在“頁巖氣革命”中尋求突破

事實(shí)上,近期,我國頁巖氣勘探開發(fā)捷報頻傳。其中，重慶南部地區(qū)的中石化丁頁4井試獲20.56萬立方米/日高產(chǎn)工業(yè)氣流，突破了埋深超過4000米的壓裂技術(shù)瓶頸；重慶西部地區(qū)的中石油足202井試獲4.9萬立方米/日氣流，壓裂深度達(dá)到3980米；湖北宜昌的鄂宜頁1井在寒武系獲得無阻流量12.38萬立方米/日的高產(chǎn)頁巖氣流。對此,市場人士認(rèn)為，非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)加速推進(jìn)，頁巖氣邁入產(chǎn)業(yè)化商業(yè)化生產(chǎn)階段。

國土資源部近日宣布，中國成為與美國、加拿大鼎足而立的頁巖氣生產(chǎn)大國。這是一次具有戰(zhàn)略意義的重大能源變革——從2010年前后實(shí)現(xiàn)“零”的突破，到目前全國年產(chǎn)能超過100億立方米、累計產(chǎn)氣超過100億立方米，中國邁入“全球三甲”。

據(jù)新華社9月14日消息，這是一段幾無先例可循的創(chuàng)新歷程——在開發(fā)開采過程中，中國企業(yè)依靠自主創(chuàng)新，探索出一套適合中國地質(zhì)條件、水平國際領(lǐng)先的頁巖氣勘探開發(fā)理論、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和管理體系。

這是一項(xiàng)仍需奮蹄疾步的事業(yè)——要實(shí)現(xiàn)國家頁巖氣發(fā)展規(guī)劃提出的“2030年實(shí)現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量800-1000億立方米”的目標(biāo)，仍需矢志創(chuàng)新、迎難而上。

勘探突破：我國頁巖氣資源量位居世界前列

近期，我國頁巖氣勘探開發(fā)捷報頻傳——重慶南部地區(qū)的中石化丁頁4井試獲20.56萬立方米/日高產(chǎn)工業(yè)氣流，突破了埋深超過4000米的壓裂技術(shù)瓶頸；重慶西部地區(qū)的中石油足202井試獲4.9萬立方米/日氣流，壓裂深度達(dá)到3980米；湖北宜昌的鄂宜頁1井在寒武系獲得無阻流量12.38萬立方米/日的高產(chǎn)頁巖氣流，并在震旦系獲得迄今全球最古老頁巖氣藏的重大發(fā)現(xiàn)……

國土資源部地質(zhì)勘查司司長于海峰透露，目前四川盆地及周緣的海相地層已累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量達(dá)到7643億立方米，其中重慶涪陵頁巖氣田累計探明地質(zhì)儲量6008億立方米，成為北美之外最大的頁巖氣田。

頁巖氣是一種蘊(yùn)藏在頁巖層中的非常規(guī)天然氣，是清潔高效能源。此前，美國的“頁巖氣革命”，對國際天然氣市場及世界能源格局產(chǎn)生了重大影響。

目前，我國天然氣在一次能源消費(fèi)中的占比不足7%，遠(yuǎn)低于世界平均水平。專家表示，大力推動頁巖氣勘探開發(fā)、增加天然氣資源供應(yīng)，對推進(jìn)我國能源生產(chǎn)消費(fèi)變革、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全意義重大。

我國頁巖氣開采雖然起步較晚，但進(jìn)展迅猛。“目前涪陵和長寧-威遠(yuǎn)兩大國家級頁巖氣示范區(qū)勘探開發(fā)成果喜人，也證明我國頁巖氣開發(fā)潛力巨大，對此我們要有信心！”國土資源部礦產(chǎn)資源儲量評審中心主任張大偉說。

作為我國頁巖氣大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的“始發(fā)站”——涪陵頁巖氣田，一期50億立方米年產(chǎn)能已經(jīng)建成、二期50億立方米年產(chǎn)能建設(shè)任務(wù)已經(jīng)過半。“今年底將累計建成100億立方米產(chǎn)能！”中石化江漢油田副總經(jīng)理兼涪陵頁巖氣公司總經(jīng)理胡德高說。

目前涪陵頁巖氣田日產(chǎn)量穩(wěn)定在1600萬立方米以上，相當(dāng)于3200多萬家庭的日常生活用氣量；通過接入“川氣東送”管道，涪陵頁巖氣田正源源不斷地向長江沿線8個省市輸送清潔能源。

地處川南地區(qū)的中石油長寧—威遠(yuǎn)頁巖氣田，近期也迎來快速增產(chǎn)。去年以來，這一區(qū)塊新增探明儲量1108.15億立方米，建成產(chǎn)能25億立方米，累計產(chǎn)氣超過50億立方米；到2020年，長寧—威遠(yuǎn)頁巖氣田產(chǎn)量有望達(dá)到100億立方米。

“我國頁巖氣資源量位居世界前列，只要我們堅(jiān)持不懈繼續(xù)干，中國也有望迎來‘頁巖氣革命’。”中國科學(xué)院院士、中石化副總地質(zhì)師金之鈞說。

技術(shù)突破：在摔碎的“瓷盤”里“聞味識氣”

“如果說常規(guī)天然氣開采是‘靜脈采血’，那頁巖氣開采則是從‘毛細(xì)血管’中‘采血’！”談及頁巖氣開采之難，中石化集團(tuán)副總經(jīng)理焦方正如是說。

“借鑒北美頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)談何容易。”中石化油田事業(yè)部副主任蔡勛育說。

最初，通過引進(jìn)國外大公司、運(yùn)用北美理論技術(shù)，打了一批井，但未獲得大型商業(yè)發(fā)現(xiàn)。“我們逐井分析鉆探失利原因，發(fā)現(xiàn)北美的理論技術(shù)不適應(yīng)我國復(fù)雜的地質(zhì)條件。”中石化勘探分公司總經(jīng)理郭旭升說。

有專家形容我國南方頁巖氣藏猶如被摔碎的“瓷盤”，深埋在大山中。一些國際油服“巨頭”面對中國埋藏深度更大、氣藏結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、保存條件更差的頁巖氣藏，因理論和技術(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重的“不適應(yīng)癥”，最后只能退出。

惟其艱難，方顯勇毅。以中石化、中石油為代表的科研單位和企業(yè)矢志創(chuàng)新，攻克了一個又一個“硬骨頭”——

壓裂，通俗地說就是把頁巖氣從石頭縫里“擠”出來，被專家稱之為打開頁巖氣“庫藏”的“鑰匙”。“我們通過引進(jìn)、消化、吸收和創(chuàng)新，很快全面掌握了從設(shè)計到指揮、施工全套技術(shù)。”江漢油田頁巖氣勘探開發(fā)管理部主任劉堯文說。

水平鉆井是頁巖氣開采中的核心技術(shù)。涪陵頁巖氣田嘗試?yán)?ldquo;三圖一表”跟蹤法進(jìn)行鉆井導(dǎo)向，如今已經(jīng)形成成熟的三維可視化地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，鉆頭可以“聞著”氣藏的“味道”前進(jìn)。

橋塞也是頁巖氣開采必不可少的核心部件，其機(jī)械性能和抗壓性要求十分嚴(yán)苛。“以抗壓性為例，需要達(dá)到幾十甚至上百兆帕，100兆帕的壓力瞬間釋放可穿透1厘米厚的鋼板。”搭上中國頁巖氣開發(fā)“快車”的民企重慶鼎順隆能源技術(shù)公司CEO李海晨指出，這一自主研制的產(chǎn)品已暢銷國內(nèi)外。

“目前我國已實(shí)現(xiàn)3500米以淺頁巖氣綠色、高效開發(fā)和技術(shù)裝備自主，形成了一整套適合我國地質(zhì)條件的頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系，還在3500米以深的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了突破。單井開發(fā)成本和最初相比已下降了近一半。”焦方正說。

產(chǎn)業(yè)突破：“千帆競發(fā)”撬動“沉睡”的巨量資源

今年8月18日，我國頁巖氣探礦權(quán)拍賣全國“第一槌”在貴州敲響。經(jīng)過激烈角逐，貴州產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)以12.9億元競得正安縣安場鎮(zhèn)頁巖氣探礦權(quán)。這是國土資源部繼2011年和2012年推出兩輪頁巖氣區(qū)塊招標(biāo)之后，再次通過公開競標(biāo)出讓頁巖氣區(qū)塊探礦權(quán)。

與傳統(tǒng)油氣開發(fā)是大型國有企業(yè)的天下不同，我國頁巖氣開發(fā)伊始就有多家非油氣企業(yè)和民營企業(yè)競得探礦權(quán)；開發(fā)企業(yè)也一改過去一個單位“一包到底”的模式，建立起了“小甲方、大市場”的開發(fā)管理模式，有效提高了開發(fā)效率和效益。

以涪陵頁巖氣田為例，甲方管理人員只有200余人，而在作業(yè)高峰期，這里匯集了270多支施工隊(duì)伍、人數(shù)超過8000人。“有中石化、中石油，也有民企和外企；誰的效率高、技術(shù)好，就讓誰來干！”

隨著我國頁巖氣開發(fā)不斷推進(jìn)，一大批產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)茁壯成長，正在形成全產(chǎn)業(yè)鏈“千帆競發(fā)”的可喜局面。

今年，國家發(fā)展改革委等多個部門提出加快推進(jìn)天然氣利用，逐步將天然氣培育成為我國現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一；到2020年，天然氣在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比力爭達(dá)到10%左右。

“頁巖氣有條件成為清潔能源增量的‘生力軍’。”在張大偉看來，頁巖氣開發(fā)的技術(shù)裝備不斷優(yōu)化、市場主體持續(xù)豐富、產(chǎn)業(yè)鏈條快速發(fā)育，為我國頁巖氣提速增產(chǎn)、擴(kuò)大清潔能源消費(fèi)占比提供了良好基礎(chǔ)。

根據(jù)國土部門資源評價，我國頁巖氣可采資源量達(dá)20余萬億立方米，但目前全國累計探明頁巖氣地質(zhì)儲量不到1萬億立方米，絕大部分資源尚處在沉睡狀態(tài)。國務(wù)院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟(jì)研究所副所長鄧郁松認(rèn)為，目前的開發(fā)力度還不夠，尤其是一些面積大、潛力大、可采性強(qiáng)的區(qū)塊還沒有動起來。

曾參與殼牌等跨國公司頁巖氣開發(fā)的李海晨認(rèn)為，我國頁巖氣逐步放量、持續(xù)增長是大勢所趨。“如果政策推動力度再大一些、市場更活躍一些，中國在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)‘頁巖氣革命’是有可能的。”

“近期我們在3500米以淺區(qū)塊的開發(fā)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)開花，3500米以深的區(qū)塊也有重大突破，個別氣井鉆井深度已超過5000米，技術(shù)進(jìn)步還有很大的潛力可挖。”張大偉表示，我們還需堅(jiān)定信心、奮蹄疾步。