頁巖氣開發現狀及前景分析

吳瑞英 龍吉昌 黃尹劍 曹玉峰

摘 要：頁巖氣開發是一個新興能源產業，中國具有良好的頁巖形成和富集條件以及可觀的儲量。本文通過探究頁巖氣成藏特點，分析其開采價值，研究對比國內外頁巖氣開采現狀，展望我國頁巖氣勘探開發的發展前景，并簡略提出加快我國頁巖氣勘探開發的策略。

關鍵詞：頁巖氣；價值；現狀；前景

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.087

當前煤、石油與天然氣等資源的市場需求量不斷攀升，石油的儲量卻愈來愈少，對于開采技術的要求也越來越高。2017年我國平均進口量為855萬桶/日，美國則為812萬桶/日，上半年原油進口量首次超越美國，從原來的石油生產大國成為全球最大石油進口國。而頁巖氣作為新興能源，世界儲量高達456*1012m3，可采量達206.56*1012m3，中國也擁有30.7*1012m3存儲量，開采前景十分廣闊。

1 頁巖氣概述

1.1 頁巖氣的概念

頁巖氣指主要聚集在富含有機質的暗色泥頁巖、泥巖中，以吸附或游離狀態為主要存在方式的非常規天然氣資源。其成分以甲烷為主，與“煤層氣”、“致密氣”同屬一類，是一種清潔高效能源。[1]頁巖氣主要通過熱裂解成因氣和生物成因氣形成。在埋藏溫度升高或細菌入侵時，有機質和部分液態烴降解成氣態烴，也有氣藏經后期改造而成生物氣。

1.2 頁巖氣的特點

頁巖氣往往分布在盆地內厚度較大的頁巖烴源巖中，既是天然氣生成的源巖，也是聚集保存天然氣的儲層和蓋層。[2]氣藏儲層具有典型低孔低滲特征，并隨埋深加大， 物性逐漸變差。其儲集空間以裂縫為主，是典型的低壓、低飽和度。由于孔隙度常為4%-6%， 滲透率低于0.001毫達西，使開采難度加大，但在斷裂帶或裂縫發育帶產量較高[3]。

2 頁巖氣的開采價值

頁巖氣作為一種清潔高效能源可用于工業燃料、化工發電及民用等，能充分緩解現階段油氣資源的短缺，提升天然氣在能源中的比重，解決能源不足問題，保障我國能源安全，促進綠色能源發展，進而改善生態環境。

同時，頁巖氣勘探開發技術的進步也能有效促進天然氣開發技術和地質評價等技術的發展，二者齊頭并進，一同研發創新，一方面為我國化工產業提供穩定天然氣資源，另一方面保證經濟發展需要。

3 國內外頁巖氣開發現狀

3.1 美國開采現狀

美國頁巖氣的現代化工業開采起源 20世紀20年代，20世紀70年代中期步入規模化階段， 2000年以來相關勘探開發技術廣泛應用，年產量急劇提升，所占比重從1996年的1.6%升至2010年的23%，使得美國在2009年超越俄羅斯成為世界第一大天然氣生產國。隨著頁巖氣勘探開發技術的不斷進步及可采儲量的增加，美國未來頁巖氣的開采量仍將大幅度增長，美國天然氣生產也將進入“黃金時代”[4]。

3.2 其他國家開采現狀

加拿大是繼美國之后第二個進行頁巖氣商業化開采的國家，其西部地區頁巖氣儲量大約有550萬至860萬億立方英尺。英國、德國、西班牙等國也開始頁巖氣探究和試探性開發，部分企業已著手勘探。阿根廷、墨西哥和巴西等國集中了南美洲多數的頁巖氣資源，目前也已處于初步研究開發階段。

3.3 中國開采現狀

我國主要盆地頁巖氣資源量約為15-30萬億立方米，可采儲量較大，經濟價值更不容小覷。現階段，我國已基本掌握了頁巖氣開發的關鍵技術，正進一步完善鉆井技術和壓裂改造技術。

2005年，我國開始關注頁巖氣，并開展了一些前期調研和技術準備工作，進行了初步資源潛力研究；2006年， 中國石油集團與美國新田石油公司聯合開展了四川盆地威遠氣田頁巖氣資源評價并于2007年簽署《威遠地區頁巖氣聯合研究協議》；2008年，中國石油在宜賓地區完鉆了我國首口頁巖氣取心淺井；2009年，中國石油與埃克森美孚等跨國石油公司聯合探索頁巖氣開發國際合作方式；2014年中國地質勘查投入1145億元，發現大中型礦產地249處，頁巖氣首次探明地質儲量1068億立方米；2015年，在宜賓珙縣羅鎮的長寧H2井順利開展頁巖氣四井同步拉鏈式壓裂作業。[5]這一系列成果表明我國頁巖氣勘探開發實現戰略性突破，提前進入規模化展階段。

4 頁巖氣開發前景

研究表明，我國暗色泥頁巖分布廣泛， 厚度大， 具有良好的頁巖氣形成和富集條件。四川盆地頁巖氣儲量尤為豐富，北方松遼盆地下白奎統泥頁巖也有大量油氣顯示，前景廣闊。 政府高度重視頁巖氣的勘探開發工作，自2009年中美簽訂《關于頁巖氣合作的諒解備忘錄》以來，同美國多次合作大大加快了我國頁巖氣開發的步伐，在頁巖氣資源層系及類型上都有了新的認識。對頁巖氣的開采技術及地質構造專家也正努力研發，并加快學習國外先進的技術和經驗。

我國有近77%的頁巖氣資源存在于現有常規油氣區塊中，普遍埋藏在2000米以下，地表地形復雜、開采難度大、成本高。[6]頁巖氣資源相對集中的中西部山區，管網建設難度大且水資源匱乏，而水力壓裂開采技術需大量水耗，在水中添加的化學物質也可能導致氣井附近地下水污染。因此頁巖氣開發技術仍不成熟，風險較大。

對于頁巖氣開采技術的提升，政府可加大對各高校和研究所的支持力度，組織開展技術研發工作，加快核心開采技術的自主研發進程。加快人才培養，設置頁巖氣開發開采相關專業，培養專業技術人才。同時學習國外先進技術經驗，成立交流基地，鼓勵高水平技術人員分享開發技術經驗，打造專業化隊伍。積極研究頁巖氣成藏機理，進行頁巖氣資源調查評價，建立頁巖氣數據庫，實現勘探資源等關鍵數據共享[7]。

參考文獻：

[1]潘繼平.頁巖氣開發現狀及發展前景一一關于促進我國頁巖氣資源開發的思考[J].政策研究，2009.

[2]吳文秀，陳嘉磊.頁巖氣開發影響因素與對策[J].世界有色金屬，2016（34）.

[3]高莘.頁巖氣成藏機理與勘探技術研究[J].化工設計通訊，2016，42（08）.

[4]秦佳，張威，劉晶，馮明溪，廖螢，陳弘.美國頁巖氣開發狀況分析[J].大慶石油地質與開發，2014，33（04）.

[5]王猛.我國頁巖氣勘探開發現狀及發展前景分析[J].勘探開發，2017（07）.

[6]邁平.把脈頁巖氣的能源趨勢[J].評論，2017.

[7]趙曉東.中國頁巖氣的開發成就及建議[J].內蒙古石油化工，2017（07）.