非常規能源崛起頁(yè)巖氣的無(wú)國界行動(dòng)

根據《上海證券報》報道顯示，美國得克薩斯州Grapevine市的郊區，有個(gè)令人意想不到的知名度極高之地—一個(gè)鉆井點(diǎn)。

這里并非旅游景點(diǎn)，卻成為游客們爭相拜訪(fǎng)的“圣地”。一切源于切薩皮克能源公司在那里成立了一座學(xué)習中心，游客可以就近參觀(guān)這里的天然氣鉆探操作。“鉆井一日游”就此風(fēng)靡。

如此風(fēng)尚源于人們對能源神秘世界的好奇心，而頁(yè)巖氣正是這個(gè)世界里最具有吸引力的主角。

有一段時(shí)間，美國能源進(jìn)口依賴(lài)度的增加，常常被視為衰落的最有力證據。不過(guò)，頁(yè)巖氣革命改變了一切。

今天，石化巨頭們開(kāi)始相信，能源業(yè)的未來(lái)在美國。蒸蒸日上的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)，不僅直接影響了美國能源市場(chǎng)格局，還使許多高能耗重化工業(yè)的命運發(fā)生逆轉。

十年前，人們還陷于對石油危機及發(fā)展生質(zhì)燃油等問(wèn)題的焦慮中，但近十年的無(wú)國界頁(yè)巖氣行動(dòng)，卻使全球能源版圖迎來(lái)了一場(chǎng)曠世變革。

在目睹了中東地區數十年間飽經(jīng)各種戰爭、制裁與動(dòng)蕩后，油氣生產(chǎn)商開(kāi)始改變方向，試圖降低對該地區的依賴(lài)。

一場(chǎng)聲勢浩大的無(wú)國界行動(dòng)粉墨登場(chǎng)?；A是神秘的沉積巖，摻和一些特殊的化學(xué)藥劑，再加上一點(diǎn)石英顆粒，諸多元素完美融合，催生了這個(gè)時(shí)代最重要的商業(yè)故事主角之一—頁(yè)巖氣。

從上下游極其細分的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，到美國能源市場(chǎng)格局的面目一新，再到全球能源版圖的曠世變革，蒸蒸日上的頁(yè)巖氣，改變了一切。

與此同時(shí)，這種神奇的力量正在“東渡”，中國企業(yè)躍躍欲試。未來(lái)，隨著(zhù)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)嫁接金融創(chuàng )新，以及礦權交易等市場(chǎng)化步伐加快，我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)也將全面開(kāi)花。

頁(yè)巖寶藏非常規能源崛起

頁(yè)巖氣，近十年來(lái)最具有吸引力的新興能源之一。傳統天然氣由遠古生物經(jīng)過(guò)長(cháng)年分解而成，但頁(yè)巖氣等非常規天然氣，存在于油頁(yè)巖層、煤層與砂巖層等較深地層。

頁(yè)巖是一種層狀的松脆沉積巖，它具有堅硬且易于呈薄片狀剝離的性質(zhì)，在頁(yè)巖的極小空隙中儲藏著(zhù)天然氣及原油。和那些只要從地面向氣層鉆井，就會(huì )自動(dòng)從地下噴出來(lái)的常規天然氣不同，稀薄且分布廣泛的非常規天然氣必須采取特殊的挖掘方法，才能從地下開(kāi)采出來(lái)。

有業(yè)內人士形容，傳統開(kāi)采油氣如同在“靜脈中抽血”，因為巖層縫隙大，易開(kāi)采，但開(kāi)采頁(yè)巖氣則如同在“微血管抽血”。

并且由于開(kāi)采成本較高，這種能源一度被稱(chēng)為“無(wú)法開(kāi)采的燃氣”。

隨著(zhù)上世紀八十年代開(kāi)始的技術(shù)革新，人們首先實(shí)現了頁(yè)巖氣的高效開(kāi)采。此后，以開(kāi)采頁(yè)巖氣及頁(yè)巖油為目的的舉措迅速增多。

要如何把頁(yè)巖中的油氣“逼出來(lái)”，是整個(gè)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的最核心技術(shù)。美國目前主要應用的開(kāi)采技術(shù)有水平井加多段壓裂、清水壓裂及同步壓裂等。

其中，最為廣為人知的是美國人稍早發(fā)明的水力壓裂開(kāi)采技術(shù)：將摻有化學(xué)藥劑的水用高壓泵注入地下頁(yè)巖層，能夠讓天然氣井附近的頁(yè)巖層產(chǎn)生裂縫，之后用高壓將含有石英顆粒和化學(xué)成份的水注入鉆孔中。水壓給頁(yè)巖造成了許多小裂隙，而石英顆粒進(jìn)入孔隙使其不能閉合。以此將天然氣擠壓出來(lái)，使其流入氣井。

這些頁(yè)巖氣有時(shí)很快就能到達地表。但如果頁(yè)巖過(guò)于致密，其到達地表的過(guò)程甚至可能超過(guò)一年。

技術(shù)東渡中國企業(yè)躍躍欲試

相比北美地區數十年的開(kāi)采歷史，中國直到2005年前后才逐步有了頁(yè)巖氣概念，2008至2009開(kāi)始實(shí)質(zhì)工作。國內第一口頁(yè)巖氣水平井威201-H1井于2009年12月開(kāi)鉆，僅5年歷史。

美國打了幾萬(wàn)口井，形成了成熟的體系，而中國才打了兩三百口井，經(jīng)驗、技術(shù)、裝備尚未完全成熟。盡管如此，國內企業(yè)仍在努力嘗試。中國石化(600028,股吧)[1.47%資金研報]上個(gè)月宣布，國土資源部油氣儲量評審辦公室組織專(zhuān)家組評審認定，涪陵頁(yè)巖氣田是典型的優(yōu)質(zhì)海相頁(yè)巖氣，新增探明地質(zhì)儲量1067.5億立方米。這標志著(zhù)中國首個(gè)大型頁(yè)巖氣田正式誕生，拉開(kāi)了中國頁(yè)巖氣商業(yè)開(kāi)發(fā)的序幕。

中石化石油工程技術(shù)研究院戰略規劃研究所副所長(cháng)王敏生向上證報記者介紹，初期中國頁(yè)巖氣開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)如水平井壓裂等都是向國外學(xué)習，“美國經(jīng)驗豐富，借鑒比另起爐灶起點(diǎn)高”。然而由于我國地質(zhì)條件復雜，頁(yè)巖儲層比美國深，技術(shù)引進(jìn)后需要結合實(shí)際進(jìn)行改進(jìn)。

他進(jìn)一步說(shuō)，未來(lái)主要是提高效率和降低成本兩大方向的技術(shù)攻關(guān)，依靠井工廠(chǎng)連續作業(yè)、連續生產(chǎn)的模式實(shí)現，“即在同一個(gè)小范圍內打很多口井，幾口井同時(shí)鉆井、壓裂、生產(chǎn)，進(jìn)行重復、批量化作業(yè)，包括重復利用鉆井液、施工車(chē)輛等”，這樣可以降低設備搬運、人力等待和水資源等成本，此外同步壓裂形成的裂縫網(wǎng)絡(luò )大大提高了頁(yè)巖氣井的產(chǎn)能和最終采收率。

“井工廠(chǎng)”的概念最早來(lái)自于加拿大能源公司，目前國內設備商也陸續開(kāi)發(fā)了成套的“井工廠(chǎng)”解決方案。關(guān)鍵技術(shù)包括井場(chǎng)部署、批量化作業(yè)、特種作業(yè)鉆機、井眼軌跡控制技術(shù)、同步壓裂技術(shù)、裂縫監測技術(shù)、鉆井液循環(huán)利用和壓裂液回收利用等。

“下一步開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣能不能成功，經(jīng)濟性是關(guān)鍵因素之一。其中很重要的一條就是我們的裝備，能不能使我們開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的成本能夠往下走，除了鉆機以外，就是壓裂，單靠進(jìn)口成本是比較高的，因此要實(shí)現國產(chǎn)化。”中國石油(601857,股吧)[0.25%資金研報]石化設備工業(yè)協(xié)會(huì )首席顧問(wèn)趙志明指出。

令人欣慰的是，包括中石化下屬的江漢四機廠(chǎng)、杰瑞、科瑞以及寶雞的民營(yíng)企業(yè)等都在不斷開(kāi)發(fā)國產(chǎn)新設備。

民營(yíng)油氣設備龍頭杰瑞股份(002353,股吧)[-1.93%資金研報]去年10月發(fā)布了“小井場(chǎng)大作業(yè)”成套頁(yè)巖氣壓裂解決方案，這是目前世界首套針對復雜地理條件下頁(yè)巖氣開(kāi)采的解決方案。目前在國內應用的世界最大功率3100型壓裂車(chē)已在川慶地區進(jìn)行連續作業(yè)，240桶閉式混砂車(chē)、壓裂全自動(dòng)混配車(chē)等都在新疆油田得到應用，效率和產(chǎn)量較常規設備提升50%以上。此外，公司今年3月推出了中國第一臺渦輪壓裂車(chē)，最高功率達4500水馬力。使中國成為繼美國、俄羅斯之后，第三個(gè)擁有渦輪壓裂裝備的國家。

另一家民營(yíng)鉆機龍頭、港股上市公司宏華集團[-5.09%]今年3月亦發(fā)布了“一體化”全新頁(yè)巖氣整體解決方案，徹底改變了原有頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中的柴油驅動(dòng)模式，設計了“以氣打氣，氣電結合”的驅動(dòng)設備，即用燃氣發(fā)動(dòng)機取代了傳統的柴油發(fā)動(dòng)機，利用自身生產(chǎn)出的頁(yè)巖氣驅動(dòng)井場(chǎng)鉆采設備。并在頁(yè)巖氣井場(chǎng)建立變電站及輸電電網(wǎng)，以頁(yè)巖氣發(fā)電結合頁(yè)巖氣自身驅動(dòng)。同時(shí)，配備6000馬力壓裂泵、6套柔性水罐，其獨有的水罐是傳統水罐4倍容積，僅用1/4占地面積，可折疊移運。據悉，運用該套解決方案，可減少開(kāi)采占地面積50%-65%，節省10%鉆井成本，減少每口井二氧化碳排放量226噸。

業(yè)內人士分析，隨著(zhù)國內裝備制造能力進(jìn)步，頁(yè)巖氣井工廠(chǎng)作業(yè)、水平井分段壓裂等關(guān)鍵技術(shù)重新組合應用，國內頁(yè)巖氣打井單井成本已經(jīng)從初期1億多降到7、8千萬(wàn)，規模開(kāi)發(fā)后還有繼續下降空間。未來(lái)隨著(zhù)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)金融創(chuàng )新，礦權交易等市場(chǎng)化放開(kāi)，我國頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)將從先導試驗區、南方海相頁(yè)巖突破逐步過(guò)渡到陸相頁(yè)巖全面開(kāi)發(fā)。

挖掘“金礦”衍生品中大有文章

頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)已經(jīng)在全球多個(gè)國家掀起熱潮，形成客觀(guān)的市場(chǎng)前景。據研究公司Grand View本周發(fā)布的數據預測，全球頁(yè)巖氣市場(chǎng)規模有望在2020年達到670.2億美元。而頁(yè)巖氣產(chǎn)量有望在2014至2020年間實(shí)現8.3%的復合年增長(cháng)率，其中，亞太市場(chǎng)將成為增長(cháng)最快速的市場(chǎng)，2015年至2020年間的復合年增長(cháng)率將高達66.7%。

隨之而來(lái)的衍生產(chǎn)業(yè)也欣欣向榮地出現了變革。在美國，利用頁(yè)巖氣的主要成分甲烷制造甲醇的工廠(chǎng)建設接連涌現。海外媒體披露，包括全球最大的甲醇生產(chǎn)商Methanex公司在內，多家企業(yè)都會(huì )在2014年至2017年增產(chǎn)，總增產(chǎn)規模預計為每年500萬(wàn)噸。

頁(yè)巖氣還有其他一些有用的副成分。這些副成分是樹(shù)脂和涂料等多種有機材料的原料，乙烷就是其中的代表。從頁(yè)巖氣中提取的乙烷價(jià)格低，使得化工業(yè)的成本競爭力提高，樹(shù)脂等副產(chǎn)品的價(jià)格也有望大幅降低。

而南非石化巨頭Sasol在美國路易斯安那州的萊克查爾斯河口附近興建了一處能源設施。利用墨西哥灣沿岸地區以水力壓裂技術(shù)開(kāi)采的廉價(jià)天然氣，并將天然氣分解成乙烯，這是用于制造塑料、涂料和食品包裝的化工原料。該公司還計劃將天然氣轉化成高品質(zhì)柴油和其他燃料。

頁(yè)巖氣不僅是燃料和化學(xué)品的原料，還能在制鐵工藝中作為還原劑使用。據外媒披露，普通高爐的還原劑使用焦炭，但稱(chēng)為直接還原法的制鐵工藝利用天然氣還原。因此，廉價(jià)的頁(yè)巖氣受到了關(guān)注。美國大型電爐企業(yè)紐柯鋼鐵公司與奧地利奧鋼聯(lián)公司分別在美國路易斯安那州和德克薩斯州建設了還原鐵工廠(chǎng)。

亞洲石化公司則在興建油罐及更新工廠(chǎng)設備，以?xún)Υ娌⒓庸ぬ幚碜悦绹M(jìn)口的液化石油氣(LPG)。這些石化公司指望美國頁(yè)巖氣開(kāi)采熱潮帶來(lái)的大量供應，取代成本較高的石腦油作為原料。美國顧問(wèn)公司ESAI表示，頁(yè)巖氣熱潮料將推升美國LPG產(chǎn)量。2019年前，美國LPG過(guò)剩量將從2014年的每日27萬(wàn)桶，倍增至每日55萬(wàn)桶。能源顧問(wèn)公司FACTS則估計，到2020年，美國LPG出口預計較去年增加約兩倍，達到每日63.5至79.5萬(wàn)桶左右。

格局之變

能源版圖醞釀革新

盡管頁(yè)巖氣被視作未來(lái)能源之星，一些批評者認為，人們低估了在天然氣開(kāi)采、運輸和存儲過(guò)程中向大氣中泄漏的甲烷量。甲烷是天然氣的主要成分，它對環(huán)境的危害比碳嚴重很多倍。德國政府日前便計劃未來(lái)七年中止頁(yè)巖氣鉆探，原因是擔心頁(yè)巖氣的勘探技術(shù)可能會(huì )污染地下水。

然而，伴隨政策及技術(shù)的不斷完善，技術(shù)人員也在不斷探索環(huán)境和效率間的平衡。在政策層面，業(yè)內共識是，頁(yè)巖氣大規模商業(yè)化開(kāi)發(fā)除了國家財政補帖，更需要良好的市場(chǎng)環(huán)境。在美國，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)蓬勃發(fā)展就是由幾千家中小民營(yíng)企業(yè)帶動(dòng)的，中國目前仍是巨大石油巨頭主導的局面，民營(yíng)企業(yè)因礦權、資金、區塊、技術(shù)等限制，進(jìn)入阻礙仍較大。

對此，上證報記者獲悉，受?chē)夷茉淳治?，中石化、中石油及中海油下屬能源研究院等多家單位，正?lián)合進(jìn)行“十三五”及中長(cháng)期頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)問(wèn)題研究。據中海油相關(guān)人士透露，深化頁(yè)巖氣體制機制改革，其課題聚焦礦權、生態(tài)區建設、氣價(jià)、財稅補帖、企業(yè)激勵、地方積極性、配套基礎設施和環(huán)保八方面創(chuàng )新。

咨詢(xún)公司W(wǎng)ood Mackenzie分析師帕尼·加爾達認為，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)剛剛起步，“它甚至還沒(méi)有到年輕人的年紀。如何實(shí)現最大化生產(chǎn)的方案尚未敲定，因此還有很大的增長(cháng)空間。”

在成長(cháng)過(guò)程中，頁(yè)巖氣更為被關(guān)注的另一個(gè)身份是全球能源格局顛覆者。據國際能源署(IEA)評估，全球頁(yè)巖氣蘊藏量是187萬(wàn)億立方公尺，與傳統天然氣蘊藏量的196萬(wàn)億立方公尺相當，在頁(yè)巖氣開(kāi)采全面商業(yè)化后，全球天然氣開(kāi)采年限，預估由過(guò)去的59年大幅拉高到超過(guò)100年。

進(jìn)入二十一世紀以來(lái)，隨著(zhù)開(kāi)采新技術(shù)的涌現，開(kāi)采成本迅速降低，目前已經(jīng)可以和常規天然氣相媲美。價(jià)格方面的優(yōu)勢，使用煤炭發(fā)電的企業(yè)紛紛轉向使用廉價(jià)的頁(yè)巖氣，產(chǎn)業(yè)競爭力由此明顯提升。頁(yè)巖氣除影響石化業(yè)外，對能源發(fā)電業(yè)也帶來(lái)深遠影響，它幫助美國電價(jià)成為全球最具競爭力的國家，使用能源比重高的制造業(yè)有轉向美國投資設廠(chǎng)的趨勢。

日本媒體評論稱(chēng)，頁(yè)巖革命帶來(lái)的能源降價(jià)拉低了美國的電費。另外，頁(yè)巖氣還是樹(shù)脂和涂料等多種有機材料的廉價(jià)原料，因此，有機材料的價(jià)格也有望降低。將來(lái)，能源、電力和材料價(jià)格都非常低的美國將成為極具魅力的生產(chǎn)基地，所以說(shuō)，美國今后可能重新成為世界工廠(chǎng)。

掌聲與非議共存，盡管看起來(lái)頁(yè)巖氣所帖上的標簽讓人捉摸不透。但是我們仍然看到全球新的能源版圖在緩緩拉開(kāi)。

曾在福特和卡特執政美國時(shí)任政府顧問(wèn)的能源經(jīng)濟學(xué)家Philip Verleger用足球比賽打了一個(gè)比方：頁(yè)巖就象是一種在朋友間舉行的對抗賽，如果比賽時(shí)開(kāi)始下雨了，每個(gè)人都躲進(jìn)室內避雨，一旦雨停了，他們可以迅速重新開(kāi)始比賽。大型傳統能源項目更象是世界杯比賽：取消的代價(jià)很大，而一旦取消，他們需要花很長(cháng)時(shí)間重啟。頁(yè)巖產(chǎn)出很可能會(huì )很快地下降，但是它也極有可能迅速復蘇。