頁巖氣勘探和開發政策研究初探

摘 要：中國目前還沒有投入商業生產的頁巖氣井，不過已經有幾家公司展開了勘探項目，頁巖氣田開發可以劃分為5個階段，即資源評估，勘探活動，早期開采，成熟開采和產量遞減階段。本文分中國、俄羅斯、北美和全球開發戰略幾個方面初步探討正在發展的頁巖氣勘探和開發政策研究，開發頁巖氣會加劇氣候變化，破壞地下水資源等蹩端。據國土資源部油氣中心的數據，我國頁巖氣資源量勘探和開發可以大大縮短發展過程，實現跨越式發展，預計2020年，產量將超過1000億立方米，達到我國目前常規天然氣生產水平。

關鍵詞：頁巖 中國 俄羅斯 北美 全球

中圖分類號：TE64文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0020-02

頁巖是湖沼相沉積的泥、砂質碎屑巖，反映沉積時候的物質狀態和生成背景。其中常常富集生物化石和油頁巖氣。所謂頁巖氣，是指地層中以游離狀態存在于頁巖層中的一種重要的非常規天然氣資源。由于頁巖是淤泥沉積形成的巖石，質地堅硬，開采難度很高。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中，較常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的特點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。國土資源部發布《全國頁巖氣資源潛力調查評價及有利區優選》稱，經初步評價，中國陸緣頁巖氣地質資源潛力為134.42萬億m3，可采資源潛力為25.08萬億m3（不含青藏區）。25.08萬億m3，也使中國超過了目前全球第一大頁巖氣生產國美國的儲量。頁巖氣是第十七種礦產資源，這已被中央政府所認可，由此國土部可以不受中石油、中石化和中海油等石油央企掣肘時獨立組織相關企業進行開發。

中國目前還沒有投入商業生產的頁巖氣井，不過已經有幾家公司展開了勘探項目，包括中石油、荷蘭皇家殼牌、英國石油和雪佛龍，因此“對頁巖氣資源的開發，要盡快制定規劃，首先是搞好資源調查，研究開采技術方法，作全面技術經濟論證”。下面分中國、俄羅斯、北美、全球開發戰略三個方面初步探討正在發展的頁巖氣勘探和開發政策研究。

1 中國開發戰略

我國頁巖氣資源類型多、分布廣、潛力大。我國海相沉積分布面積多達300萬km2，海陸交互相沉積面積200多萬km2，陸上海相沉積面積約280萬km2。這些沉積區內均具有富含有機質頁巖的地質條件，頁巖地層在各地質歷史時期十分發育，形成了海相、海陸交互相及陸相多種類型富有機質頁巖層系。

四川盆地不僅是人類最早發現、開采、利用天然氣的地區之一，而且也是當前中國頁巖勘探開發的突破點，具有巨大的頁巖氣資源潛力和良好的發展前景，已經具備建立國家頁巖氣產業化建設先導試驗區的基本條件（王蘭生，2011）。殼牌公司在頁巖氣開發上有近20年的研究實踐，有一套成熟的開發技術。蜀南氣礦與殼牌公司合作將能夠學習和獲得頁巖氣勘探和開采技術，為今后繼續開發做好準備。據了解2009年10月中石油和荷蘭皇家殼牌公司簽署了“富順-永川區塊頁巖氣聯合勘探”協議，會員開發區域河級永川、隆昌、瀘縣、富順。

通過本次評價和優選，取得的主要認識有，頁巖氣資源豐富，分布范圍廣，適于規模勘探開發；但地質條件復雜、類型多樣，在勘探開發技術上我們和先進國家還有很大差距，需要加快攻關和創新；勘查開發剛剛起步，進入快速發展階段還需要時間和條件。“十二五”我們想主要是做好頁巖氣勘探開發的起步工作，“十三五”將形成快速發展之路。本次評估和優選將我國陸域劃分為五個區，共評價了41個盆地和地區、81個評價單元、51個含頁巖氣的層段。對不同地質單元，地層層系、沉積類型、埋深、地表環境和省份的資源潛力進行了評價。

中國應當盡快制訂中國頁巖氣發展戰略和規劃，解決國家層面關于頁巖氣的戰略定位問題。建立中國政府進一步加強對頁巖氣勘探開發政策的研究，盡快出臺國家對天然氣的優惠政策。制定了頁巖氣資源管理工作方案，進一步明確了頁巖氣資源管理的思路、工作原則以及主要內容和重點等。

2 俄羅斯開發戰略

頁巖氣振動了克里姆林宮的最高統治者。俄羅斯本屆當選總統普京下月將上任，在總理任上最后一次對國家杜馬做政府工作報告時，他說：“能源生產商需要應對因美國頁巖氣增產，市場結構變化帶來的挑戰。”這里的能源生產商顯然是指俄氣。對俄氣而言，美國的頁巖氣生產還不是最大的危險。或許，美國頁巖氣的成功在俄天然氣進口國中的示范作用才是最可怕的。中國、波蘭、保加利亞、羅馬利亞和烏克蘭等國都計劃開發本國的頁巖氣資源。

2009年，美國超過俄羅斯成為全球最大天然氣生產國。彼時，莫斯科和俄氣似乎對此漠不關心。時過境遷，如今，頁巖氣產量增加已將北美天然氣價格壓到10年來的最低值。美國天然氣出口的前景也越來越明顯，克里姆林宮也無法巋然不動了。2010年3月，俄羅斯聯邦國家杜馬能源委員會舉行了“頁巖氣資源開發前景”圓桌會議，主題是如何應對“美國依靠開發頁巖氣新技術，使其天然氣產量超過俄羅斯，成為世界天然氣第一生產大國并改變世界天然氣市場的現狀”。

3 歐美開發戰略

美國切薩匹克能源公司的一份報出顯示，在巴涅特頁巖井深作業時，鉆井過程用水約需要10000m3，而水力壓裂過程中平均用水1.43萬m3。在水資源豐富的美國這并不是嚴峻的問題，但對于頁巖氣富集地區大都位于中西部的中國，頁巖氣的大量開采顯然會加劇這些地區本已嚴重的水資源緊張問題。同時，頁巖氣的開采可能造成飲用水的污染。更為確切地說，在頁巖氣開采的過程中有三個環節可能對飲用水造成污染。第一是返排水的處理。在水力壓裂中，75%的壓裂液會流回地面，其中不僅含有用于保證水力壓裂液流暢通、保護管道和殺死細菌的化學物質，還含有來自地下巖層的放射性物質和鹽類。據能源信息署的最新“年度能源展望”報告，從2005年至2010年，美國頁巖氣產量平均增長48%，產量增長近20倍超過1378億m3。頁巖氣在美國天然氣產量的比重升至25%左右。2009年美國以6240億m3的產量首次超過俄羅斯的5820億m3，躍升為全球第一大天然氣生產國。

北美地區頁巖氣開發技術進步和市場競爭促使鉆井與儲層改造費用連年下降，目前開發成熟區的1×108m3產能建設投資約折合人民幣為2.5～3億元。Petrologistics公司簽約了丙烷原料擴大供應公司，Petrologistics公司在美國休斯敦的12億磅/年丙烷脫氫裝置已于2011年2月投產。陶氏化學公司將使液化石油氣作為原料裂解提升高達80%，并且隨著公司從天然氣抽取出更多的乙烷，甚至將用乙烷來替代部分丙烷（錢伯章，2011）。對頁巖氣勘探開發等鼓勵類項目下進口國內不能生產的自用設備，按有關規定免征關稅。

4 未來開發戰略

隨著全球天然氣市場在最近10年內發生了劇烈的變化，2000年以后北美地區頁巖氣產量的迅速增加，正在極大程度上改變著全球天然氣市場甚至全球能源政治經濟的景貌，頁巖氣被人們稱為“博弈改變者”。自生自縮的頁巖氣藏的產量能力受有機碳含量（TOC）、熱成熟度（R0）、無機組分含量、天然和誘導裂縫等因素的影響。使用1）水力噴射分段壓裂技術；2）哈利泊頓的定點壓裂技術；3）斯倫貝謝的水平井分段壓裂技術；4）加拿大封陷器能源服務公司的StackFrac技術；5）貝克休斯的保眼封隔器組合分段壓裂（冶維青，2011）。亨利日前在宣布本公司第二季度業績期間舉行的一次分析師電話會議上表示，殼牌公司計劃今年投資5億美元在中國的頁巖氣和致密氣遠景探區內進行鉆井作業。

據美國能源情報署（EIA）《2011年全球頁巖氣資源初步評估》報告顯示，全球頁巖氣技術可采資源量超過200萬億立方英尺的國家共有九個。分別是：中國擁有可采資源量1275萬億立方英尺，美國擁有862萬億立方英尺，阿根廷擁有774萬億立方英尺，墨西哥擁有681萬億立方英尺，澳大利亞擁有396萬億立方英尺，加拿大擁有388萬億立方英尺，利比亞擁有290萬億立方英尺，阿爾及利亞擁有230萬億立方英尺，巴西擁有226萬億立方英尺。2004年至2009年全球天然氣價格暴跌，從每百萬熱值單位10美元下降至3美元，而這主要歸因于頁巖氣較好地滿足了天然氣需求。亨利說：“在我們與中國石油天然氣股份有限公司（中國石油/PetrChina）的投資組合中有幾個遠景探區。我們在中國西南部的四川省有2個遠景探區。我們在中國北部地區有許多的煤層氣機會。我們去年投資了大約4.5億美元。今年我們計劃向中國投資5億美元。今年我們將鉆取20口新井。現在世界上頁巖氣的開采主要集中在海相頁巖中，而我國北方地區頁巖層系多為陸相和海陸過渡相，在對頁巖氣資源進行評估時，可以依據資源再生帶動預測的模式來衡量（王麗波，2012）。

5 討論

頁巖氣田開發可以劃分為5個階段，即資源評估，勘探活動，早期開采，成熟開采和產量遞減階段。國土資源部開展的拍賣工作（1）申報頁巖氣為獨立礦種。在地質條件上，中國的非常規天然氣儲層埋藏位置較美國要深，并且比較分散。美國公司開發出來水力壓裂法和水平井鉆井使得頁巖氣開采成為可能。中國的頁巖層遠比美國要深，這就意味著，中國開采頁巖氣需要注入更多化學物質并采用更復雜的技術。中國發現有頁巖氣儲量的地區一般較為缺水，而實施水力壓裂需要大量的水。很多場合下，中國的學者和政策制定者都曾提到水資源短缺對頁巖氣開采的限制。但是，頁巖氣開采用水涵蓋的另外兩個話題在國內卻很少被提及，那就是，水力壓裂法注入的化學物質可能污染地下水，還可能引發地震。而這兩個“可能”是否會成“一定”，美國地質調查局和美國環境保護署也沒有定論，兩部門都在做調查。這兩個“可能”也正是歐洲一些國家禁止使用水力壓裂法開采頁巖氣的原因。國土資源部關于將頁巖氣作為獨立礦種的申請已經得到了國務院正式批準，頁巖氣成為我國第172個礦種。獨立礦種能確定，將為社會資金進入頁巖氣勘查開發領域提供了機會，有利于形成競爭局面，加速我國頁巖氣勘查開發進程。（2）開展頁巖氣探礦權招標出讓，已經確定頁巖氣探礦權的出讓將采用競爭方式。在優選頁巖氣區塊的基礎上，2011年已經首次完成第一批頁巖氣探礦權招標出讓，今年已準備開展1-2批頁巖氣探礦權招標出讓。（3）將頁巖氣納入找礦突破戰略行動主要礦種。在由國土資源部、發改委、財政部和科技部共同編制上報，國務院批準的《找礦突破戰略行動綱要（2011-2020年）》中，將頁巖氣作為重點能源礦產，進行重點部署，全面推進頁巖氣戰略調查和重點地區的勘查開發。（4）提供社會服務。為了滿足經濟發展對能源的需求，中國政府有提高國內天然氣產量的規劃，頁巖氣被視為實現規劃的生力軍。但是，企業難改其逐利的本性。當前，中國天然氣定價權控制在政府手中，天然氣價格被刻意壓低，企業更不愿意去開采成本高昂的頁巖氣。控制價格和生產獲利之間的矛盾中，誰會獲勝關系到中國頁巖氣開發進程的快與慢。這項成果，對石油企業勘探開發頁巖氣和地方政府掌握頁巖氣資源具有重要的參考價值，為相關科研院所、高等院校和社會公眾了解頁巖氣資源提供了基礎資料和信息。

中國未來對于天然氣有著巨量需求空間，官方的數量是2020年要抬升至3500億m3，目前這一數量是1300億m3左右。不過，相當于頁巖氣在美國的紅火局面，中國國內是除了艷羨，需要做的實際工作還有很多。根據頁巖氣聚集的機理條件和中美頁巖氣地質條件的相似性對比，中國頁巖氣富集地質條件優越，具有與美國大致相同的頁巖氣資源前景及開發活動。據國土資源部油氣中心的數據，我國頁巖氣資源量至少與美國旗鼓相當。如果措施得當，可達到我國目前常規天然氣生產水平。

財政部經濟建設司能源政策處副處長李成說：“由于頁巖氣的開發具有投入規模大，產出周期長，回報慢等特點，財政部將出臺一系列財稅支持政策。”根據李成介紹，財稅支持將集中在以下幾個方面：加大對頁巖全資源調查評價的資金投入；通過國家科技重大專項，加大對頁巖氣勘探開發技術研究支持力度；參照煤層氣財政補貼政策，研究制定頁巖氣具體補貼政策。經過多年探索，我國頁巖氣資源開發已具備一定基礎，頁巖氣補貼政策也已基本成型。未來幾年內，我國頁巖氣勘探開發重點將集中在南方地區，通過頁巖氣資源開發緩解天然氣供應緊張形勢。隨著中國能源消費量不斷攀升，頁巖氣將會發揮越來越重要作用，成為常規能源重要補充。依法取得頁巖氣探礦權、采礦權的礦業權人和探礦權申請人可按照相關對該申請減免頁巖氣探礦權和采礦權使用費。

6 結語

我國和其他國家頁巖氣的開發，存在許多優越性和劣勢，但主要通過上級鋪陳基金，建立長效機制，鞏固發展周期運行成本低、招標權限有編制的開發機制，自然能建立萬億立方米頁巖氣大國的占據有利生產位置的高規格高品質的服務商業化體系。

感謝中國地質大學老師孫岱生教授、李勝榮教授的指導幫助！

參考文獻

[1]王蘭生，廖紅孟，陳更生，等.中國頁巖氣勘探開發面臨的問題與對策[J]，新能源，2011.

[2]趙宏國.世界頁巖氣開發現狀及其影響[J]，現代國際關系，2011.

[3]錢伯章.頁巖氣助推美國石化工業[J]，中國石油，2011.