鄒才能:論非常規油氣革命及影響

編者按：2018年11月28日，由國際能源署、中國能源研究會(huì )主辦，中國能源網(wǎng)承辦的2018油氣創(chuàng )新發(fā)展國際論壇在北京召開(kāi)。會(huì )上，眾多專(zhuān)家討論了當前我國油氣發(fā)展面臨的挑戰，探尋未來(lái)油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路徑。除發(fā)言嘉賓的上述觀(guān)點(diǎn)引發(fā)與會(huì )者強烈共鳴外，新形勢下油氣產(chǎn)業(yè)上下游創(chuàng )新模式探索也成為嘉賓的熱議話(huà)題。中科院院士、中石油勘探院副院長(cháng)、國家能源頁(yè)巖氣研發(fā)(實(shí)驗)中心主任鄒才能在會(huì )上發(fā)表了《論非常規油氣革命及影響》的主旨演講。以下內容為中能網(wǎng)根據大會(huì )發(fā)言實(shí)錄整理而成。

鄒才能：尊敬的張局長(cháng)，各位領(lǐng)導、各位代表，按照會(huì )議的安排，我做這么一個(gè)報告。

一、非常規的進(jìn)展

世界石油工業(yè)從1859年，美國的第一口油井開(kāi)始，過(guò)去150年主要是常規油氣的快速發(fā)展。最近十年是美國的非常規油氣革命全新開(kāi)啟。

如果把石油工業(yè)分為兩個(gè)體系的話(huà)，一個(gè)是常規油氣工業(yè)，我們所有的勘探開(kāi)發(fā)都在找，圈閉型油氣藏，而非常規油氣在找連續型甜點(diǎn)區。常規油氣地質(zhì)學(xué)，非常規油氣地質(zhì)學(xué)，這兩個(gè)有本質(zhì)的區別。尤其是進(jìn)入新世紀，全球非常規油氣的發(fā)現進(jìn)入了非?；钴S的時(shí)期，這個(gè)是油，這個(gè)是氣，這個(gè)是非常規，在最近十年進(jìn)展很大。去年全球石油產(chǎn)量44億噸里面，非常規占14%，天然氣在7.3萬(wàn)億立方里，非常規占25%，并且在不斷的攀升。

應該說(shuō)，煤層氣是非常規里面最典型的，煤層氣的發(fā)展起的比較早，包括中國，美國的煤層氣從556億方降到280億方，加拿大高峰產(chǎn)能接近100億，也減了一半，現在澳大利亞是全球煤層氣產(chǎn)量最大的國家。因為煤層氣產(chǎn)業(yè)在我們國家也起的比較早，有近三十年的歷史，但產(chǎn)量總體比較低，這是出乎我們很多人的意料，現在美國煤層氣產(chǎn)量在逐漸降低。

頁(yè)巖氣起來(lái)很晚，但發(fā)展很快，全球頁(yè)巖氣產(chǎn)量大概在5000億方，美國4772億方，中國排在了第二位，加拿大排到了第三位，阿根廷排到了第四位，但真正加拿大和阿根廷都是各占一半，主體絕大部分還是來(lái)自于美國。

美國非常規占82%左右，另外，它現在對外依存度基本都是可以自給，實(shí)際上美國的天然氣第一次高峰是6000億，第二次高峰達到歷史新高，按照美國生產(chǎn)天然氣去年，大概在9300億，真正實(shí)際生產(chǎn)的天然氣超過(guò)9000億，大概1200億用來(lái)提高油氣采出率，所以美國LNG如果要出口的話(huà)非常富存，美國天然氣工業(yè)發(fā)展的非?？臁，F在發(fā)現最大的全球頁(yè)巖氣就是Marcel lus頁(yè)巖氣，去年產(chǎn)量達到了接近2000億立方米。每年的增幅頁(yè)巖氣大概30%-40%，每年增幅200到300億立方米，這是最大的頁(yè)巖氣田。

現在這個(gè)氣田里面，從09年到現在，特別是最近幾年，產(chǎn)量上的非?？?，這也是美國為什么說(shuō)頁(yè)巖氣快速發(fā)展的其中一個(gè)主要氣田。最近還發(fā)現了一個(gè)頁(yè)巖氣田，含氣面積15.5萬(wàn)平方公里，這個(gè)產(chǎn)量接近500億立方米。2014年只有100億，去年達到了500億左右，現在有一個(gè)問(wèn)題，成份和我們差不多，我們能不能在短短幾年，未來(lái)三到五年、五到六年達到500億，這是我們大家很關(guān)心的一個(gè)重大問(wèn)題。我的觀(guān)點(diǎn)是，它地面很平，它可以鉆機和地下壓力系統進(jìn)行全面的加快工作，我們國家正好在這兩點(diǎn)上，我們地表條件不好，同時(shí)，我們地下受制于鉆機和壓力系統，所以我們發(fā)展速度和它有很大的區別。

美國頁(yè)巖氣革命有三條經(jīng)驗，理論革命、技術(shù)革命和國家政策的扶持。理論做了22年，真正技術(shù)創(chuàng )新走了接近16年，真正大規模工程化生產(chǎn)也是最近十年左右，我們做了一個(gè)總結。美國高速頁(yè)巖氣發(fā)展有幾個(gè)啟示，第一次是科技革命，第二次革命是成本革命，從頁(yè)巖氣快速發(fā)展以后，帶來(lái)全球的天然氣增加，頁(yè)巖氣的技術(shù)又轉過(guò)來(lái)用到致密油領(lǐng)域，使得美國致密油產(chǎn)量增加，現在成本又降了一半。美國的海上頁(yè)巖氣在短期可以爆發(fā)式增長(cháng)，這點(diǎn)和我們國家是不太一樣的，我們國家產(chǎn)量可以上到500億，但是短期地下條件和地下組織難度非常大。所以我們很難像美國這樣短期沖上峰值，這是和它最大的不一樣。包括美國有政府扶持，數據信息及時(shí)公開(kāi)共享。給我們帶來(lái)了非常大的啟示。

我們國家非常規經(jīng)過(guò)十年攻關(guān)，去年全國石油里面我們的產(chǎn)量是1.92億噸，致密油大概是150萬(wàn)噸，頁(yè)巖油70萬(wàn)噸，稠油1500萬(wàn)噸，油砂220萬(wàn)噸，天然氣產(chǎn)量1476億方，致密氣360億方，頁(yè)巖氣90億方，煤層氣49億方。

這幾類(lèi)非常規里面我們有一個(gè)定位，煤層氣是穩步發(fā)展，現在也在研究煤層氣的峰值產(chǎn)量能搞到多少，大家意見(jiàn)不一致，原來(lái)說(shuō)300、500，現在說(shuō)還看不清楚。致密氣，規模發(fā)展，致密氣在俄羅斯盆地里面，俄羅斯盆地地面條件相對比較活躍，打起來(lái)也很快。頁(yè)巖氣屬于提速發(fā)展時(shí)期，從中央到能源局，到各油公司，包括我們在座各中小企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)，都在進(jìn)行頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)。我們的致密油剛剛開(kāi)始，處于工業(yè)化起步階段，致密油跟頁(yè)巖油是不一樣的，致密油是我們生產(chǎn)的油要經(jīng)過(guò)運營(yíng)，比如把我們這里的人當成頁(yè)巖油的話(huà)，致密油是人要走到上面的五層，下到下面的一二層。頁(yè)巖油是我們這些人在里面不動(dòng)，包括頁(yè)巖氣。所以致密油我們才剛剛起步。我們致密油的概念是2010年才到中國。而且，致密油和頁(yè)巖油有很大的本質(zhì)區別。

水合物我們認為在探索發(fā)展過(guò)程當中，去年中央也給予了肯定和鼓勵。

我們重點(diǎn)介紹頁(yè)巖氣，從05年到現在，走過(guò)十幾年的歷史，真正我們的發(fā)展有比較好的收獲是從最近的五年，如果跟美國比、跟世界比，中國的頁(yè)巖氣要點(diǎn)贊的，因為它起步很晚，我們都在努力，從區域調查一直到現在，中石油、中石化都取得了很重大的成果。目前已經(jīng)探明的儲量超過(guò)1萬(wàn)億方，今年的產(chǎn)量可能超過(guò)100億方。

這是主體的初步進(jìn)展。

二、非常規革命

為什么大家都叫非常規革命，或者叫頁(yè)巖油革命，為什么叫革命，理論革命、技術(shù)革命、管理革命、戰略革命。我們常規油氣分布在高部位，儲存很好，受局部圈閉控制，可以打孔開(kāi)采。非常規不是，大面積連續型甜點(diǎn)區，打孔不出氣不出油，必須通過(guò)人工壓裂開(kāi)采，這是它們最本質(zhì)的區別。

現在我們國家已經(jīng)有三個(gè)國家標準，一個(gè)是致密氣國家標準，2014年6月1號實(shí)施的，可以用這個(gè)來(lái)確定是不是常規氣，是不是頁(yè)巖氣。致密氣主體是從煤層里面的氣運到上面。另外是頁(yè)巖氣國家標準，2015年10月1號實(shí)施，頁(yè)巖里面沒(méi)有排出來(lái)的部分，有裂解層氣，這個(gè)叫頁(yè)巖氣。致密油，今年5月1號實(shí)施，核心是我們在里面制定夾層小于5米，在全球，包括美國，有三大國家標準的估計只有中國。另外是國家補貼有一個(gè)依據。

所謂常規油氣，傳統技術(shù)可開(kāi)采的圈閉型油氣藏，這是我們的圈閉，統一的，是油水界面，這是油氣界面，在單一圈閉中具體的油氣具有統一的壓力系統，統一的油氣水邊界，我們學(xué)的時(shí)候就是這么學(xué)的，國內國外都是這樣的。所有的工作都圍繞著(zhù)這個(gè)，包括資產(chǎn)的購買(mǎi)。生儲蓋圈運保，這是六要素，我們傳統地質(zhì)學(xué)里面最核心的。

傳統認識，致密砂巖、黑色頁(yè)巖是油氣勘探禁區，常規砂巖孔隙直徑是致密砂巖的10倍、頁(yè)巖的1000倍。所謂非常規油氣，傳統技術(shù)不能開(kāi)采的連續型甜點(diǎn)區，資源占20%，而非常規在前方部位資源占80%，這是致密油、頁(yè)巖油、致密氣、頁(yè)巖氣，但評價(jià)標準是不一樣的。

這是四川盆地邊界，這是涪陵氣田，這是威遠長(cháng)寧、富順永川，富順甜點(diǎn)區大概在1000公里左右，我們中石油在這是3萬(wàn)平方公里。按照甜點(diǎn)區分布，就是我們工業(yè)勘探開(kāi)發(fā)的平面分布，這是平面上的。另外是縱向上的，打直井再打水平井，我們叫甜點(diǎn)段，有頁(yè)巖不一定有頁(yè)巖氣，有頁(yè)巖氣不一定形成工業(yè)堆積，現在我們開(kāi)采上面的頁(yè)巖沒(méi)有氣，這個(gè)氣是含氣的頁(yè)巖，這個(gè)段只有20到40米左右，這個(gè)甜點(diǎn)段，447Ma到440Ma里面，可以形成30米左右的筆石段，筆石吃藻類(lèi)，在海平面上，由于后面的硫化環(huán)境，和藻類(lèi)一起死亡，掉到海里。

這是我們最新的一個(gè)成果，這個(gè)文章發(fā)表級別比較高，我們研究4.4億年前發(fā)生了什么，有兩次硫化氫事件，造成藻類(lèi)大規模死亡，包括冰期，硫化和冰期一起造成藻類(lèi)死亡，死亡以后埋藏，筆石和藻類(lèi)放在一起，就構成了我們的TOC，由于埋下去以后，這是我們的納米孔，氣就在納米孔隙里面。

根據我們的研究發(fā)現，一個(gè)頁(yè)巖里面甲烷分子直徑只有0.38nm，需要一個(gè)分子有多大的厚度才能開(kāi)采，根據我們的研究是5nm，相當于我們人出去要開(kāi)半扇門(mén)，一個(gè)甲烷分子也一樣，它要進(jìn)出需要5nm，頭發(fā)的5萬(wàn)到7萬(wàn)分之一，不可想象，甲烷分子可以這么小，也不可想象它需要的活動(dòng)也這么小。

同時(shí)，根據我們的研究發(fā)現，在我們整個(gè)四川盆地南部，頁(yè)巖氣70%是屬于油里面，只有34%是吸附的，吸附多少呢？首先是有1層束縛水膜厚度，單層厚1.72nm，加2層吸附甲烷厚度0.38nm，必須最小活動(dòng)5nm氣才能出得來(lái)，同時(shí)，油氣在里面占主要的，這是我們中石油勘探院做的研究，大概做了五年。我們就要研究這里面油是多少，吸附氣是多少，來(lái)進(jìn)行開(kāi)采。

現在看，縱向壓力高度大概是15米到20米，橫向長(cháng)度大概是100到150米，頁(yè)理限制裂縫縱向擴展，因此我們提出人工氣藏，這是我們說(shuō)的理論革命。

現在技術(shù)革命，我們要打直井，再打水平井，這是我們的筆石，筆石死亡以后埋在下面的地上，所謂的頁(yè)巖，這個(gè)頁(yè)巖生成石油，頁(yè)巖有頂板和底板，再裂解形成頁(yè)巖氣，現在地面打直井再打深井，形成縫網(wǎng)系統，縫網(wǎng)系統的氣納米孔內頁(yè)巖氣釋放，沿著(zhù)裂縫系統開(kāi)采。這就是所謂的理論技術(shù)革命，過(guò)去我們不用這個(gè)。另外是管理革命，我們說(shuō)2015年、2016年低油價(jià)以后，美國主體公司都虧本，最高油價(jià)到了113美元，2016年1月份到26美元，昨天是58美元?，F在國際9家機構預測，今年的平均油價(jià)是59美元，現在看也很難說(shuō)，現在油價(jià)又降下來(lái)了，這是管理成本帶來(lái)的。油的平均成本降了一半，氣也是，氣的平均成本每方只有5毛錢(qián)左右，這是管理革命以后降低一倍成本。

另外，戰略革命，美國可以依靠非常規油氣實(shí)現它的能源獨立，今年3月份，在休斯敦，3500名部長(cháng)官員講，依靠能源增長(cháng)成為經(jīng)濟主力，特別是化石能源，現在看已經(jīng)達到這個(gè)效果。根據我們的預測，2026年可能達到能源獨立，他如果大規模開(kāi)發(fā)煤炭、油氣，就會(huì )實(shí)現大規模油的開(kāi)采。

因此，全球只有兩個(gè)國家在進(jìn)行非常規大規?？碧介_(kāi)發(fā)，就是美國和中國，致密氣、煤層氣、頁(yè)巖氣、致密油，純真的頁(yè)巖油還沒(méi)有開(kāi)始。

這是我們從理論技術(shù)角度理解什么是理論技術(shù)革命。

三、挑戰及潛力

中國頁(yè)巖氣資源潛力有待進(jìn)一步落實(shí)，我們認為勘探程度很低，畢竟我們發(fā)展時(shí)間很短，這都是客觀(guān)存在的。另外，3500到4500以深核心技術(shù)裝備沒(méi)有完全突破，我們3/4資源在深層，我們希望在座相關(guān)專(zhuān)家能夠在深層的技術(shù)裝備上發(fā)揮更大作用。比如現在卡脖子的技術(shù)就是地質(zhì)導向鉆井系統，目前中石油在四川最受制約的就是要等壓力設備，這一點(diǎn)是過(guò)去沒(méi)有想到的問(wèn)題，鉆機現在夠了，但是壓力設備不夠，導向不夠，如果這個(gè)技術(shù)你們能夠進(jìn)行低成本服務(wù)，市場(chǎng)會(huì )很大。另外是3500到4500的壓裂設備，需要的量太大，2/3在這個(gè)資源里面，在座諸位如果能夠在整個(gè)系統發(fā)揮作用的話(huà)，肯定會(huì )有很大的經(jīng)濟效益。另外，我們要地面工廠(chǎng)化的建立，美國大規模的勘探開(kāi)發(fā)，因為它地表條件很好，我們現在的產(chǎn)量峰值可以達到很多，但是地面條件受制于我們的地質(zhì)導向，不是我們不努力，確實(shí)天不幫忙，我們的技術(shù)受制于人。

我們其他的類(lèi)型就不講了，非常規油氣定位，中國基本能源安全的砝碼，還有頁(yè)巖油氣資源是很豐富的，我們頁(yè)巖油資源是常規的3倍，現在我們正在做頁(yè)巖油資源規劃，我們認為這是繼頁(yè)巖氣之后真正的非常規革命。另外是水合物，常規油氣的20倍，2050年有沒(méi)有可能實(shí)現規?；?。

非常規革命可以助推世界石油工業(yè)可再發(fā)展150年以上，資源是有的。非常規革命回答三個(gè)問(wèn)題，80%油氣資源存在的理論問(wèn)題，過(guò)去認為非常規不可通用，現在把不可能變成可能的技術(shù)問(wèn)題，還有黑天鵝隨時(shí)可出現的思維問(wèn)題。因此，非常規油氣革命的影響，增加產(chǎn)量延長(cháng)石油工業(yè)生命周期，推動(dòng)低油價(jià)引領(lǐng)低成本管理革命，中國油氣供給多路徑并更加安全，如果沒(méi)有非常規革命，俄羅斯的氣油不會(huì )這么容易給我們。另外，重構大國能源版圖與政治新格局，非常規帶來(lái)的影響太大，我們還要進(jìn)一步思考它的影響還會(huì )多遠，還會(huì )多大。

不對之處請張局長(cháng)和各位專(zhuān)家批評指正，謝謝大家！