(chǎn)步伐，同時(shí)全面加強準噶爾、松遼、吐哈、渤海灣和柴達木等盆地致密氣勘探，落實(shí)可利用資源，發(fā)展完善勘探開(kāi)發(fā)配套技術(shù)，2015年全國致密氣產(chǎn)量達到500億m3。第二步，“十三五”期間在主要盆地全面實(shí)現致密氣大規模開(kāi)發(fā)利用，形成系統配套、高效、低成本的技術(shù)體系，進(jìn)入產(chǎn)量增長(cháng)高峰，2020年致密氣產(chǎn)量達到800億m3。第三步，2020 年以后致密氣產(chǎn)量穩定增長(cháng)，2030年產(chǎn)量達到1000億m3。

2.我國頁(yè)巖氣發(fā)展三步走設想。我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)利用處于起步階段，由于能源供需缺口的增大，決定了我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)必須加快進(jìn)行，應按照三步走的模式來(lái)發(fā)展。第一步，“十二五”期間以四川盆地海相頁(yè)巖氣為重點(diǎn)，開(kāi)辟若干先導試驗區，初步形成適合我國特點(diǎn)的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和經(jīng)濟有效開(kāi)發(fā)方式，同時(shí)加強全國頁(yè)巖氣資源落實(shí)和有利區優(yōu)選，2015年形成10億m3左右頁(yè)巖氣工業(yè)產(chǎn)量。第二步，“十三五”期間全面突破南方海相頁(yè)巖氣，落實(shí)頁(yè)巖氣核心開(kāi)發(fā)區，形成先進(jìn)適用的勘探開(kāi)發(fā)配套技術(shù)與裝備，實(shí)現頁(yè)巖氣規模開(kāi)發(fā)利用的起步，并探索陸相和海陸過(guò)渡相頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)，2020 年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達到100億m3。第三步，2020 年以后形成高效、低成本、環(huán)境友好的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)配套技術(shù)，產(chǎn)量快速增長(cháng)。保守估計，2030年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達到600億m3左右。

發(fā)展致密氣和頁(yè)巖氣的戰略意義

2011年我國一次能源消費總量34.8億噸標準煤當量，煤炭占總消費量的70%。天然氣的消費量1185億m3，折合約1.58億噸標準煤當量，僅占總消費量的4.5%。我國致密氣、頁(yè)巖氣和煤層氣等非常規氣資源非常豐富。如果政策引導得好，通過(guò)常規氣和非常規氣并重加快發(fā)展，到2020年，我國天然氣年總產(chǎn)量有望達到2300億m3。其中，常規氣1100億m3，非常規氣可快速增長(cháng)至1200億m3（包括致密氣800億m3，煤層氣300億m3，頁(yè)巖氣100億m3），占國產(chǎn)天然氣總量的52 %，成為國產(chǎn)天然氣的主體。

從消費情況來(lái)看，2020年進(jìn)口天然氣約1500億m3，消費總量約3800億m3。若按我國2020年一次能源消費總量43億噸標準煤當量計算，天然氣在一次能源消費結構中比重有望超過(guò)10%，成為真正的支柱性能源產(chǎn)業(yè)。繼續發(fā)展，2030年左右，預計我國常規和非常規天然氣合計年產(chǎn)量有望達到3800億m3，其中非常規氣可達2300億m3（致密氣1000億m3、煤層氣700億m3、頁(yè)巖氣600億m3），占國產(chǎn)天然氣總量的61%。加上進(jìn)口氣2500億m3，總消費量約為6300億m3。按2030 年我國一次能源消費總量52億噸標準煤當量計算，天然氣在一次能源消費結構中比例有望突破15%。若保持石油消費比重基本不變，加上核能、水能及其他可再生能源的發(fā)展，煤炭在我國一次能源消費結構中的比重將明顯下降，我國能源結構將發(fā)生重大改變。

從生產(chǎn)角度看，按照上述產(chǎn)能，以2020年我國自產(chǎn)能源折合36億噸標準煤當量計算，天然氣在一次能源產(chǎn)量中的比重將占到7.8%，2030年按照自產(chǎn)能源折合43億噸標準煤當量計算，天然氣在一次能源產(chǎn)量中的比重將突破10%。