宜昌地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)前景及開發(fā)模式探析

蔡世榮，任克雄

（1.宜昌市自然資源和規(guī)劃局，湖北 443000；2.宜昌市夷陵區(qū)自然資源和規(guī)劃局，湖北 443100）

黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局，十九大提出建設(shè)生態(tài)文明為“千年大計”“構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”“持續(xù)實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”“推進綠色發(fā)展”[1]。清潔低碳發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境是能源開發(fā)利用的大趨勢[2]，頁巖氣作為一種清潔、低碳、高效的非常規(guī)天然氣資源，其開發(fā)利用對保障我國能源安全、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推進節(jié)能減排以及促進經(jīng)濟增長，具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實意義[3]。

2017年以來，中國地質(zhì)調(diào)查局組織實施了鄂西地區(qū)頁巖氣調(diào)查科技攻堅戰(zhàn)，在宜昌地區(qū)頁巖氣勘探累計投入2.99億元[4]，在點軍區(qū)土城鄉(xiāng)、夷陵區(qū)龍泉鎮(zhèn)和長陽賀家坪鎮(zhèn)取得重大突破，“湖北宜昌寒武系—志留系頁巖氣調(diào)查實現(xiàn)重大突破”和“鄂西地區(qū)頁巖氣調(diào)查科技攻堅取得重大突破——湖北宜昌鄂陽頁2HF井實現(xiàn)全球最古老層系頁巖氣重大突破”分別入選中國地質(zhì)調(diào)查局2017年度地質(zhì)科技十大進展[5]和2018年度地質(zhì)科技十大進展[6]。

宜昌處于長江中游，是長江經(jīng)濟帶的重要組成部分。宜昌頁巖氣的勘探開發(fā)將推進宜昌能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，進一步推動長江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。筆者基于地方政府角度，對宜昌地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)前景和開發(fā)模式進行分析，旨在為宜昌頁巖氣產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局和發(fā)展提供決策參考。

1 宜昌頁巖氣勘探開發(fā)前景

1.1 勘探突破現(xiàn)狀

近年來，鄂西地區(qū)頁巖氣調(diào)查科技攻堅戰(zhàn)在長江中游宜昌地區(qū)取得了戰(zhàn)略性突破，在宜昌實施的鄂宜頁1HF井、鄂陽頁1HF井、鄂宜頁2HF井和鄂陽頁2HF井分別在寒武系水井沱組（牛蹄塘組）、奧陶系五峰組—志留系龍馬溪組和震旦系陡山沱組獲得了 6.02×104m3/d、7.83×104m3/d、3.15×104m3/d 和5.53×104m3/d的穩(wěn)定工業(yè)頁巖氣流，奠定了宜昌地區(qū)頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的基礎(chǔ)（表1）。

其中，位于點軍區(qū)土城鄉(xiāng)的鄂宜頁1HF井實現(xiàn)了寒武系水井沱組頁巖氣突破，獲得6.02×104m3/d的高產(chǎn)工業(yè)氣流（無阻流量12.38×104m3/d），首次實現(xiàn)長江中游地區(qū)頁巖氣勘探新區(qū)新層系的重大突破，對廣大南方復雜構(gòu)造區(qū)頁巖氣勘查具有示范引導作用，實現(xiàn)了我國頁巖氣勘查從長江上游向長江中游的戰(zhàn)略拓展；位于長陽賀家坪的鄂陽頁1HF井鉆遇寒武系牛蹄塘組和震旦系陡山沱組兩層高含氣優(yōu)質(zhì)頁巖，其中牛蹄塘組水平井壓裂獲穩(wěn)產(chǎn)7.83×104m3/d高產(chǎn)工業(yè)氣流（12mm油嘴），計算無阻流量28.84×104m3/d，實現(xiàn)了復雜構(gòu)造區(qū)常壓頁巖氣調(diào)查的重大突破；位于長陽縣賀家坪的鄂陽頁2HF井獲得陡山沱組頁巖氣重大突破，試采穩(wěn)產(chǎn)5.53×104m3/d（12mm油嘴），計算無阻流量19.82×104m3/d，實現(xiàn)了全球最古老層系頁巖的氣重大突破。位于夷陵區(qū)龍泉鎮(zhèn)的鄂宜頁2HF井在極其復雜的鉆探、壓裂情況下，獲得了四川盆地外圍志留系頁巖氣首次突破，在短水平段情況下（10段，有效改造500m）獲得穩(wěn)定測試產(chǎn)量3.15×104m3/d（10mm油嘴），達到了工業(yè)氣流，實現(xiàn)了下?lián)P子區(qū)志留系頁巖氣調(diào)查的重大突破，同時還證明宜昌地區(qū)志留系頁巖氣儲層具有超壓的特點，進一步夯實了宜昌地區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)的資源基礎(chǔ)。

另外，遠安縣境內(nèi)的中石油頁巖氣探礦權(quán)（荊門—遠安區(qū)塊）已探明頁巖氣儲量約6.00×1011m3，目前國家已批準試采投產(chǎn)。

1.2 勘探開發(fā)前景

據(jù)公開的頁巖氣潛力評價資料顯示，鄂西地區(qū)頁巖氣地質(zhì)資源量達11.68萬億m3，具有建成年產(chǎn)能100億m3的資源基礎(chǔ)，有望成為我國頁巖氣勘查開發(fā)和天然氣增儲上產(chǎn)的新基地，形成與重慶涪陵、四川長寧—威遠“三足鼎立”的資源格局，打破我國頁巖氣開發(fā)均集中在長江上游的局面。中國工程院院士康玉柱等專家認為，鄂西頁巖氣調(diào)查取得的成果是戰(zhàn)略性突破，具有里程碑式的引領(lǐng)作用，成果總體達到國際先進水平，部分達到國際領(lǐng)先水平[7]。

《鄂西地區(qū)頁巖氣資源潛力評價》報告優(yōu)選確定了鄂西地區(qū)頁巖氣遠景區(qū)、有利區(qū)和目標區(qū)，并預測了頁巖氣資源量。據(jù)測算，鄂西地區(qū)震旦系、寒武系、志留系3個層系共有8個遠景區(qū)，合計面積超過3.8×104km2，地質(zhì)資源量11.68萬億m3；9個有利區(qū)合計面積8300km2，地質(zhì)資源量3.27萬億m3；7個目標區(qū)合計面積超過2000km2，地質(zhì)資源量0.86萬億m3。其中，目標區(qū)經(jīng)濟可采資源量超過1.30×1011m3，可支撐50億m3/a產(chǎn)能目標的實現(xiàn)，并能穩(wěn)產(chǎn)26年以上，有利區(qū)經(jīng)濟可采資源量超過4000億m3（大部分可采資源量位于宜昌地區(qū)）[8]，能夠支撐100億m3/a產(chǎn)能目標的實現(xiàn)，并能穩(wěn)產(chǎn)40年以上。

2 重慶、四川兩地示范區(qū)建設(shè)啟示

重慶涪陵和四川長寧—威遠兩地頁巖氣示范區(qū)建設(shè)，已成為我國頁巖氣勘探開發(fā)理論創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新的典范，為我們提供了可復制、可推廣、可借鑒的經(jīng)驗[9]。

表1 宜昌頁巖氣勘探重點突破井情況一覽表

2.1 組織領(lǐng)導是保證

重慶、四川兩地示范區(qū)建設(shè)能夠取得令人矚目的成績，最重要的是領(lǐng)導層的高度重視。重慶市各黨政主要領(lǐng)導多次召開會議研究，將頁巖氣列為新興產(chǎn)業(yè)，編制頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，設(shè)立研究中心及勘探研究室，構(gòu)建技術(shù)服務(wù)平臺，打造頁巖氣創(chuàng)投基金，服務(wù)并強力支持頁巖氣重大項目引進、重大科技成果轉(zhuǎn)化和企業(yè)并購重組，全面落實財稅金融優(yōu)惠政策。四川省成立了省級領(lǐng)導小組，將頁巖氣作為成長型產(chǎn)業(yè)培育，成立了頁巖氣勘探開發(fā)地質(zhì)工作部、頁巖氣產(chǎn)業(yè)研究院。

2.2 技術(shù)創(chuàng)新和市場化運作是關(guān)鍵

頁巖氣勘探開發(fā)屬世界級難題，美國頁巖氣勘探開發(fā)理論認識、核心技術(shù)體系、裝備制造和監(jiān)管體系是基于美國頁巖地層構(gòu)造平緩、埋藏淺和厚度大的地質(zhì)特征[2]，在美國政府長達23年財稅優(yōu)惠政策支持下，通過形成多主體、多層次的市場化競爭運作模式推動技術(shù)創(chuàng)新、管理升級，從而不斷降本增效，才最終形成的，不能完全適用于我國南方頁巖地層構(gòu)造復雜、埋深大和單層厚度較小的地質(zhì)特征[10]。

中國石化、中國石油分別在涪陵礁石壩和長寧—威遠利用各自在油氣勘探開發(fā)方面積累的經(jīng)驗和技術(shù)，通過不斷的實驗和投入，探索出了一整套適用于南方丘陵—山區(qū)地形、埋深3500m以淺（部分地區(qū)達到4000m）的頁巖氣高效率、低成本、成熟的勘探開發(fā)技術(shù)體系[11]，目前在埋深3500～4500m深部和常壓頁巖氣勘探開發(fā)方面也取得了多項突破[12，13]，已經(jīng)成為我國頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)的創(chuàng)新先鋒。重慶涪陵示范區(qū)已形成5大技術(shù)體系和近100項技術(shù)標準；四川長寧—威遠示范區(qū)經(jīng)過三輪實踐形成地質(zhì)-工程一體化技術(shù)（一體化研究、一體化設(shè)計和一體化實施）[14]。

重慶、四川頁巖氣產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，得益于其高度市場化的企地合作共贏模式。重慶以中國石化為主導，四川以中國石油為主導，形成了多主體、多層次充分競爭、合力并舉的良好局面，這兩個示范區(qū)均采取央地合作成立頁巖氣開發(fā)企業(yè)、留產(chǎn)業(yè)于地方和利稅于地方的形式，讓地方政府、企業(yè)和居民盡可能分享頁巖氣勘探—開發(fā)—利用中的收益，減小了地方阻力，實現(xiàn)了企地共贏。

2.3 生態(tài)環(huán)保是底線

頁巖氣開采大規(guī)模水力壓裂需要耗費大量的淡水資源，包含大量化學制劑的壓裂液和采氣階段的返排液可能會污染淺層地下蓄水層、地表水（圖1）[15]，還可能誘發(fā)地質(zhì)災害和淺層地震[16-17]。重慶、四川兩個示范區(qū)始終堅持把安全環(huán)保、綠色低碳作為一切工作的首要遵循，推行“減量化—再利用—再循環(huán)”的清潔生產(chǎn)方式，形成了一整套綠色安全開發(fā)標準[18-19]，實現(xiàn)了資源的高效利用和綠色開發(fā)，示范區(qū)頁巖氣開發(fā)對地下水、地表水、土壤、周邊居住環(huán)境等帶來了一定影響，但總體上屬于可控范圍，自開發(fā)建設(shè)以來，區(qū)域環(huán)境質(zhì)量基本維持穩(wěn)定[20-21]，并保持在與開發(fā)前相同水平。

3 宜昌頁巖氣開發(fā)模式探析

3.1 當前政策環(huán)境

圖1 頁巖氣開采水資源污染風險示意圖（據(jù)文獻[15]修改）

《中國油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與展望報告藍皮書（2018～2019）》顯示，我國繼2017年成為世界最大原油進口國之后，2018年又超過日本，成為世界最大的天然氣進口國。2018年，我國石油對外依存度升至69.8%，天然氣對外依存度升至45.3%。2018年我國天然氣消費繼續(xù)保持強勁增長，預計2019年天然氣對外依存度將增至46.4%[22]。

隨著生態(tài)文明建設(shè)的持續(xù)深入和我國石油天然氣對外依存度的不斷攀高，清潔、低碳、高效的頁巖氣資源得到了國家的高度重視，從2011年國務(wù)院批準頁巖氣為我國第172種獨立新礦種，到2012年減免頁巖氣礦業(yè)權(quán)使用費和礦產(chǎn)資源補償費、2014年發(fā)布頁巖氣產(chǎn)業(yè)政策、2015年開始實行頁巖氣開發(fā)利用中央財政補貼、2016年發(fā)布頁巖氣發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年）、2017年正式將頁巖氣產(chǎn)業(yè)納入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、2018年決定對頁巖氣減征資源稅、理順居民用氣門站價格和完善居民用氣定價機制，再到2019年財政部《關(guān)于〈可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法〉的補充通知》，將頁巖氣中央財政補貼延續(xù)到2023年和實行“多增多補、冬增冬補”以及超額梯度補貼政策，同時中央全面深化改革委員會第七次會議正式審議通過《石油天然氣管網(wǎng)運營機制改革實施意見》將組建獨立的石油天然氣管網(wǎng)公司、實現(xiàn)天然氣管網(wǎng)真正公平接入，國家在發(fā)展戰(zhàn)略和政策引導方面，為頁巖氣發(fā)展提供了廣闊空間。

3.2 宜昌頁巖氣特點

與重慶涪陵、川南兩地相比，宜昌頁巖氣地層更老、埋藏更深、主要為低溫、低壓—常壓，地質(zhì)條件更為復雜，對開發(fā)技術(shù)和設(shè)備研制要求更高。目前，隨著中石化和中石油等在深層—常壓頁巖氣開采方面技術(shù)的持續(xù)突破[23-24]和深部導向鉆井、深部壓裂裝備與壓裂液的國產(chǎn)化突破及其在中國化的應用實踐[12-13]，加之宜昌頁巖氣突破區(qū)為常規(guī)油氣礦權(quán)空白區(qū)，都為宜昌頁巖氣勘探開發(fā)提供了極為有利的技術(shù)條件和政策優(yōu)勢。

3.3 宜昌頁巖氣開模式分析

重慶頁巖氣開發(fā)利用不僅對地方經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻突出，促進了經(jīng)濟社會發(fā)展，同時也間接帶動了其他行業(yè)的發(fā)展，促進了商貿(mào)流通、住宿餐飲業(yè)的發(fā)展、就業(yè)崗位的增加、居民收入的增長、能源要素的保障等社會民生事業(yè)的改善[21,25]，且向本地城鄉(xiāng)居民和企業(yè)優(yōu)惠供氣，降低了能源使用成本，提升了本地相關(guān)企業(yè)的市場競爭力，直接和間接刺激了消費。通過研究，初步測算重慶頁巖氣產(chǎn)業(yè)每投入1元，將帶來3.8元的總產(chǎn)出，到2020年重慶頁巖氣開發(fā)累計總增加值是2294億元，將為重慶經(jīng)濟年均貢獻3.27%的GDP，且重慶頁巖氣開發(fā)將帶來91.6萬個就業(yè)機會[25]。

宜昌地區(qū)作為鄂西地區(qū)頁巖氣勘探的重點突破區(qū)，是未來示范區(qū)建設(shè)的核心區(qū)域，肩負多項使命。參考借鑒重慶、四川兩地示范區(qū)建設(shè)實踐，結(jié)合宜昌頁巖氣勘探突破實際，建議宜昌頁巖氣開發(fā)從強化組織領(lǐng)導、爭取管網(wǎng)和政策支持、成立地方開發(fā)公司實現(xiàn)企地共贏、推動頁巖氣就地轉(zhuǎn)化利用及謀劃綜合產(chǎn)業(yè)鏈和探索建立地方監(jiān)管服務(wù)機制五個方面著手。

3.3.1 強化組織領(lǐng)導，設(shè)立頁巖氣辦公室

建議設(shè)立宜昌市人民政府頁巖氣辦公室，將市發(fā)改委、市自然資源和規(guī)劃局、市生態(tài)環(huán)境局、市水利和湖泊局等相關(guān)部門及相關(guān)縣市區(qū)政府作為成員單位，辦公室設(shè)在市發(fā)改委，從各成員單位中抽調(diào)專人、組成專班，根據(jù)職責分工負責以下具體事務(wù)：

一是積極主動配合完成上級交辦的關(guān)于宜昌頁巖氣勘探開發(fā)的具體事務(wù)，在建設(shè)用地、安評和環(huán)評等行政規(guī)劃審批環(huán)節(jié)加快審批進程，建立行政審批聯(lián)席工作制，最大程度減少頁巖氣勘探開發(fā)企業(yè)的行政時間成本，保障頁巖氣勘探開發(fā)項目用地、用路、用水，確保工作有序推進。

二是協(xié)調(diào)頁巖氣勘探開發(fā)企業(yè)與當?shù)厝罕姷年P(guān)系，及時依法處置相關(guān)重大事件和輿情，保障頁巖氣礦區(qū)群眾的合法權(quán)益。

三是引進頁巖氣地質(zhì)勘探和工程開發(fā)專業(yè)人才，追蹤、調(diào)研頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)、資源管理、安全和環(huán)保監(jiān)管相關(guān)國家和地方法規(guī)及行業(yè)技術(shù)標準，根據(jù)宜昌本地頁巖氣勘探開發(fā)實際，對比分析和總結(jié)，為建立宜昌頁巖氣勘探開發(fā)監(jiān)管標準和機制提供決策依據(jù)和參考。

3.3.2 爭取管網(wǎng)項目和優(yōu)惠政策，提供資金保障

一是結(jié)合國家示范區(qū)建設(shè)，大力爭取重大項目投資安排，如宜昌區(qū)域天然氣支線管網(wǎng)和公路等基礎(chǔ)設(shè)施配套，為進入開采期后頁巖氣能夠及時充分利用做好準備，避免重慶涪陵頁巖氣進入開采期后由于支線管網(wǎng)不完善、導致以銷定產(chǎn)的被動局面。根據(jù)頁巖氣勘探開發(fā)部署，統(tǒng)籌制定宜昌頁巖氣配套支線管網(wǎng)規(guī)劃，實現(xiàn)頁巖氣管網(wǎng)與跨省管網(wǎng)、主要城市骨干管網(wǎng)、配氣管網(wǎng)、城鎮(zhèn)管網(wǎng)等天然氣管網(wǎng)的有機銜接，確保頁巖氣市內(nèi)消納和余量外輸通道高效暢通。

二是出臺示范區(qū)市級財政扶持政策，并落實國家頁巖氣開采相關(guān)稅費優(yōu)惠政策，降低企業(yè)成本。可向上爭取從頁巖氣資源稅中提出一定比例資金建立頁巖氣綜合勘探開發(fā)基金，用于獎勵和支持頁巖氣開采企業(yè)用于勘探開發(fā)技術(shù)攻關(guān)創(chuàng)新、生態(tài)環(huán)保和社會責任履行等方面，并向國家和省政府爭取在宜昌開采頁巖氣的企業(yè)享受國家高新技術(shù)企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策。

3.3.3 成立開發(fā)投資公司，實現(xiàn)企地共贏

積極引導市屬和相關(guān)縣市區(qū)國有投資企業(yè)主動作為，加大與中國石化、中國石油等技術(shù)力量強、資金和實力雄厚的大型企業(yè)的溝通協(xié)調(diào)力度，爭取通過合資、參股等方式成立地方開發(fā)投資公司參與宜昌頁巖氣勘探開發(fā)，最大限度留稅、留利、留產(chǎn)業(yè)于地方，支持宜昌經(jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)企地共贏。

3.3.4 推動就地轉(zhuǎn)化利用，謀劃頁巖氣綜合產(chǎn)業(yè)鏈

加強頁巖氣就地轉(zhuǎn)化利用，提前謀劃頁巖氣綜合產(chǎn)業(yè)鏈，形成頁巖氣裝備制造、管網(wǎng)建設(shè)、運輸儲備、油氣服務(wù)、高端化工等產(chǎn)業(yè)集群，帶動地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。開采出的頁巖氣資源除優(yōu)先用于城鄉(xiāng)居民生活用氣外，重點推動傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，積極推廣LNG綜合利用，根據(jù)國家發(fā)改委天然氣供氣價規(guī)則，爭取向本地居民和企業(yè)優(yōu)惠供氣。

3.3.5 探索監(jiān)管服務(wù)措施，形成地方監(jiān)管機制

將頁巖氣勘探開發(fā)安全和生態(tài)環(huán)保的監(jiān)督檢查作為重點監(jiān)管領(lǐng)域。

一是實行頁巖氣勘探開發(fā)用水規(guī)劃、監(jiān)測和應急管理，推行壓裂用水和廢水“利用—處理—再利用—再循環(huán)”方式。對頁巖氣開采地區(qū)實行水力壓裂用水提前規(guī)劃調(diào)配，開展水量監(jiān)測；本著不影響居民飲用水、工農(nóng)業(yè)用水、動植物生態(tài)需水等水資源平衡的原則，制定應急預案。

二是大力推行頁巖氣“山地井工廠-多層系立體化開發(fā)”作業(yè)模式和地質(zhì)-工程-經(jīng)濟-生態(tài)一體化設(shè)計模式[14,26]，盡可能降低單井占地面積，切實提高單個鉆井平臺的用地效率，并加強對鉆探壓裂期—產(chǎn)氣期—重復壓裂期—產(chǎn)氣期—閉井期直至廢棄全過程中占地復墾復綠和生態(tài)修復的監(jiān)管。

三是開展頁巖氣勘探開發(fā)對生態(tài)環(huán)境影響性監(jiān)測、評價工作，探索建立政府、頁巖氣勘探開發(fā)公司、社會公眾和第三方技術(shù)機構(gòu)相結(jié)合的“四位一體”監(jiān)管機制，對氣田內(nèi)的地表水、淺層地下蓄水層、土壤、大氣和噪聲等要素環(huán)境質(zhì)量進行全方位監(jiān)測、定期組織專題評價，加強風險評估，提前向公眾告知重要施工作業(yè)開展情況，定期向社會公開氣田區(qū)域生態(tài)環(huán)境狀態(tài)；堅持在保護中發(fā)展，在發(fā)展中保護，確保實現(xiàn)頁巖氣綠色開發(fā)、可持續(xù)發(fā)展。