非常規氣的非常規發展

○ 文／邱中建 鄧松濤

中國非常規天然氣技術可采資源量達34×1012立方米。預計經過20年左右，產量占天然氣總產量的“半壁江山”，逐步成為中國天然氣產量的主體和助推中國能源結構改善的生力軍。

非常規天然氣主要包括致密砂巖氣（以下簡稱致密氣）、煤層氣和頁巖氣等。近年來，以致密氣、煤層氣和頁巖氣為代表的非常規天然氣快速發展引起了世界的關注，特別是美國非常規天然氣的迅速發展使天然氣工業發生了翻天覆地的變化。作為發展中的大國，中國正處于經濟和社會發展的關鍵時期，急需大量的優質、清潔能源。從能源利用效率和CO2排放特征來看，天然氣無疑是當前一個時期較為理想的清潔能源。非常規天然氣作為天然氣家族中較年輕的成員，在中國天然氣發展中占據舉足輕重的戰略地位。因此，充分剖析美國非常規天然氣發展，發揮后發優勢，定位好、發展好、利用好中國非常規天然氣資源對中國天然氣工業發展和經濟社會運行具有重大戰略意義。

美國非常規天然氣大發展震驚世界

美國天然氣產量長期在高峰平臺運行。按照5000×108m3作為天然氣年產量高峰平臺計算，1968年開始，美國天然氣即進入了穩定發展時期，40多年來持續在高峰平臺上運行，長盛不衰。2010年，天然氣年總產量達6110×108m3，天然氣在美國一次能源消費中的比重占27%。其中，致密氣1754×108m3、頁巖氣1378×108m3、煤層氣484×108m3。非常規天然氣總量達到3616×108m3，占美國天然氣年總產量的近60%。

美國天然氣在高峰平臺上運行40多年，并成為世界成功利用天然氣的先驅，主要得益于非常規天然氣的發展。20世紀80年代中期，美國天然氣產量出現下滑現象，非常規天然氣的快速崛起，很快彌補了常規天然氣產量下滑的缺口，并且持續發展，最近兩年使美國成為全球第一大產氣國，使美國天然氣進口量大幅度減少，并使國際天然氣貿易價格整體偏低。

美國非常規天然氣快速發展的主要原因有三方面。一是外部條件良好。美國對天然氣的需求量巨大，20世紀末通過頒布《能源意外獲利法》等法律，采用稅收、補貼等政策來降低油氣企業開發非常規天然氣的風險，鼓勵非常規天然氣的開發，促使油氣公司開發非常規天然氣的積極性高漲。二是技術進步解決了非常規天然氣開發面臨的一系列難題，尤其是水平井加分段壓裂及其系列配套技術使本來難以開發和動用的非常規天然氣儲量得以動用，單位成本大幅降低，形成規模效益，油氣公司利潤顯著增加。三是美國非常規天然氣資源雄厚。統計表明，美國天然氣總剩余技術可采資源量達到52×1012m3。其中，非常規天然氣資源技術可采資源量達到45×1012m3，是常規天然氣剩余技術可采資源量的6倍左右。此外，美國大部分非常規油氣區位于平原地區，具有便利的交通、平緩的地形以及豐富的水源，對實施非常規天然氣大規模開發非常有利。

美國非常規天然氣快速發展，主要取決于自身天然氣需求的驅使，得益于政策大力扶持、技術進步保障、地理條件優越、油氣企業受利益驅使經營積極性高漲等因素，可謂占盡了天時、地利、人和。

非常規天然氣具備加快發展條件

中國能源結構促使非常規天然氣必須與常規天然氣加快并重發展。中國一次能源結構中煤炭長期居高不下，石油比重較低，天然氣更是微不足道。2010年，中國一次能源消費總量達35×108噸標煤當量，消費結構為煤炭占70%、石油占18%、天然氣占4%，其他占8%。

總體上中國能源消費的現狀是過于重煤、高耗能、高排放。改善中國能源結構，首要任務是降低煤炭在一次能源結構中的比重，增加天然氣、核能和其他可再生能源的比重。據中國工程院對中國能源中長期發展的預測，我國石油年產量長期保持在2×108t/a左右。

石油進口量受各種因素特別是安全因素的影響，必須設置石油消費量的上限。據估計，中國石油消費量的上限在8×108t/a左右。因此，中國能源結構調整的重任就落在了天然氣的發展上。這既是中國天然氣發展的機遇，也是天然氣工業必須面對的挑戰。盡管最近10年中國天然氣產量增長迅速，從2000年的272×108m3到 2010 年的 968×108m3，產量增加了2倍多，天然氣探明儲量也大幅度增長，但相對于中國能源消費量的增長，天然氣在一次能源消費結構中的比例增長并不明顯。

目前，中國常規天然氣仍處于高速發展時期，離進入高峰期還為時尚早，但由于中國能源結構過于畸形，不能走先發展常規天然氣再發展非常規天然氣的老路，而應竭盡全力促使常規和非常規天然氣并重加快發展。同時，席卷全球的非常規天然氣的大發展為中國非常規天然氣發展增添了新的動力。中國能源結構的狀況和非常規天然氣的全球效應決定了中國天然氣發展的理念應為常規和非常規天然氣整體發展、共同發展，推進中國天然氣的發展速度。

中國非常規天然氣資源極其豐富，可采資源量遠大于常規天然氣資源量。據統計，中國致密氣技術可采資源量為11×1012m3，煤層氣技術可采資源量為12×1012m3，頁巖氣技術可采資源量為11×1012m3。中國常規天然氣技術可采資源量為22×1012m3。非常規天然氣技術可采資源量合計為34×1012m3，接近常規天然氣技術可采資源量19×1012m3的2倍，具備加快發展的條件。

中國煤層氣分布示意圖

非常規天然氣發展的戰略地位

致密氣是非常規天然氣發展的領頭羊。

中國各大型沉積盆地內普遍發育豐富的致密氣，有的盆地已經進行商業化規模開采，如鄂爾多斯盆地、四川盆地等。2010年，鄂爾多斯盆地中國石油長慶油田公司年產天然氣211×108m3，其中蘇里格氣田年產致密氣105×108m3。另外，塔里木、準噶爾、吐哈、松遼、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。因此，致密氣是當前最為現實和可靠的非常規天然氣資源。中國天然氣資源品位不斷變差，致密氣儲量將會增加更多，已有的開發成果表明，中國致密氣已經形成了規模建產的配套技術，并且具有一大批從事致密氣勘探開發的一線隊伍和人才，具備加快發展的條件。如果政策支持，還可以使當前非經濟性的、更加致密的致密氣通過技術攻關被源源采出，資源、技術和政策將助推致密氣成為中國非常規天然氣發展的領頭羊。

煤層氣已有相當基礎，具備加快發展的可能。

中國煤層氣資源十分豐富且分布廣泛。經過多年準備，煤層氣已具有相當的技術儲備，某些生產試驗區已探明1000×108m3規模的儲量并已形成規模產能。

與美國煤層氣的發展主要是低階煤煤層氣相比，中國目前主要獲得高中階煤煤層氣產能。如中國石油天然氣股份有限公司山西沁水盆地樊莊區塊為高階煤煤層氣，經過兩年排采，可實現單井日均產氣1780m3，已建成6×108m3的年產能。鄂東韓城區塊主要為中階煤煤層氣，經過兩年排采后，可實現單井日產氣 1500m3~2000m3，已建成 5×108m3的年產能。中國低階煤煤層氣的成功開發目前較為少見，但低階煤煤層氣具有很大資源潛力，主要分布在西北和東北，資源量占全國的40%左右。若能順利開采這部分資源，中國煤層氣產量將會攀上新臺階。

總體上，煤層氣已經具備加快發展的條件，應加快煤層氣示范區的建設，完善相關技術，加快勘探開發進程，盡快建立適應不同煤階的開發技術，實現煤層氣的大規模上產。

頁巖氣前景光明，需要扎實工作。

頁巖氣為一種自生、自儲式非常規天然氣資源類型。美國最早在1821年就發現了頁巖氣，但由于長期受技術瓶頸的影響，沒有很好的經濟性，發展緩慢。20世紀90年代末，隨著頁巖評價技術、水平井加分段壓裂技術、人工微地震監測等核心配套技術的突破，開發頁巖氣的經濟性才得到認可，最近幾年在美國進入大發展階段。2010年，美國頁巖氣產量為1378×108m3，占全年該國天然氣總產量的20%以上。

中國頁巖氣開發剛剛起步，對有利區頁巖評價技術、鉆水平井及分段壓裂改造技術都亟須進行技術攻關。若攻關順利，中國將在“十二五”末形成系列配套技術，有望在2020年左右形成規模產能，并在2025年前后實現大發展。

根據較少的技術資料，筆者對頁巖氣進行了初步的整體評估。據估計，中國有頁巖氣資源潛力的暗色頁巖主要分海相、陸相和海陸過渡相3種類型。其中，海相頁巖又分為穩定區海相頁巖和改造破碎區海相頁巖。據評價，穩定區海相頁巖是最為有利的頁巖氣資源潛力區。據初步評估，中國穩定區海相頁巖資源量達到7.5×1012m3。可初步與美國海相頁巖氣進行類比，盡管精度較差，仍能初步判斷中國頁巖氣潛力很大，但需要扎實工作。當務之急是在有利地區再增加一批先導試驗區，加大先導試驗區的力度，對頁巖氣勘探、評價、開采、管理進行全過程的攻關試驗，包括高精度三維地震采集、處理和解釋，海相頁巖全方位的地質評價，鉆水平井及精細分段壓裂，對各井段壓裂效果的微地震監測，對試驗區各井組鉆完井、壓裂、排液及試采的工廠化營運，各井組長期試采產量遞減規律的研究等，逐步獲得經濟有效的運行模式，再逐步推廣。

非常規天然氣發展的構想

中國發展非常規天然氣應該從哪些資源開始著手？

從資源可靠性、技術水平和經濟效益來看，中國發展非常規天然氣應首推致密氣，可優先加快發展。致密氣資源可靠，并有迅速擴大的趨勢，運用現有技術，可以采出相當部分的致密氣，并在政府政策支持下，通過繼續技術攻關，擴大致密氣的開采范圍和深度，經濟性尚可。

其次是煤層氣，可擴大發展。煤層氣資源也很可靠。經過多年的試驗，技術基本過關，但還有很多工作需要進行試驗。煤層氣單井產量低，排采時間長，營利水平較低。

再次是頁巖氣。頁巖氣必須進行先導試驗，加強攻關，弄清經濟效益狀況，預計用10年時間，在攻關基礎上形成較少的產量，并逐步加快發展。

至于中國非常規天然氣產量發展，將和美國一樣，非常規天然氣發展迅速，并很快占據天然氣總產量的一半，繼續發展將逐步超過常規天然氣的產量。美國用了20年時間，2010年非常規天然氣占當年產量近60%。中國非常規天然氣資源豐富，若攻關順利，也可以用20年的時間，使非常規天然氣產量占到天然氣總產量的“半壁江山”。預計到2020年，中國天然氣產量達2000×108m3，其中常規天然氣1300×108m3、非常規天然氣700×108m3（其中致密砂巖氣500×108m3、煤層氣150×108m3、頁巖 氣 50×108m3）。2030年中國天然氣總產量達到3500×108m3，其中常規天然氣1500×108m3、非常規天然氣2000×108m3（其中致密砂巖氣1000×108m3，煤層氣 500×108m3，頁巖氣500×108m3），非常規天然氣將占中國天然氣總產量的60%。

中國一次能源消費長期以來以煤為主，2010年中國一次能源消費量為35×108噸標煤當量。其中，煤炭消費量為26×108噸標煤當量，占總消費量的70%；天然氣總消費量折合1×108噸標煤當量，占總消費量的4%。若按照中國2020年一次能源消費量為43×108噸標煤當量、中國天然氣產量在2020年達到2000×108m3計算，再加上進口天然氣，中國天然氣在一次能源消費中的比重有望超過10%。按照中國2030年一次能源消費量為52×108噸標煤當量計算，預計中國天然氣產量在2030年為3500×108m3，加上進口天然氣，中國天然氣在一次能源消費中的比重有望突破15%。若保持石油消費量比重基本不變，加上其他清潔能源的發展，中國煤炭在一次能源消費中比重有望下降到50%左右，能源結構得到改善。此外，中國自身天然氣的快速發展，將促使中國在進口天然氣、能源安全、應對碳排放談判等方面掌握主動權，為中國經濟社會發展創造良好條件。

隨著勘探的不斷深入，中國非常規天然氣資源量增幅將遠大于常規天然氣。當前是中國非常規天然氣發展的良好機遇期，應發揮后發優勢，堅持非常規天然氣和常規天然氣同時加快并重發展。在技術進步、政策扶持和效益可期“三駕馬車”的拉動下，中國非常規天然氣必將快速發展，預計用20年左右的時間，非常規天然氣產量占據天然氣產量的“半壁江山”，隨后非常規天然氣繼續發展，最終成為天然氣產量的主體，必將在改善中國以煤為主的能源結構進程中做出積極貢獻。