川頁(yè)巖氣儲量豐富 成都建頁(yè)巖氣裝備基地

近10個(gè)月來(lái)，四川威遠縣新場(chǎng)鎮老場(chǎng)村2800多米深的地下，縱橫交錯的管道和機器不斷收集著(zhù)一種被稱(chēng)為頁(yè)巖氣的非常規天然氣。這個(gè)垂直挖了2823米又水平挖了1079米的頁(yè)巖氣井，被命名為威201-H1井，是中國第一口頁(yè)巖氣水平井。

距這口頁(yè)巖氣井約200余公里的成都市新都區，正在為蓬勃興起的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，并已開(kāi)建一個(gè)至少百億元年產(chǎn)值的裝備研發(fā)制造及服務(wù)基地。因為頁(yè)巖氣多蘊藏在地下數千米的巖層中，是名副其實(shí)的石頭縫中的天然氣，其開(kāi)發(fā)需要新的技術(shù)和設備支撐。

“要在幾千米地下把巖石壓裂開(kāi)，需要打水平井，才能把其中更多的頁(yè)巖氣匯集，再開(kāi)采上來(lái)。”西南石油大學(xué)教授張鵬說(shuō)，水平鉆井和壓裂技術(shù)因此成為開(kāi)采頁(yè)巖氣的兩個(gè)關(guān)鍵，目前成都市新都區和西南石油大學(xué)等有關(guān)方面正在合作，新都頁(yè)巖氣能源裝備研發(fā)制造及技術(shù)服務(wù)基地已開(kāi)建，未來(lái)更多的頁(yè)巖氣開(kāi)采設備有望是“成都造”。

數千米地下 石頭縫中藏天然氣

頁(yè)巖氣與目前廣泛使用的天然氣一樣，主要成分都是甲烷。它們多是數百萬(wàn)甚至上億年前，古生物死亡后的有機質(zhì)，經(jīng)過(guò)復雜的物理化學(xué)過(guò)程后形成的。不同的是，常規的天然氣成規模地蘊藏在氣田中。而頁(yè)巖氣則以吸附或游離狀態(tài)，存在于地下數千米處的頁(yè)巖層中。

頁(yè)巖是由粒徑小于0.0039毫米的細粒碎屑、黏土、有機質(zhì)等組成，具頁(yè)狀或薄片狀層理、易碎裂的一類(lèi)沉積巖。由于頁(yè)巖氣的特殊性，中國已將其作為區別于煤、石油和天然氣的獨立礦種。

早在1821年，美國東部泥盆系頁(yè)巖中便鉆成了第1口頁(yè)巖氣井。不過(guò)，人類(lèi)對頁(yè)巖氣的勘探和開(kāi)發(fā)，直到1980年代才在美國取得關(guān)鍵技術(shù)的突破，進(jìn)入21世紀才開(kāi)始大規模開(kāi)發(fā)。目前，美國和加拿大等國家開(kāi)采頁(yè)巖氣的技術(shù)已較成熟，但中國尚處于起步階段。

據美國能源署2011年對32個(gè)國家的48個(gè)盆地首次進(jìn)行的頁(yè)巖氣技術(shù)可采量評估，這些地區頁(yè)巖氣總儲量達187.5萬(wàn)億立方米。其中，中國頁(yè)巖氣技術(shù)可采儲量達36.1萬(wàn)億立方米，位居世界第一。

多份研究資料稱(chēng)，四川頁(yè)巖氣儲量居全國第一位。有專(zhuān)家預測，僅四川內江威遠地區的九老洞頁(yè)巖和瀘州地區下志留統龍馬溪頁(yè)巖的資源潛力，就有6.8萬(wàn)億至8.4萬(wàn)億立方米，相當于盆地常規天然氣資源總量。

鉆石取氣 全球興起頁(yè)巖氣革命

由于頁(yè)巖氣“躲”在地下數千米的巖層中，要開(kāi)采就需要打井到幾千米的地下，把儲存頁(yè)巖氣的頁(yè)巖層壓裂開(kāi)，讓儲存其中的頁(yè)巖氣匯集，最終收集并輸送到地面。

與常規氣田中的天然氣不同，頁(yè)巖氣在頁(yè)巖中并不能遠距離大規模的流動(dòng)，如果只垂直挖一口井到地下，將只有該井附近少量的氣體溢出，開(kāi)采出來(lái)的頁(yè)巖氣將非常有限。要大規模開(kāi)采，需要打很多井，同時(shí)還需要打水平井———垂直打到幾千米后，再向水平方向掘進(jìn)，保證更多的氣能匯集。

西南石油大學(xué)教授張鵬預計，開(kāi)采頁(yè)巖氣所需井的密度，大約是常規天然氣開(kāi)采井密度的10倍以上，才能滿(mǎn)足正常開(kāi)發(fā)需求。不僅如此，頁(yè)巖氣開(kāi)采需要將頁(yè)巖層壓裂釋放出氣體實(shí)現開(kāi)采，是在石頭縫中鉆井取氣，其鉆井的難度遠遠超過(guò)普通天然氣井。

“要在幾千米地下壓裂頁(yè)巖層，至少需要100多個(gè)兆帕的壓力，有時(shí)達到兩三百兆帕才能壓裂開(kāi)。”張鵬介紹說(shuō)，1兆帕相當于9.8個(gè)大氣壓，兩百兆帕相當于近2000個(gè)大氣壓。對巖層的壓裂，是用以泥漿為主的液體即壓裂液注入井下，再采用專(zhuān)業(yè)技術(shù)將巖層壓裂開(kāi)。

盡管在幾千米地下巖層中開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的難度和成本，都遠遠高于常規天然氣的開(kāi)采，但在能源緊張的背景和技術(shù)逐漸成熟的推動(dòng)下，一場(chǎng)被稱(chēng)為“頁(yè)巖氣革命”的開(kāi)發(fā)活動(dòng)正在全球興起。

至2009年底，北美已發(fā)現頁(yè)巖氣盆地30個(gè)，開(kāi)發(fā)井50000余口。2011年，美國頁(yè)巖氣產(chǎn)量達1800億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的34%，改變了美國天然氣供應格局。

成都開(kāi)建頁(yè)巖氣裝備制造基地

“根據西南石油大學(xué)的研究，四川頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)將帶來(lái)巨大商機，上下游產(chǎn)業(yè)在2015年到2020年間，每年將帶來(lái)至少萬(wàn)億元以上的產(chǎn)值。”成都市新都區投資促進(jìn)局局長(cháng)張謹用手比劃著(zhù)產(chǎn)業(yè)蛋糕之大。

因有能源裝備制造基礎和西南石油大學(xué)的技術(shù)支撐，張謹對新都的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常樂(lè )觀(guān)。目前，斯倫貝謝、哈里伯頓、威德福已與新都展開(kāi)合作，意味著(zhù)全球油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的四大巨頭已有三個(gè)落子新都。新都工業(yè)區已聚集了20多家石油裝備企業(yè)，該區也已規劃2000畝土地作為頁(yè)巖氣裝備研發(fā)制造及技術(shù)服務(wù)基地，其中600畝左右的起步區已開(kāi)建。這個(gè)基地將包括三大板塊，其一為研發(fā)基地，其二為孵化園，其三為裝備制造及技術(shù)服務(wù)。張謹稱(chēng)，基地預計五年內年產(chǎn)值將達百億元以上。

與此同時(shí)，位于新都區的西南石油大學(xué)正與貝克休斯公司、廣漢宏華公司一起，籌劃在四川共建四川頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)研究院。屆時(shí)，四川頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)將獲得強有力的技術(shù)支撐，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也有望進(jìn)入快車(chē)道。

中國頁(yè)巖氣開(kāi)采節點(diǎn)

2008年，中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院在四川長(cháng)寧地區鉆探中國第一口頁(yè)巖氣地質(zhì)井———長(cháng)芯1井。

2009年，中國石油在四川威遠-長(cháng)寧、富順-永川等地區啟動(dòng)了首批頁(yè)巖氣工業(yè)化試驗區建設。

2010年，中國石油鉆探的四川盆地威201井在寒武系、志留系頁(yè)巖中獲工業(yè)氣流，實(shí)現中國頁(yè)巖氣首次工業(yè)化突破。

2012年3月，中國第一口頁(yè)巖氣水平井“威201-H1井”，在四川威遠縣完井，標志著(zhù)中國初步掌握水平井技術(shù)。

同月，中國第一部頁(yè)巖氣五年規劃《頁(yè)巖氣發(fā)展規劃（2011-2015）》發(fā)布。