專家呼吁——中國應(yīng)盡快開辟頁巖氣勘探“新戰(zhàn)場”

11月18日，在中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所資源地層學(xué)與古地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室召開的中國南方頁巖氣的形成和分布研討會(huì)上，專家認(rèn)為，頁巖氣開采規(guī)律不同于常規(guī)油氣田，存在排氣衰減率高、后勁不足的特點(diǎn)。因此建議在中國南方地區(qū)大力開辟新氣區(qū)。

中國南方海相頁巖氣的開采資源，約占國內(nèi)海相頁巖氣總可采資源的87%，南方頁巖氣開采前景廣闊，若能突破障礙，勢(shì)必給中國頁巖氣開采帶來新的動(dòng)力。與會(huì)專家認(rèn)為，應(yīng)盡快在我國南方開辟新氣區(qū)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)，力爭2020年實(shí)現(xiàn)300億立方米年產(chǎn)量目標(biāo)。

頁巖氣勘探取得突破，開發(fā)技術(shù)仍需攻關(guān)

頁巖氣，是儲(chǔ)存于富有機(jī)質(zhì)泥頁巖及其夾層的非常規(guī)天然氣。2009年，在攻克技術(shù)和成本障礙后，美國頁巖氣革命席卷全球。這給缺油少氣的中國帶來了極大的想象空間。

中國科學(xué)院院士陳旭表示，目前頁巖氣開采條件最成熟的地區(qū)是四川盆地，頁巖氣年產(chǎn)量有望達(dá)100億立方米，相當(dāng)于替代原煤1500多萬噸，減少二氧化碳排放1000多萬噸。而替代煤炭可節(jié)約能源使用成本50多億元，替代石油可節(jié)約能源使用成本300多億元，可帶動(dòng)地區(qū)GDP增長高達(dá)600多億元。

近期，長江中上游地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)取得重大突破，開采地區(qū)將擴(kuò)展到湖北宜昌等地區(qū)，推動(dòng)我國實(shí)現(xiàn)300億立方米年產(chǎn)量目標(biāo)。

“目前，我國已經(jīng)基本掌握了先進(jìn)的水平井分段壓裂技術(shù)，在關(guān)鍵技術(shù)裝備上，實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新，潛入4千米深度的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)，已經(jīng)基本具備。”相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門專家表示。

水平井分段壓裂技術(shù)是頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵，具有泄氣面積大、單井產(chǎn)量高、儲(chǔ)量動(dòng)用度高的特點(diǎn)。

專家把水平井形象地比喻成一支吸管，鉆機(jī)將這根彎曲的“吸管”插入深達(dá)幾千米以下的頁巖氣層，水平方向推進(jìn)1500米左右，通過水泥壓裂，在地層中形成人造裂縫，與頁巖層中的天然裂縫配合，頁巖氣就能被釋放出來。

然而，我國頁巖氣地層卻具有普遍深埋的特點(diǎn)，對(duì)開發(fā)技術(shù)提出了更多挑戰(zhàn)。中科院南京地質(zhì)古生物所研究員張?jiān)獎(jiǎng)诱f：“美國很大一部分頁巖氣層的埋深不到3000米，有的甚至不到1000米。但我國的頁巖氣大都在3000米以下，有的甚至達(dá)到了5000米。地質(zhì)埋藏條件也非常復(fù)雜。”

這樣的地質(zhì)條件給頁巖氣開發(fā)帶來諸多不便，“最大的問題就是成本，埋得越深，開采成本就越高，目前打一口勘探井大概需要近8000萬人民幣，打得越深越貴，不夸張地說法，鉆頭多打一米，就要多花2萬人民幣左右。”但相關(guān)部門專家表示，“可能開始時(shí)會(huì)出現(xiàn)成本過高，隨著技術(shù)逐漸成熟，成本肯定會(huì)降下來。且目前國家在頁巖氣開采方面也有補(bǔ)貼。”

頁巖氣基礎(chǔ)科學(xué)問題亟待解決

本次研討會(huì)上，出現(xiàn)率最高的一張圖就是陳旭院士2015年所作的，有關(guān)奧陶系頁巖氣核心地層的筆石化石帶劃分方案。“以前我們走了不少彎路，自從有了這套劃分方案，我們?cè)谝巴猬F(xiàn)場就能知道鉆井打到什么位置了，要不要繼續(xù)往下打，這口井的產(chǎn)氣潛力有多大。”相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門負(fù)責(zé)人介紹說。

與解決鉆井最后一厘米的問題相對(duì)應(yīng)的，是古生物地層學(xué)數(shù)據(jù)庫在頁巖氣開發(fā)富集區(qū)“甜點(diǎn)”預(yù)測方面的應(yīng)用。

近年來，中科院南京地質(zhì)古生物所古生物地層學(xué)數(shù)據(jù)庫（GBDB）在頁巖氣勘探方面的應(yīng)用取得重要進(jìn)展，可以根據(jù)原始的地層和古生物數(shù)據(jù)，生成富含頁巖氣的黑色頁巖地層的三維分布、化石分帶等可視化信息，協(xié)助產(chǎn)業(yè)部門，掌握黑色頁巖的時(shí)空分布特征，總體估計(jì)頁巖氣的儲(chǔ)量和層位。

然而，古氣候、火山活動(dòng)、生物類群等與富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積的關(guān)系，深層及非海相頁巖氣開發(fā)潛力等與頁巖氣形成和賦存有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問題，仍有待深入研究。“對(duì)于預(yù)估我國的頁巖氣儲(chǔ)量，圈定新的勘探開發(fā)‘甜點(diǎn)’區(qū)域等都具有重要意義。”

南方地區(qū)將成為頁巖氣開發(fā)主力

“中國頁巖氣起步晚，發(fā)展速度快。目前四川盆地最有希望。”陳旭院士說道。我國頁巖氣開采主要在四川一帶，產(chǎn)能最高的要屬涪陵，其已探明的儲(chǔ)量高達(dá)6008億立方米。

2011年時(shí)，我國將頁巖氣定為第172號(hào)獨(dú)立礦種。目前全球僅有四個(gè)國家實(shí)現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開采，中國就是其中之一。2016年，我國頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到78億立方米，預(yù)計(jì)2017年達(dá)到90億立方米。

頁巖氣產(chǎn)量的大幅度持續(xù)增長有賴于新層系、新區(qū)塊、新氣區(qū)的不斷發(fā)現(xiàn)。據(jù)美國頁巖氣的產(chǎn)量增長表明，它是通過不同油區(qū)之間的階梯增長，實(shí)現(xiàn)快速增長的，因此開辟新戰(zhàn)場迫在眉睫。

與會(huì)相關(guān)專家表示，南方海相頁巖氣開采資源，約占國內(nèi)海相頁巖氣總可采資源的87%，南方頁巖氣開采前景廣闊，若能突破障礙，勢(shì)必給中國頁巖氣開采帶來新的動(dòng)力。