李杏茹,梁 凱
(1.中國地質大學 (北京),北京 100083;2.中國國土資源經濟研究院,北京 101149)
近年來,隨著我國PM2.5問題日益暴露、天然氣對外依存度持續走高,非常規天然氣作為優質、高效、清潔能源迎來了良好發展機遇。我國非常規天然氣資源豐富,資源量遠大于常規天然氣,具有廣闊的開發前景[1-3]。但是,我國非常規天然氣的勘探開發仍處在初級階段,致密氣、煤層氣勘探開發二三十年,進展仍然緩慢,未形成產業化。正確分析其制約因素,準確采取改善行動,對促進我國非常規天然氣行業的快速發展至關重要,對發展低碳經濟、降低天然氣對外依存度具有重要現實意義。
所謂非常規天然氣是指依靠常規技術方法不能進行經濟勘探開發的天然氣資源,目前進行商業化開發的主要有致密砂巖氣(簡稱致密氣)、煤層氣、頁巖氣等。我國非常規天然氣分布廣,資源潛力大。據統計,致密氣、煤層氣、頁巖氣的可采資源量34×1012m3,約為常規天然氣資源量的2倍[3]。隨著技術的進步、優惠政策的頒布,非常規天然氣得到快速發展,2012年三類非常規天然氣產量445×108m3[4],占天然氣總量的41.5%,成為我國天然氣勘探開發的重要領域。
20世紀70年代以來,隨著認識水平和勘探開發技術的提高,已經形成了鄂爾多斯盆地蘇里格、四川盆地須家河組兩大致密氣區,在松遼、吐哈、準噶爾、渤海灣和柴達木等盆地均發現致密氣商業化氣流,部分盆地已獲得規模儲量[3]。2012年致密氣產量達320×108m3,僅次于美國,排在世界第二位[4]。目前,已基本掌握了致密氣的開發配套技術系列,并創新出一套成功的管理模式[5],具有快速發展的巨大潛力。
我國煤層氣產業歷經20余年的發展,特別是“十一五”期間,建成了沁水南部和鄂爾多斯東緣兩大生產基地,已處于商業化開發的初期階段[6]。目前,我國煤層氣儲層條件、控制條件和成藏類型等地質理論已形成,地面開發煤層氣技術已初步形成了一套適合我國煤炭儲層條件的工程技術及工藝,制定并頒布若干煤層氣工程、安全規程及標準。但是,我國目前主要獲得的是高中煤階煤層氣產能,大量的低煤階煤層氣的勘探開發理論與技術仍未取得突破[7]。
頁巖氣勘探開發已經納入國家能源戰略,自啟動頁巖氣資源評價項目、部署優選區先導實驗區(川、渝、黔),出臺《頁巖氣發展規劃(2011~2015年)》,到設立頁巖氣獨立礦種,我國頁巖氣勘探開發熱情空前高漲,成為除美國、加拿大之外最活躍的國家之一。2012年“全國頁巖氣資源潛力調查評價及有利區優選”成果表明,我國陸域頁巖氣地質資源潛力為134×1012m3,可采資源潛力為25×1012m3,優選出有利區180個[8]。自2009年至2012年底,累計完成129口頁巖氣相關鉆井,其中調查直井46口、探井(直井)55口,評價井28口(水平井),2012年產量約2500×104~3000×104m3[9]。
相對于常規天然氣,非常規氣的單井產量低、開采難度大、成本高,在開發利用初期,政府的經濟扶持和優惠政策非常必要。對于煤層氣的開發,20世紀80年代至今,我國政府制定了多項優惠政策,包括抽采利用給予0.2元/m3的財政補貼、增值稅先征后退、15年內享受0.25元/kWh補貼電價等[10]。但是,這些政策在落實中不同程度地存在問題,導致其效果大打折扣。首先,支持力度僅占所需支持力度的33%,加上通貨膨脹影響,已有的補貼標準難以滿足產業發展需要。另外,增值稅先征后退政策在運行到地方一級政府時較難兌現,同時,企業為繳納增值稅,還需在項目所在地投資設立分公司等諸多限制條件,導致出現優惠政策難落實、虛無化的現象[10-11]。對于電價補貼政策更是難兌現。例如,陜煤化集團新生能源公司每年煤層氣發電量達4000萬kW,2008年以來并未獲得任何的電價補貼[12]。最近出臺的頁巖氣開發補貼政策,由于對頁巖氣標準界定過嚴,導致三分之二的頁巖氣資源量得不到補貼。
技術的突破是非常規氣勘探開發取得成功的關鍵。我國煤層氣鉆井技術在低成本直井、多分支水平井關鍵技術、煤層氣儲層保護、繩索取芯等領域發展較好,形成了適合我國特色的技術。但是現有地球物理探測技術的解釋精度有待提高,占我國資源量將近一半的低煤階煤層氣的取心技術需要進一步研發,地質選區技術成功率只有35%左右,對完井工藝與技術的研究、單井增產的方法還有欠缺[11]。還要面臨我國特有的復雜地質條件帶來的諸如煤層架構不穩定、單井產量低下等工程難題。此外,整個生產過程的地面井規模性開采排采管理與技術裝備體系有待進一步完善。
我國致密氣具有大面積分布的特點,但由于當前的天然氣價格未到位,我國全面動用致密氣的能力還較差。以蘇里格地區為例,目前,主要動用的是I類氣和Ⅱ類氣的一部分。Ⅲ類氣和表外氣的儲量基本沒有動用,主要原因是在現行天然氣價格體系下,開發成本偏高,產出投入比較小,經濟效益很差,甚至虧損[13]。
頁巖氣勘探開發剛剛起步,物探技術,鉆井-水平井-壓裂技術等勘探開發技術有待攻關,壓裂方面的設備、工藝、方法等還不滿足頁巖氣開發的要求,“井工廠”式立體壓裂技術,需要深入研究[14]。
水力壓裂是非常規天然氣勘探開發的關鍵技術,該技術不僅要消耗大量水資源,加劇當地水資源不足的矛盾,而且向地下注入裂解液還可能污染地下水,同時向巖層大量注水,可能促使深層巖石滑動,引發地震[15]。同時,非常規氣勘探開采過程中還存在甲烷逃逸、噪音等環境污染。目前,我國非常規天然氣的環境管理參考常規油氣行業,而在我國油氣資源開發中,企業按照自律的原則進行自我監管,環境監管能力非常薄弱,沒有完善的環境監管規范和標準、沒有處罰措施、沒有專業的監管人員,導致國內油氣生產企業的環境事故得不到控制。并且,在頁巖氣各招標區塊進行的前期勘探工作,基本沒有任何環境標準與規范可依,也沒有現場的環境監管人員進行監管[16]。此外,我國地質條件比美國更復雜,出現的環境問題可能更多,如我國的頁巖構造還含有達到有害濃度水平的硫化氫,據調查四川盆地的威遠頁巖氣區塊所含硫化氫濃度在0.8%到1.4%之間,而川東北區塊所含硫化氫濃度高達15%[17]。
對于非常規天然氣而言,到位的管理與優惠政策是其成功開發的前提。我國天然氣的政府管理機構有國土資源部、國家能源局、水利部、發改委價格司和資環司、國家環保部、國家財政部等部門,管理職能分散,缺乏協調與保持一致,直接導致當前優惠扶持力度弱、落實難的問題的出現。建議各相關部門從勘探開發的全流程進行參與,從整個非常規氣產業角度出發,針對礦業權設置、優惠政策、補貼標準與落實等問題加強部門間的溝通與交流,理順政策的運行機制,統籌制定頁巖氣、致密氣、煤層氣上下有配套、合適、易操作、有效的優惠扶持政策。其次,除了部門之間的協調外,還需加強國家與地方政府之間的溝通與協調,尤其財政部需加強與地方財政溝通,及時兌現優惠補貼。
技術進步是推動非常規天然氣行業快速發展的關鍵。非常規天然氣開采難度大、成本高,在勘探開發初期需要國家大量的資金投入。因此,建議國家集中科技投入,每年固定經費重點用于非常規天然氣關鍵技術、裝備的自主研發與推廣,加強基礎研究和工程技術的先導性試驗。可以以設立非常規天然氣專項的形式,重點支持中小型技術公司開展新技術研究,推動關鍵技術攻關取得重大突破,逐漸形成適合我國地質特征的產生規模效益的勘探開發配套技術系列,主要裝備實現自主化生產。并且,在技術取得成效后,盡快推廣,實現先進技術的規模化應用,降低開采成本。同時完善裝備制造、專業施工隊伍建設等勘探開發配套體系。
美國頁巖氣開采已經出現有關環境污染與水資源利用方面的問題及爭議,為此美國政府重新制訂了環境保護政策,加強了對頁巖氣開發過程的環境監管[16,18]。目前,美國環保局仍在對頁巖氣開采造成的環境污染進行評估。環境保護問題也是我國非常規天然氣開發急需面對的關乎國計民生的重要課題。建議環保部、水利部等機構必須加強環境污染評估,盡快制定保護地下水、減少地面污染的有效政策與管理標準,建立覆蓋地下水、土壤、生態等多方面,勘探開采全過程的監管制度。同時,針對非常規天然氣成立專門的環境監管小組,加強監管。這樣,在國家環保法律法規,配合工業中的技術和操作,共同保護人類健康,保障非常規天然氣的可持續發展。
我國非常規天然氣資源豐富,但勘探開發尚處在謀劃和起步階段,在政策扶持與配套的開發技術體系方面積累了一些經驗,同時也暴露出許多問題,包括政策扶持力度弱、難落實,管理部門之間缺乏溝通,大規模產業化的配套的技術體系尚未完全建立。同時,非常規天然氣勘探開發過程中的環境保護問題的重要性已經得到廣泛共識,但是我國的環境保護研究尚未跟上,監管力量薄弱。在勘探開發的初始階段,政府的有效管理與大力投入至關重要。因此,本文建議政府各個管理部門包括國土資源部、國家能源局、國家財政部、國家稅務總局、水利部、環保部、發改委的有關司局,聯合力量,加強溝通,有效參與到非常規天然氣的勘探開發的活動中,針對勘探開發的全流程制定相關的補貼政策、稅收優惠政策、監管政策、環境評估的標準與政策,同時集中財政力量,加強系統的勘探開發技術體系及其配套技術的研發與推廣,以及裝備制造、專業施工隊伍等勘探開發配套體系的建設,加快推進我國非常規天然氣勘查開發快速、經濟、有效、健康發展。
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