中國頁巖氣發展應分“三步走”
 

    近年來，隨著連續型油氣聚集理論、水平井多級壓裂技術、平臺式工廠化生產模式的突破，美國頁巖氣實現了快速發展。近5年美國頁巖氣產量由200億立方米增長到1700多億立方米，助推美國再次成為全球第一大產氣國，改變了全球傳統能源格局，形成以中東為核心的東半球“常規油氣版圖”，及以美洲為核心的西半球“非常規油氣版圖”。

    美國針對頁巖氣開展了幾十年的持續攻關，實現目前產量的快速跨越。受美國影響，我國政府部門、生產企業、高校和科研院所，也掀起了頁巖氣研究與勘探開發熱潮。

    我國要規模化開采頁巖氣，重要的是理性確定我國頁巖氣現階段定位。與美國相比，我國頁巖氣的基礎研究與勘探開發試驗剛剛起步，對資源潛力與發展前景存在不同看法，核心技術與經濟開采模式尚處于探索起步階段。美國幾十年頁巖氣生產實踐證明，工作節奏可以加快，但程序難以逾越，制定頁巖氣科學發展路線圖將有助于我國頁巖氣科學發展、快速發展和規模發展。

    借鑒國外頁巖氣發展經驗，結合中國頁巖氣目前現狀，筆者認為，我國頁巖氣發展應制定加快核心區評選、加大試驗區建設、加強生產區規劃的“三步走”路線圖。

    加快“核心區”評選

    筆者認為，發展頁巖氣應加深資源認識，摸清資源家底，找準頁巖氣富集的核心區，把“核心區”作為資源評價的最終落腳點。核心區是工業化試驗建設選擇的重點地區，是科學制定頁巖氣發展戰略與規劃的基礎。

    目前，中國頁巖氣勘探開發尚處于起步階段，可用于頁巖氣資源潛力預測的資料和數據非常有限。盡管不同地區在富有機質頁巖發育規模、頁巖質量等方面具廣泛的相似性，但中國地質條件的復雜性決定不同地區頁巖氣的形成與富集存在許多特殊性。這也導致不同研究機構對我國頁巖氣技術可采資源量的估算結果存在很大差異。

    目前具有較大影響力的估算結果主要有三種：一是美國能源信息署（EIA）評價的中國塔里木和四川兩個盆地頁巖氣技術可采資源量為36萬億立方米；二是國土資源部油氣資源戰略研究中心評價的25萬億立方米；三是中國石油勘探開發研究院評價的10萬億～15萬億立方米。

    資源評價結果出現大的差異，特別是頁巖氣有利核心區不明確，十分不利于國家進行科學決策與部署，也不利于企業實際操作。為此，迫切需要加大投入，進行新一輪系統的頁巖氣資源評價和核心區優選。

    筆者認為，重點是針對我國發育的海相、海陸過渡相和陸相三類頁巖，鉆探一批地質調查參數井，并開展系統分析化驗，取全、取準評價所需的關鍵參數，確立合理的評價標準，選取合適的評價方法，從而科學評價出我國不同類型頁巖氣技術可采資源量和有利核心區分布。

    從美國發展經驗看，核心區是頁巖氣開發的主體，也是美國頁巖氣實現大規模開發利用的關鍵。頁巖氣核心區評價取決于5項關鍵指標：一是有機質含量大于2%、有機質成熟度大于1.1%、地層超壓，可保證頁巖中有足夠含氣量；二是脆性礦物含量大于40%、粘土礦物含量小于30%，可保證容易壓裂形成裂縫系統；三是儲集物性一般要求孔隙度大于2%、孔喉直徑至少大于5納米，可保證有較大儲氣空間；四是含氣頁巖厚度大于30米、埋藏深度小于4000米、面積大于500平方公里，可保證能進行工業化作業；五是地表平坦、水資源較豐富，保證頁巖氣開采有經濟效益。

    按照上述評價標準，評價優選出我國三類頁巖氣核心區的個數、面積及分布，對我國頁巖氣是否能夠實現大規模開發利用至關重要。

    加大“試驗區”建設

    中國頁巖氣與北美頁巖氣相比，有三大特殊性：一是海相頁巖熱演化程度較高、構造活動較強；二是陸相頁巖熱演化程度較低、分布非均質性較強；三是地面多為山地、丘陵等復雜地表，埋藏較深，還面臨水資源與環保等問題。上述特殊性決定了我國難以照搬美國成熟技術，需要開發出適合我國地質與地面條件的低成本、環境友好的開采技術。

    因此，要通過加大試驗區建設，從技術對策、體制機制、運營模式等方面進行研究與試驗，探索形成針對不同地區、不同類型頁巖氣的開發模式，真正發揮試驗區的示范帶動作用，才能更好地促進頁巖氣大規模開發利用。

    頁巖氣開采方式上，可先采用直井鉆探獲取關鍵參數，后采用叢式水平井+同步壓裂或交叉壓裂的平臺式“工廠化”作業模式進行開采。對每個平臺部署多少口井、控制多大面積范圍，對頁巖氣生產最經濟有效等問題，需要通過示范區建設來解答。

    目前，水平井多段壓裂、可鉆橋塞、壓裂液、微地震監測等是目前頁巖氣技術突破的重點。

    加強“生產區”規劃

    美國已投入開發的頁巖氣井產量遞減規律顯示，一般初期產量較高但遞減很快，1~2年產量遞減80%~90%，后期產量遞減緩慢，且生產井壽命可達20～30年。加強井間接替，特別是區塊接替，是實現頁巖氣產量快速增長的關鍵。

    因此，在明確我國技術開采儲量、工業化開采的核心區數量后，可以預測我國頁巖氣可能的產能和產量規模，從而將我國頁巖氣開發利用與常規天然氣統一考慮，整體規劃，合理布局，為實現頁巖氣大規模開發利用奠定堅實的基礎。

    由于我國天然氣工業剛進入快速發展期，管網系統和基礎設施尚不完善，絕大多數地區頁巖氣開發缺乏現成的管網系統予以支持，需要配套建設地面集輸系統和骨干管網，這必然會增加成本，降低頁巖氣開發利用的經濟性。

    筆者認為，我國頁巖氣勘探開發已見顯著成效，下一步關鍵是要按照“三步走”路線圖，加快明確全國有多少個核心區，盡快形成我國不同類型頁巖氣開采模式，科學、整體和經濟地部署我國頁巖氣產能規模和產量指標，最終實現我國頁巖氣大規模開發利用，使之成為支撐我國天然氣工業快速發展的生力軍。

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