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中國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展應(yīng)分“三步走”
 

    近年來(lái)，隨著連續(xù)型油氣聚集理論、水平井多級(jí)壓裂技術(shù)、平臺(tái)式工廠化生產(chǎn)模式的突破，美國(guó)頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。近5年美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量由200億立方米增長(zhǎng)到1700多億立方米，助推美國(guó)再次成為全球第一大產(chǎn)氣國(guó)，改變了全球傳統(tǒng)能源格局，形成以中東為核心的東半球“常規(guī)油氣版圖”，及以美洲為核心的西半球“非常規(guī)油氣版圖”。

    美國(guó)針對(duì)頁(yè)巖氣開展了幾十年的持續(xù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)目前產(chǎn)量的快速跨越。受美國(guó)影響，我國(guó)政府部門、生產(chǎn)企業(yè)、高校和科研院所，也掀起了頁(yè)巖氣研究與勘探開發(fā)熱潮。

    我國(guó)要規(guī)模化開采頁(yè)巖氣，重要的是理性確定我國(guó)頁(yè)巖氣現(xiàn)階段定位。與美國(guó)相比，我國(guó)頁(yè)巖氣的基礎(chǔ)研究與勘探開發(fā)試驗(yàn)剛剛起步，對(duì)資源潛力與發(fā)展前景存在不同看法，核心技術(shù)與經(jīng)濟(jì)開采模式尚處于探索起步階段。美國(guó)幾十年頁(yè)巖氣生產(chǎn)實(shí)踐證明，工作節(jié)奏可以加快，但程序難以逾越，制定頁(yè)巖氣科學(xué)發(fā)展路線圖將有助于我國(guó)頁(yè)巖氣科學(xué)發(fā)展、快速發(fā)展和規(guī)模發(fā)展。

    借鑒國(guó)外頁(yè)巖氣發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)頁(yè)巖氣目前現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，我國(guó)頁(yè)巖氣發(fā)展應(yīng)制定加快核心區(qū)評(píng)選、加大試驗(yàn)區(qū)建設(shè)、加強(qiáng)生產(chǎn)區(qū)規(guī)劃的“三步走”路線圖。

    加快“核心區(qū)”評(píng)選

    筆者認(rèn)為，發(fā)展頁(yè)巖氣應(yīng)加深資源認(rèn)識(shí)，摸清資源家底，找準(zhǔn)頁(yè)巖氣富集的核心區(qū)，把“核心區(qū)”作為資源評(píng)價(jià)的最終落腳點(diǎn)。核心區(qū)是工業(yè)化試驗(yàn)建設(shè)選擇的重點(diǎn)地區(qū)，是科學(xué)制定頁(yè)巖氣發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃的基礎(chǔ)。

    目前，中國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)尚處于起步階段，可用于頁(yè)巖氣資源潛力預(yù)測(cè)的資料和數(shù)據(jù)非常有限。盡管不同地區(qū)在富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育規(guī)模、頁(yè)巖質(zhì)量等方面具廣泛的相似性，但中國(guó)地質(zhì)條件的復(fù)雜性決定不同地區(qū)頁(yè)巖氣的形成與富集存在許多特殊性。這也導(dǎo)致不同研究機(jī)構(gòu)對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量的估算結(jié)果存在很大差異。

    目前具有較大影響力的估算結(jié)果主要有三種：一是美國(guó)能源信息署（EIA）評(píng)價(jià)的中國(guó)塔里木和四川兩個(gè)盆地頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為36萬(wàn)億立方米；二是國(guó)土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心評(píng)價(jià)的25萬(wàn)億立方米；三是中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院評(píng)價(jià)的10萬(wàn)億～15萬(wàn)億立方米。

    資源評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)大的差異，特別是頁(yè)巖氣有利核心區(qū)不明確，十分不利于國(guó)家進(jìn)行科學(xué)決策與部署，也不利于企業(yè)實(shí)際操作。為此，迫切需要加大投入，進(jìn)行新一輪系統(tǒng)的頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)和核心區(qū)優(yōu)選。

    筆者認(rèn)為，重點(diǎn)是針對(duì)我國(guó)發(fā)育的海相、海陸過(guò)渡相和陸相三類頁(yè)巖，鉆探一批地質(zhì)調(diào)查參數(shù)井，并開展系統(tǒng)分析化驗(yàn)，取全、取準(zhǔn)評(píng)價(jià)所需的關(guān)鍵參數(shù)，確立合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選取合適的評(píng)價(jià)方法，從而科學(xué)評(píng)價(jià)出我國(guó)不同類型頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量和有利核心區(qū)分布。

    從美國(guó)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，核心區(qū)是頁(yè)巖氣開發(fā)的主體，也是美國(guó)頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)利用的關(guān)鍵。頁(yè)巖氣核心區(qū)評(píng)價(jià)取決于5項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)：一是有機(jī)質(zhì)含量大于2%、有機(jī)質(zhì)成熟度大于1.1%、地層超壓，可保證頁(yè)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(tǒng)；三是儲(chǔ)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(chǔ)氣空間；四是含氣頁(yè)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(jìn)行工業(yè)化作業(yè)；五是地表平坦、水資源較豐富，保證頁(yè)巖氣開采有經(jīng)濟(jì)效益。

    按照上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)優(yōu)選出我國(guó)三類頁(yè)巖氣核心區(qū)的個(gè)數(shù)、面積及分布，對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣是否能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模開發(fā)利用至關(guān)重要。

    加大“試驗(yàn)區(qū)”建設(shè)

    中國(guó)頁(yè)巖氣與北美頁(yè)巖氣相比，有三大特殊性：一是海相頁(yè)巖熱演化程度較高、構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)；二是陸相頁(yè)巖熱演化程度較低、分布非均質(zhì)性較強(qiáng)；三是地面多為山地、丘陵等復(fù)雜地表，埋藏較深，還面臨水資源與環(huán)保等問(wèn)題。上述特殊性決定了我國(guó)難以照搬美國(guó)成熟技術(shù)，需要開發(fā)出適合我國(guó)地質(zhì)與地面條件的低成本、環(huán)境友好的開采技術(shù)。

    因此，要通過(guò)加大試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，從技術(shù)對(duì)策、體制機(jī)制、運(yùn)營(yíng)模式等方面進(jìn)行研究與試驗(yàn)，探索形成針對(duì)不同地區(qū)、不同類型頁(yè)巖氣的開發(fā)模式，真正發(fā)揮試驗(yàn)區(qū)的示范帶動(dòng)作用，才能更好地促進(jìn)頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)利用。

    頁(yè)巖氣開采方式上，可先采用直井鉆探獲取關(guān)鍵參數(shù)，后采用叢式水平井+同步壓裂或交叉壓裂的平臺(tái)式“工廠化”作業(yè)模式進(jìn)行開采。對(duì)每個(gè)平臺(tái)部署多少口井、控制多大面積范圍，對(duì)頁(yè)巖氣生產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)有效等問(wèn)題，需要通過(guò)示范區(qū)建設(shè)來(lái)解答。

    目前，水平井多段壓裂、可鉆橋塞、壓裂液、微地震監(jiān)測(cè)等是目前頁(yè)巖氣技術(shù)突破的重點(diǎn)。

    加強(qiáng)“生產(chǎn)區(qū)”規(guī)劃

    美國(guó)已投入開發(fā)的頁(yè)巖氣井產(chǎn)量遞減規(guī)律顯示，一般初期產(chǎn)量較高但遞減很快，1~2年產(chǎn)量遞減80%~90%，后期產(chǎn)量遞減緩慢，且生產(chǎn)井壽命可達(dá)20～30年。加強(qiáng)井間接替，特別是區(qū)塊接替，是實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)量快速增長(zhǎng)的關(guān)鍵。

    因此，在明確我國(guó)技術(shù)開采儲(chǔ)量、工業(yè)化開采的核心區(qū)數(shù)量后，可以預(yù)測(cè)我國(guó)頁(yè)巖氣可能的產(chǎn)能和產(chǎn)量規(guī)模，從而將我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)利用與常規(guī)天然氣統(tǒng)一考慮，整體規(guī)劃，合理布局，為實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)利用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

    由于我國(guó)天然氣工業(yè)剛進(jìn)入快速發(fā)展期，管網(wǎng)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善，絕大多數(shù)地區(qū)頁(yè)巖氣開發(fā)缺乏現(xiàn)成的管網(wǎng)系統(tǒng)予以支持，需要配套建設(shè)地面集輸系統(tǒng)和骨干管網(wǎng)，這必然會(huì)增加成本，降低頁(yè)巖氣開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)性。

    筆者認(rèn)為，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)已見顯著成效，下一步關(guān)鍵是要按照“三步走”路線圖，加快明確全國(guó)有多少個(gè)核心區(qū)，盡快形成我國(guó)不同類型頁(yè)巖氣開采模式，科學(xué)、整體和經(jīng)濟(jì)地部署我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)能規(guī)模和產(chǎn)量指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)頁(yè)巖氣大規(guī)模開發(fā)利用，使之成為支撐我國(guó)天然氣工業(yè)快速發(fā)展的生力軍。