頁巖氣又一年—2014年中國頁巖氣勘探開發情況報告

□ 文、圖/本刊記者 袁偉

頁巖氣又一年—2014年中國頁巖氣勘探開發情況報告

□ 文、圖/本刊記者 袁偉

2014年12月4日至7日，中國地質學會與中國地質大學（北京）在北京召開“第二屆頁巖氣國際學術研討會”。本刊記者全程進行了采訪，其中12月4日和5日主要是野外考察巖石露頭，研討會在6日和7日兩天舉行。

參加這次研討會的，是來自多個領域的300多名代表，一是中國科學院、中國工程院、中國地質大學（北京）、中國石油大學（北京）等科研教學機構的教授專家和參與相關課題研究的博士和碩士；二是中國石油、中國石化、延長石油、神華集團、北京能源集團、華油集團等企業代表；三是澳大利亞、美國、法國等國的企業和研究機構的代表；四是地方政府的代表，如一些省市區的國土資源部門。

中國工程院院士康玉柱、何繼善、馬永生，以及中科院院士金之鈞等國內非常規油氣資源方面的知名專家參加了會議并分別發表了演講，中國石油勘探開發研究院等國內主要科研機構派專家參會并發表演講。會議對2014年全國頁巖油及頁巖氣勘探開發取得的進展和科研成果進行了總結，交流了工程技術、降本增產等方面的實踐經驗，從技術和經濟兩個角度，探討了下一步的努力方向。

進展

2014年，進行大規模實質性投資并取得重要進展的，仍然是中國石油和中國石化、延長石油等傳統的國有石油企業。在國家第一輪和第二輪頁巖氣招標中中標的企業絕大多數仍持觀望態度，并無實際投資。只有個別中標企業實施了鉆井和試采作業，并取得了一定進展。

中國石化在重慶涪陵焦石壩的頁巖氣開采無疑是中國頁巖氣領域的最大亮點。原計劃全年生產天然氣10億立方米，結果這一目標到10月底就基本完成了。

中國石化在焦石壩的頁巖氣開發，集中了幾乎所有的有利條件，可以說是“萬千寵愛于一身”。用中國科學院院士金之鈞的話說：“所有好的要素在焦石壩相遇了。”首先，奧陶系五峰組和志留系龍馬溪組下部的含氣頁巖厚度達89米，泥頁巖在焦石壩地區290平方千米的范圍內，儲層一致性強；高碳高硅，脆性高，脆性指數平均為52%；孔隙度達到4.61%，有機碳含量平均達到2.42%，最高達5.89%，成熟度適中，儲層含氣飽和度高，達到每噸巖石含氣6立方米的豐度。地層壓力系數高，2250米—3000米的埋深，壓力系數達到1.55以上。焦石壩的38米厚的主力儲層中，孔隙都是橢圓的，說明已經過了生氣高峰期，形象地說，就是孔隙被壓偏了。正是因為有了孔隙，與教科書上定義的頁巖氣“以吸附態賦存于巖石層中”不同，焦石壩頁巖氣田的天然氣中，游離氣占90%，而吸附氣只占10%。這么好的儲層，為提高單井產量打下了物質基礎。從區位上講，焦石壩位于“路邊江邊”，交通便利，瀕臨長江，水資源豐富，為開發建產提供了便利條件。

中國石化高層對頁巖氣的勘探開發高度重視，在該公司六大戰略中，資源戰略列第一位。該公司董事長傅成玉多次在高層會議上強調：“頁巖油氣是中國石化的重大戰略機遇。”正因為如此，中國石化相關部門和專業公司在頁巖氣勘探開發方面全力配合，行動快、力度大。另外，該公司虛懷若谷，積極學習國際先進技術和經驗。為了抓住頁巖油和頁巖氣發展的戰略機遇，中國石化采取了“走出去”的戰略，積極主動地向埃克森美孚、BP、殼牌等國際公司學習。同時，花巨資收購了美國戴文能源公司5個區塊的頁巖氣資產等等。

在頁巖氣的勘探開發方面，中國石油采取同樣積極的態度。但與中國石化不同的是，中國石油走的是一條“引進來”之路。2007年申請第一個頁巖氣區塊，2008年上鉆第一口頁巖氣評價井，2009年開始與殼牌合作，在四川盆地的長寧和威遠地區開展頁巖氣的勘探與評價試驗，2012年取得突破性進展。截至目前，中國石油在長寧威遠地區的頁巖氣工業化試驗已取得積極進展，已鉆井300口，其中在170口井實施了壓裂試采。通過試驗，一是在勘探上取得重要突破。發現了長寧和威遠兩個地區五峰-龍馬溪主力氣層，并找到了兩個相對高產的“甜點”，確定了兩個“甜點”集中的區帶，為下一步產能建設做好了資源和技術準備。建立了頁巖氣“甜點”區評價方法，為尋找新的地質“甜點”、工程“甜點”和經濟“甜點”開辟了新途徑。通過試驗區的開辟，中國石油已經實現了材料、裝備、技術的全面國產化，形成了全過程的、適合我國國情的“工廠化”生產模式。

相對于中國石化在焦石壩的“萬千寵愛于一身”，長寧和威遠頁巖氣開發試驗區沒有那么幸運，但“甜點”地區頁巖氣成藏的主控因素如保存條件、裂縫發育程度等都比較滿意。其中，有機碳含量（TOC）大于1%，巖性為紋理清晰的層狀灰質或鈣質頁巖，含氣性為每噸巖石含氣量為2-4立方米，巖石脆性指數大于40%，從試氣情況看，基本具備經濟開發的條件。

目前，中國石油已經修建了國內第一條頁巖氣輸氣管道，是國內首條頁巖氣專用輸送管道，該工程全長93.7千米，是最大輸氣能力達到每天700萬立方米的頁巖氣商業化外輸管道，實現了頁巖氣的商業化生產，為2015年頁巖氣產量達到26億立方米創造了條件。

效益

頁巖氣開發，最根本的，是要有效益，人們最關心的也是效益。焦石壩的效益如何，現在終于有了一個答案。在成本方面，水平段1500米的水平井，綜合建井成本已經降至7000萬元以下，綜合評價，焦石壩頁巖氣田的效益是良好的。

中國石化計劃在焦石壩地區建設63個開發平臺，目前已經建成了52個，總完鉆井數達到144口，累計壓裂試氣水平井61口。其中2014年完鉆水平井47口，壓裂41口，投產水平井48口（含上年完鉆的7口）。2014年投產的48口新井（均為水平井）產量都較高，平均日產量達56萬立方米，采用限壓限產生產，已投產井總的日產量是370萬立方米。焦石壩生產天然氣為干氣，其中甲烷含量占98.27%，烴類含量占99%，不含水和硫化氫。2014年9月6日，焦頁6-2HF井累計產量達1億立方米。

成本方面，鉆井和儲層改造成本雙雙大幅度下降。在鉆井方面，通過鉆井液優化、鉆具組合優化等，提高鉆速，降低成本。在壓裂改造方面，通過設計、工藝、工具的全面國產化，壓裂試氣成本大幅度下降。兩年前，水平井單井綜合投資超過1億元，其中鉆井與壓裂試氣各占一半，一年前，降為8000萬元，鉆井與壓裂仍然各占一半。今年以來，水平井（水平段1500米）單井建井成本降至7000萬元以下，接近1000萬美元的理想投資水平，鉆井和壓裂各占一半。

產量上升與成本下降，使得中國石化在頁巖氣開發方面，成為最早嘗到效益甜頭的企業。

在頁巖油氣勘探開發方面，延長石油更加積極。該公司2008年開始進行前期準備工作，收集資料，野外考察，尋找和研究露頭，并開展老井復查工作。在此基礎上，延長石油設立非常規油氣中心，開展頁巖油和頁巖氣評價攻關，實施了延頁1井等3口探井，并在柳177井取得突破。此后，延長石油累計實施探井和評價井51口。其中，直井44口，水平井4口，其余為叢式井。與我國南方海相頁巖氣不同，鄂爾多斯盆地頁巖氣普遍壓力系數低，好的也只有0.7左右，孔隙也不發育。因此，產量較低，其中吸附氣占70%，游離氣只占30%。延長石油通過實踐，在水平井單井產量方面，已經有了很大提高，2011年投產的水平井單井日產量只有4000米—5000立方米，2012年提高到8000米—9000立方米，2014年進一步提高到1.5萬—1.8萬立方米，連續實現產量翻番，單井產量已經進入了一條上升通道。

在工程技術方面，延長石油形成了自己的頁巖氣綜合評價選區技術、水平井鉆完井技術等一系列技術，機械鉆速從每小時4.26米，提高到每小時6.05米。壓裂方面，也探索建立了7—13段水力噴砂壓裂技術體系。延長石油頁巖氣開發的優勢在于，儲層埋藏淺，大多在1000米左右，一部分甚至不到1000米。因此，延長石油已經進入一個單井成本的下行通道。

單井產量的上升和單井成本的下降，使延長石油對實現頁巖油氣的經濟有效開發充滿信心。但由于缺乏管道系統的支持，延長石油采取的辦法類似于“坑口發電”，把采出來的天然氣直接用于發電。

發現

每年都有新發現，今年也不例外。

在這次研討會上，除了眾多大學和科研機構，中國石油、中國石化、中國海油、延長石油等石油國企，神華、華能、北京能源投資集團、新疆燃氣集團等非石油國有企業都派代表參加了會議。

一個重要的現象是，有20個省（市、自治區）派代表參加會議并介紹了各自省區在頁巖氣、頁巖油等非常規資源方面的一些發現，雖然招商的意圖非常明顯，過分強調各自理論上資源量的巨大，但這些省區確實投入了一定的工作量，也獲得一些發現。

在這次會議上，內蒙古自治區的代表介紹了該區的頁巖氣和頁巖油資源前景。內蒙古地質部門的研究認為，整個內蒙古自治區境內有15個小型盆地群的32個盆地具有頁巖氣和頁巖油儲層。為了進一步摸清資源情況，該區在泥頁巖厚度大的額吉納旗等地區實施了鄂8井等探井，并在2700米井深見到油氣顯示。

以前在油氣資源方面默默無聞的江西省，也在此次會議上公布了其在南鄱陽盆地發現頁巖油的消息。該省實施了豐頁1井、鳴6-5井等3口探井，并在盆地東部發現了油頁巖。通過剖面對比、巖心測試，發現了盆地內的煤層生烴地層。在此基礎上，該省已對盆地實施了二維地震采集，目前正在進行處理。

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投入工作量最大的要算貴州省了。該省克服了重重困難，在銅仁地區實施了多口頁巖氣評價井，評價目的層是該省廣泛存在的下寒武統牛蹄塘組。其中兩口直井岑頁1井、天星1井都成功點燃了火把，天星1井的火把長度可觀，目前氣量約600立方米/日，產氣量穩定。天馬1井雖然也打到了目的層，但正好打在一個深度斷裂上，鉆井中出水嚴重，完井后出產大量氮氣。實施這些探井的銅仁中能天然氣有限公司，是目前為止確定在頁巖氣勘探開發中惟一投資實施評價的混合所有制企業。

地處中原的河南省有沒有頁巖氣？在河南省地質研究院的專家口里，答案是肯定的。此次會議上，河南省也公布了該省19個中小型盆地頁巖氣的評價研究成果。不僅是河南，會上，安徽、湖南、湖北、山東、河北、云南、貴州甚至北京都公布了各自在頁巖氣方面的勘探與評價成果。

這些發現一方面印證了我國大范圍存在頁巖氣資源的現實，展示了巨大的資源潛力，但另一方面，也告訴我們，頁巖氣不是那個可愛的“小蘋果”，誰都可以摘了吃的。這些省市區現在展示的，只是將來可能長成小樹然后小樹再長成大樹最后才可能結出“蘋果”的那顆種子，離摘果子還遠著呢。這些省市區公布的都是最初級的地質認識，獲得的資料大多數是單點采集的資料，不全面也不深入，局限性和偏面性很強。

除了各地省市區政府，還有在第一輪、第二輪頁巖氣招標中中標企業的研究成果展示。作為中國最大的電力企業，也是最大的單一天然氣用戶，華電集團因燃煤而造成環境污染帶來的輿論和社會壓力逐年增大，因此，迫切希望進入天然氣上游業務，增加低污染的燃氣發電比例。為此，該公司也是第一個在國外收購天然氣資源的電企，經過3年半的培養，已經建成一支由40人組成的油氣業務隊伍，計劃到2020年在國外油氣業務快速發展的同時，國內的頁巖氣產量達到1.5億立方米。會上，一些民營企業也交流了頁巖氣勘探開發認識。總體上講，這些新進入油氣上游業務的企業目前的觀望心態更重一些，都沒有投入多少實際工作量，因此也沒有形成重要的勘探發現。

當然，這次會議上，重頭戲是各大學和相關科研機構的研究報告。此次會議上，中國地質大學作為主辦方之一，展示了大量的研究成果。國內首倡頁巖油和頁巖氣開發的張金川教授、在牛蹄塘組研究方面取得重要成果的丁文龍教授都發布了新的研究成果，受到與會專家的高度評價。尤其是丁文龍教授，在目前中國石油和中國石化取得重要突破的龍馬溪組之外，開辟了頁巖氣勘探開發的新領域，而且牛蹄塘組的范圍更大，資源前景更廣闊。除此之外，國內各石油院校以及非石油院校的相關專業都展示了各自的研究成果。

觀點

此次會議可以看到，一支年輕的、立足于非常規資源的專家隊伍正在形成，參會代表當中，很大一部分是各石油院校、地質礦業院校和綜合性大學相關專業的攻讀頁巖氣等非常規資源勘探開發和工程技術專業的碩士和博士研究生。這支隊伍無疑是我國未來頁巖油氣的希望。

在這次會議上，與會院士和專家各抒己見，既有不謀而合，也有鮮明對比。有專家認為，頁巖氣儲層須具備，一是有機碳含量（TOC）大于2%；二是脆性礦物含量大于40%、裂隙發育程度高、每噸巖石含氣大于2立方米等7個重要特征。但另一位專家在隨后發言中卻認為，用現有的指標去認識頁巖氣儲層是不全面的。該專家依據自己在美國鷹灘地區120多口井的實踐認為，裂隙發育與否與產量沒有直接關系，頁巖氣的滲流方式是非達西的。一些專家認為，斷裂對頁巖氣的是否成藏是災難性的主控因素，理由是在靠近斷裂的地區實施的評價井都出現出水嚴重等現象。而另一些專家則認為，斷裂對頁巖氣成藏無關緊要，理由是在一些地層抬升后出露的地區，筑路人員在修建隧道時穿過了已經出露在外的龍馬溪組，其產生的天然氣仍能點燃并燃燒兩月有余。作為一種新生事物，沒有權威是件好事，不同觀點碰撞和交融，正是創新的土壤。

會上有些觀點，得到大部分與會代表的認同，中國石油勘探開發研究院副院長鄒才能認為，對待頁巖氣，應該有5個“再多一點”，那就是再多一點堅持不懈，再多一點風險意識，再多一點理解寬容，再多一點時間空間，再多一點扶持機制。他的觀點得到了與會代表的一致認同。華電工程集團副總經理謝春旺則強調，對于頁巖氣開發，必須堅定信心。但作為頁巖氣開發的參與者，他認為，中國的頁巖氣開發要實現重大突破，還必須具備3個條件，一是堅持降本的同時國家進行政策扶持，尤其是通過價格杠桿扶持頁巖氣開發，保證投資收益；二是在開放市場的同時建立全方位的監管體系；三是加快管網建設的同時開放現有管網。

讓人耳目一新的是，一些因頁巖氣、頁巖油而走出去的中國企業，給此次會議上帶來了一些新的觀點。一些專家認為，焦石壩不可復制，美國的情況也不能在中國復制，中國的頁巖油氣事業要發展，只有不斷探索和創新。