解鎖致密氣

告別“重油輕氣”，與備受矚目，的頁巖氣革命一樣，致密氣已悄然改變著能源產(chǎn)業(yè)格局

2012年，中國致密氣產(chǎn)量達到300億立方米，幾乎占到全國天然氣總產(chǎn)量的三分之一，而產(chǎn)量到2030年時有望增至1000億立方米，搶在頁巖氣和煤層氣之前帶動非常規(guī)燃料行業(yè)的繁榮發(fā)展

柯文杰（Anthony Cortis）2009年從家鄉(xiāng)加拿大來到中國。他去了四川成都東北方向兩百公里的三臺縣和射洪縣，當?shù)厝艘苑N植業(yè)為生，關心米棗和麥冬的收成。作為殼牌中國勘探與生產(chǎn)有限公司金秋項目總經(jīng)理，柯文杰說自己是“巖石愛好者”，他會隨時抽出一疊白紙，邊說邊畫，給人講解密西西比三角洲的成因。

2011年，他的同事北區(qū)董事兼長北項目總經(jīng)理徐立來到了鄂爾多斯盆地腹地。那里人跡罕至，平整的作業(yè)區(qū)里只有一排排復雜交錯的管道和儲氣罐被陽光照得锃亮。平時，徐與柯有一半時間是穿著連體服、戴著安全帽在各自的工作現(xiàn)場，潛心研究一種很冷門的氣體一致密氣。

但最近這類氣體卻迅速竄紅。與更廣為人知的美國頁巖氣革命一樣，致密氣正在改變著中國的天然氣生產(chǎn)格局，還會成為中國提高非常規(guī)天然氣生產(chǎn)的骨干力量。2012年，中國致密氣產(chǎn)量達到300億立方米，幾乎占到全國天然氣總產(chǎn)量的三分之一，而產(chǎn)量到2030年時有望增至1000億立方米，搶在頁巖氣和煤層氣之前帶動非常規(guī)燃料行業(yè)的繁榮發(fā)展。中國工程院院士童曉光曾表示，三種非常規(guī)天然氣中，致密氣是最現(xiàn)實的，應該優(yōu)先發(fā)展。美國非常規(guī)氣產(chǎn)量中大部分都是致密氣，超出其頁巖氣產(chǎn)量的二分之一。

容易混淆的概念是，地球上很少有完全單純的頁巖氣或致密氣，因為儲藏這些氣體的頁巖和砂巖通常都是混合在一起的。這兩種非常規(guī)天然氣不能被分而視之。在大量開發(fā)頁巖氣等非常規(guī)氣之前，北美地區(qū)已經(jīng)完成了1.7萬口油氣井的建設，隨機抽取其中的500口即可獲得詳盡的地質(zhì)資料。

中國的致密砂巖氣開發(fā)始于上世紀70年代，受當時“重油輕氣”政策、技術、市場等條件制約，長期以來致密砂巖氣開發(fā)進展緩慢。在殼牌進駐金秋項目之前，整個區(qū)塊只有9口井可供提取地質(zhì)數(shù)據(jù)。過去的三年，殼牌一直在金秋區(qū)塊進行評價工作，試圖弄清地下的巖石情況。“四川的項目還處在開發(fā)初級階段，我們現(xiàn)有的作業(yè)井數(shù)量有了增長，但是并不足以支持預測整個地區(qū)的儲量和產(chǎn)量。”柯文杰對《環(huán)球企業(yè)家》說。

徐立負責的長北區(qū)塊位于中石油深耕三十多年的長慶油田的東北角，目前探明天然氣地質(zhì)儲量961億立方米。他頭疼的問題是如何把儲量龐大的氣體從地下開采出來。殼牌早在1999年就與中石油簽署了協(xié)議，共同開發(fā)這個面積約為1600平方公里的區(qū)塊。但是這在當時并不是最理想的資源：極端致密的砂巖層里，油氣的流動性很差，采收率很低，日產(chǎn)量才十幾萬立方米，毫無經(jīng)濟效益可言。直到2005年，殼牌和中石油共同開發(fā)出了適應長北條件的雙分支水平井技術——在地T3000米的深處，鉆進兩條超過兩公里長的水平氣井，從而大幅度提高單井產(chǎn)量。到2011年底，長北項目已陸續(xù)投產(chǎn)29口雙分支水平井。該項目的年產(chǎn)量已經(jīng)突破了35億立方米，商品量達33億立方米，通過管道輸送到北京及其周邊地區(qū)。

作為殼牌在中國第一個商業(yè)化的非常規(guī)天然氣項目，長北區(qū)塊的開發(fā)和運營皆是典范。“長北項目實現(xiàn)了技術突破，才使得商業(yè)化開發(fā)變得可行。但是在其他的區(qū)塊，同樣的方案未必可行。”徐立告訴《環(huán)球企業(yè)家》。柯文杰初到四川時對此深有體會。在長北，勘探開發(fā)活動主要集中在單一地層，可預測性較高，靠雙分支水平井就可獲得較高的產(chǎn)量。而金秋區(qū)塊的多個地層都富含天然氣，單井或者雙分支井無法有效覆蓋。但殼牌在西加拿大盆地已經(jīng)成功解決了類似的問題——在單一井場開鉆至30口井并配以地面設施。在地表之下，這些井則像樹根一樣抵達儲層，通過直井、水平井以及定向井技術的應用盡可能地控制含氣面積，但四川獨特的地貌和風土卻給柯文杰制造了新的難題。

四川盆地丘陵起伏，經(jīng)年的水稻種植使得淺層地表松軟潮濕。金秋區(qū)塊所處的地區(qū)是四川的產(chǎn)糧重地，人口密度大，農(nóng)業(yè)活動集中，無法提供大量的富余土地。在北美地廣人稀的荒漠里，柯文杰可以很舒服地找到兩個足球場大小的地塊建造井場，五口井同時開鉆，完井后配以壓裂措施，就可以等著氣從地底嘶嘶地冒上來。問題是，在四川為了把井場占地面積降到最小，同時避開不適宜開發(fā)的區(qū)域，柯文杰和他的團隊要在山間找到平整的臺地，隨著曲折的山勢，建造長條形的場區(qū)。盡管過去三年里他們進度迅速，但是在正式投產(chǎn)之前，仍有大量的測井工作需要完成。“如果要在這塊區(qū)域獲得像北美地區(qū)那樣詳盡的天然氣開發(fā)地質(zhì)信息，需要20年左右的時間。”柯文杰說。

在進行正式的鉆井工作前，通常需要一到兩個月時間建設場區(qū)。接下來的兩個星期里，鉆頭和鉆桿被卡車分批運到工地上，現(xiàn)場組裝。鉆井過程短則三個月，多則一年。為了保護儲層以及盡可能多的測井和模擬，金秋的鉆井速度并不快，因為對地層狀況的了解和儲層質(zhì)量將直接影響到后期的水力壓裂效果。

相較于北美非常規(guī)氣開發(fā)，中國現(xiàn)在已經(jīng)可以自主設計并進行施工，但是壓裂的簇數(shù)和裂縫的間距并沒有達到國外壓裂公司的效果，而且工具都是使用進口的。徐立表示，長北區(qū)塊早期開發(fā)打水平井的時候要求很高，在2800米地下定向施工，誤差不能超過兩米。當時是由哈里伯頓施工的。柯文杰說：“現(xiàn)在中國有先進的設備，施工人員的素質(zhì)也很高，跟北美的水平差不多。但是數(shù)量上太少了。”

在美國開發(fā)一個項目，柯文杰只需拿起電話就能找到五家公司提供同一種設備，然后選擇報價合理的一家，在指定日收貨。在四川，他最多能找到兩家公司，可能只有其中一家有他需要的設備，或許還得等上三周時間。因為別的公司正在使用。即便如此，他還得付更高的價格去拿這個設備。

打一口雙分支水平井的造價從200萬到1000萬美元不等，每一次壓裂的成本是百萬美元，多儲層壓裂還要更貴。“不管是做漢堡還是建氣站，所有的生意都需要估算成本和產(chǎn)出。”柯文杰說。在長北，殼牌還是有一定的收獲。作為中石油多年的老伙伴，殼牌除了懂得如何跟當?shù)卣⑸鐓^(qū)打交道以外，也在積極學習技術。同時不斷將過去積累的經(jīng)驗調(diào)整翻新。中石油的某些做法并不依賴很先進的技術，例如井間的泡沫技術等，但是中石油對成本控制得非常好。2012年，殼牌重新招標，中石油長城鉆探和斯倫貝謝聯(lián)合中標承擔作業(yè)任務。“這就等于有一半都是中石油自己的技術。只要中國企業(yè)能做好，我們都找中國承包商。”徐立說。

但非常規(guī)天然氣開發(fā)規(guī)模始終是個軟肋。業(yè)內(nèi)人士表示，中國即便能將頁巖氣和致密氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)出來，規(guī)模上可能也無法跟美國相比。因為國內(nèi)地質(zhì)情況差異很大，尚未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的整裝非常規(guī)氣田。同時，水力壓裂所需的水用量巨大，這跟中國目前的情況并不匹配。此外，現(xiàn)在的管道建設并不完善，在運輸上也需要相當大的投入。技術上未完全獨立，地質(zhì)條件也不明確，所以最終的經(jīng)濟效益目前還不明朗。

徐立則非常樂觀。他認為，盡管現(xiàn)在無法判定可采的資源量到底有多少，但是技術上的不斷發(fā)展給中國提供了很大的可能性。2005年，殼牌的技術水平跟現(xiàn)在有較大差距。因為過去十年，在北美的非常規(guī)油氣開發(fā)中，有很多新的技術在被試用和證實，全球的技術能力都比原來強。這些新技術的誕生使得殼牌能掌握、能開發(fā)的資源量，比原來提高很多。

作為地質(zhì)學專家，柯文杰相信，國際能源署的預測是有道理的，即中國的非常規(guī)氣資源總量或許比北美更多。中國需要做的是，是找到一個完美的組合方式。包括足夠的設備，可控的成本以及技術來開發(fā)這些資源。“中國已經(jīng)萬事俱備。”柯文杰說。