國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)正在加速推進(jìn),各類企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,頁巖氣大發(fā)展的序幕正在徐徐拉開。
我國頁巖氣資源調(diào)查與勘探開發(fā)起步較晚,目前尚處于勘探早期的選區(qū)評(píng)價(jià)及先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)起步階段。20世紀(jì)60年代至90年代,在常規(guī)油氣勘探過程中,松遼、渤海灣、四川、鄂爾多斯等盆地頁巖中均發(fā)現(xiàn)過泥頁巖裂縫氣藏或頁巖氣顯示。如1966年四川盆地威遠(yuǎn)構(gòu)造威5井在下寒武統(tǒng)九老洞組(井深2795米)頁巖中就獲得工業(yè)氣流,但未引起重視。近年來,受北美頁巖氣勘探開發(fā)獲得巨大成功的影響,我國頁巖氣資源勘探開發(fā)正在加速推進(jìn)。
頁巖氣資源量全球第一
我國具有豐富的頁巖氣資源,分布領(lǐng)域廣泛。總的說來,具有多層系(古、中、新生界)、多領(lǐng)域(海相、陸相、過渡相)、多類型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型)、多演化(熱演化程度高、中、低)、多成因(生物、熱解、裂解成因)等特點(diǎn),泥頁巖層系油氣顯示活躍,頁巖油氣資源豐富。
2006年以來先后有美國能源信息署(EIA)、美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)、中國石油、中國石化、中國國土資源部、中國工程院等機(jī)構(gòu)對(duì)我國頁巖氣資源量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。由于目前我國頁巖氣的勘探程度較低,各評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)掌握的資料不一、采取的評(píng)價(jià)方法不同,因此評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定的差異性。但總的來說,各評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)均看好我國頁巖氣資源的勘探開發(fā)前景。其中以國土資源部頁巖氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果最具代表性。
2011年,由國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心組織實(shí)施“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選”項(xiàng)目,包括中國石化、中國石油、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國石油大學(xué)(北京)、中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所等27個(gè)單位420余人參加了研究評(píng)價(jià)工作。今年3月1日,國土資源部召開新聞發(fā)布會(huì),公布了全國頁巖氣資源評(píng)價(jià)結(jié)果:我國陸上頁巖氣地質(zhì)資源量134.42萬億立方米,技術(shù)可采資源量25.08萬億立方米(不含青藏區(qū)),優(yōu)選出頁巖氣有利區(qū) 180個(gè),劃分頁巖氣勘探開發(fā)規(guī)劃區(qū)36個(gè)。
2008年以來,通過老井復(fù)查復(fù)試、頁巖油氣專探、常規(guī)油氣兼探等手段,先后在南方古生界海相、四川盆地中下侏羅統(tǒng)陸相、鄂爾多斯盆地三疊系陸相、東部斷陷盆地等多個(gè)領(lǐng)域獲得了頁巖油氣流,初步展示出良好的頁巖油氣勘探開發(fā)前景。
初步預(yù)測(cè),2015年我國頁巖氣產(chǎn)量將達(dá)65億立方米,頁巖氣勘探開發(fā)初見成效。2020年頁巖氣產(chǎn)量1000億立方米。
勘探開發(fā)如火如荼
目前,國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)正在加速推進(jìn),各類企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,呈現(xiàn)出如火如荼的喜人景象。
2004年,國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心開始與中國地質(zhì)大學(xué)北京一起,跟蹤調(diào)研我國頁巖氣資源狀況和世界頁巖氣資源發(fā)展動(dòng)態(tài)。
2009年,在全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)專項(xiàng)中,設(shè)立了“中國重點(diǎn)地區(qū)頁巖氣資源潛力及有利區(qū)帶優(yōu)選”項(xiàng)目,并在重慶彭水縣蓮湖鄉(xiāng)實(shí)施了第一口頁巖氣戰(zhàn)略調(diào)查井渝頁1井,在下志留統(tǒng)見良好的氣顯示。
2009年11月,美國總統(tǒng)奧巴馬來華訪問期間,中美雙方簽署了《中美關(guān)于在頁巖氣領(lǐng)域開展合作的諒解備忘錄》,將兩國在頁巖氣方面的合作上升到了國家層面。
2005年以來,隨著能源需求的急劇增加和國外頁巖氣資源的成功開發(fā)利用,各大石油公司通過國際交流與合作,開展了國內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)的一些前期調(diào)研和技術(shù)準(zhǔn)備,對(duì)國內(nèi)頁巖氣資源狀況開展了初步研究。三大石油公司將頁巖氣勘探開發(fā)列為非常規(guī)油氣資源的首位。
中國石油2007年與美國新田石油公司簽署了《威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣聯(lián)合研究協(xié)議》,2008年11月在四川省宜賓市實(shí)施了中國首口頁巖氣取芯淺井;2009年又與殼牌公司在重慶富順-永川區(qū)塊啟動(dòng)合作勘探開發(fā)項(xiàng)目,并于2010年實(shí)施鉆探的威201井在下寒武統(tǒng)獲得日產(chǎn)1.08萬立方米工業(yè)氣流。隨后,在長寧和富順區(qū)塊下志留統(tǒng)龍馬溪組也獲得了頁巖氣的突破。目前,中國石油西南油氣公司在川南已鉆探了20余口井,除寧206井外,均產(chǎn)頁巖氣。與殼牌合作的陽 101井(直井)初測(cè)產(chǎn)頁巖氣超過5萬立方米/日。
中國石化勘探開發(fā)研究院2006年啟動(dòng)了“中國頁巖氣早期資源潛力分析”研究項(xiàng)目。2010年組織一些油田企業(yè)在常規(guī)油氣區(qū)內(nèi)對(duì)170余口井進(jìn)行頁巖氣復(fù)查、復(fù)試工作,在建111井和元壩9井分別獲得工業(yè)氣流,并由華東分公司實(shí)施了中國石化第一口頁巖氣探井——宣頁1井。隨后,在湘鄂西、黃平、彭水和湘中等海相領(lǐng)域開展了二維地震和參數(shù)井部署,在建南、涪陵、元壩、川西陸相領(lǐng)域開展了水平井試驗(yàn)。
2011年,中國石化第一口頁巖氣水平井建頁HF-1井成功壓裂,試獲日產(chǎn)氣1.2萬立方米。2012年相繼在涪陵、元壩、彭水取得頁巖氣勘探突破。涪陵區(qū)塊興隆101井試獲日產(chǎn)氣11萬立方米,日產(chǎn)油54立方米。隨后在該區(qū)啟動(dòng)了中國石化第一個(gè)頁巖氣產(chǎn)能建設(shè)示范區(qū),預(yù)計(jì)2013年度形成10億立方米產(chǎn)能規(guī)模。還在元壩多口井試獲高產(chǎn)氣流,取得了川東南復(fù)雜構(gòu)造區(qū)海相頁巖氣勘探突破。與此同時(shí),中國石化與BP、?松梨、雪佛龍等國外油氣公司進(jìn)行了頁巖氣勘探的交流合作。
目前,國土資源部第二輪頁巖氣招標(biāo)已經(jīng)開標(biāo),眾多企業(yè)爭(zhēng)相參與。
頁巖氣開發(fā)面臨的突出問題
一是頁巖氣資源形成條件復(fù)雜,與北美地區(qū)存在較大差異,研究程度低,資源潛力和規(guī)模還有待進(jìn)一步落實(shí)。我國含油氣盆地在多旋回的構(gòu)造演化過程中,發(fā)育了海相、陸相及海陸過渡相三類富含有機(jī)質(zhì)的泥頁巖層系,具有多層系、多類型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。如南方海相古生界泥頁巖演化程度普遍偏高,保存條件差,構(gòu)造及地表地貌條件復(fù)雜多變,不同地區(qū)埋藏深度差異大。目前,我國頁巖氣資源仍處于評(píng)價(jià)早期,研究程度低,還需進(jìn)一步加強(qiáng)潛力評(píng)價(jià),落實(shí)資源規(guī)模。
二是適合頁巖氣勘探開發(fā)特點(diǎn)的工程工藝適應(yīng)性配套技術(shù)系列尚未建立。北美頁巖氣開發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明,規(guī);a(chǎn)和水平井多級(jí)分段壓裂等工程工藝技術(shù)的突破是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵。目前我國在水平井鉆完井、水平井多級(jí)分段壓裂等關(guān)鍵技術(shù)方面尚處于起步階段,適應(yīng)性工程工藝及配套技術(shù)系列尚未形成,還需進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)引進(jìn)和攻關(guān)。如目前頁巖氣有利區(qū)多集中在南方地區(qū),普遍適用于美國的井工廠快速施工模式,無法直接在南方復(fù)雜地形區(qū)狹小運(yùn)行,需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和適應(yīng)性試驗(yàn)。
三是頁巖氣勘探開發(fā)尚處于發(fā)展初期,商業(yè)性開發(fā)需要國家政策扶持和成本控制。非常規(guī)油氣資源作為一種新的油氣能源,目前僅在北美地區(qū)進(jìn)入商業(yè)性開發(fā)階段。我國頁巖氣勘探開發(fā)尚處于發(fā)展初期,加之地下地質(zhì)和地貌條件復(fù)雜,天然氣管網(wǎng)和消費(fèi)市場(chǎng)的不均衡,導(dǎo)致勘探開發(fā)投入大,成本和效益等風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)油氣,商業(yè)性開發(fā)需要國家政策扶持和成本控制。目前中國石化的涪陵大安寨段水平井鉆井井深一般在3600米,從鉆前工程、鉆井、完井、錄井、測(cè)井、到壓裂,包括后期的井場(chǎng)建設(shè)、管線、采輸,大約需要6000萬~7000萬元資金。如果一口井的頁巖氣平均日產(chǎn)氣量在3萬立方米,要穩(wěn)產(chǎn)6~7年才能達(dá)到投入產(chǎn)出平衡點(diǎn)。但頁巖氣井往往具有初期產(chǎn)量高、遞減快的特點(diǎn)。而美國做到頁巖氣商業(yè)化開采,首先是在國家優(yōu)惠政策的扶持下,在成本管理、規(guī);、技術(shù)、工程作業(yè)進(jìn)度(一口3000~3500米的水平井,美國現(xiàn)在1個(gè)月就能完鉆,而國內(nèi)一般需3個(gè)月)上來保證提高單井產(chǎn)量,縮短資金的回收期。