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中国迎来页岩革命了吗?听听院士怎么说
2017年11月14日 14:43   作者:陆晓如   打印字号
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  ——专访中国石油学会副理事长、中国科学院院士金之钧


  “在革命中,或者赢得胜利,或者死去。”

  页岩革命发端于美国,影响遍及全球。中国在这场世界范围内的能源革命中,是“赢得胜利”,还是“死去”?中国的页岩油气有没有希望?当前中国页岩油气发展面临哪些重大挑战?学界对中国页岩油气发展有什么建言?带着这些疑问,《中国石油石化》杂志社专访了中国科学院院士金之钧。

  中国页岩气革命爆发

  中国石油石化:金院士,您好!感谢您接受《中国石油石化》杂志社的采访。发端于美国的页岩革命,对中国页岩革命有何影响?

  金之钧:美国最早于1821年发现页岩气,但由于其单井产量低,效益差,长期不被重视。20世纪70年代初,美国出现第一次能源危机,由美国政府主导的大型页岩气科研项目“东部页岩气计划”正式启动。虽然取得重要的认识进展,但页岩气开发没有取得实质性突破。后经美国米切尔能源公司近20年努力,终于在2005年突破了页岩气开发关键技术—水平井多段水力压裂技术,从此美国页岩气进入快速发展阶段。

  美国页岩革命在世界范围内改变了对油气资源稀缺性的认识,促使人们重新审视石油峰值论,重新评价世界油气资源。随着世界其他含油气盆地油气资源的重新评价,油气从稀缺资源转变为比较丰富的资源,这也为世界油气工业的发展带来了新的机遇。

  美国页岩革命取得的巨大成就,无疑增强了其他国家开发页岩油气资源的信心,而其相对完善的勘探开发理论、技术、政策等,也为其他国家开发页岩油气资源树立了学习的典范。正是在这一背景下,中国开始了页岩革命。

  中国石油石化:中国页岩气的开发利用比美国要晚得多。它是如何发展起步的?

  金之钧:中国页岩气产业发展是一项国家战略,国家相关部委对页岩气勘探开发给予的关心和支持推动了页岩气产业快速发展。在国家政策的支持下,各大石油公司开始积极实践并实现了页岩气勘探突破和快速上产。2006年,中国石化开始设立页岩气研究项目。2012年,焦页1井获商业突破,涪陵大型页岩气田发现。2013年,中国石化涪陵示范区开始建设,中国石油长宁、威远等示范区相继投产。

  至2016年,中国页岩气产量已达到78亿立方米。其中,中国石化年产量50.4亿立方米,建成70亿立方米产能;中国石油年产量28亿立方米,建成40亿立方米产能。2017年,中国石化涪陵页岩气田探明储量超过6000亿立方米,预计产量60亿立方米,产能达90亿~100亿立方米。

  中国石油石化:据您了解的勘探结果,中国页岩气资源潜力如何?

  金之钧:中国页岩气实现突破后快速发展,但产量仅为美国年产量的五十分之一,尚处于起步阶段,有很大的上升空间。目前我国的页岩气商业发现主要集中在四川盆地及周缘的五峰组—龙马溪组,向四川盆地内部寒武系、二叠系、侏罗系等其他层系,向南方其他地区,向全国鄂尔多斯等其他盆地扩展后将会有更多的商业发现。

  我国初步开展了全国范围内的页岩气资源评价。国土资源部油气资源战略研究中心、中国工程院、中国石油勘探开发研究院、中国石化石油勘探开发研究院、美国能源署等采用类比法和体积法对我国页岩气资源进行了初步估计。虽然评价结果相差比较大,但均显示我国页岩气资源丰富。就生产情况而言,中国是继美国、加拿大之后第三个规模生产页岩气的国家。

  中国石油石化:中国页岩气开发目前落后于美国,如何规划才能加快开发步伐?

  金之钧:“十三五”期间,页岩气的发展规划目标是完善3500米以上浅海相页岩气勘探开发技术,突破埋深大于3500米的深层海相页岩气、陆相和海陆过渡相页岩气勘探开发技术。在政策支持到位和市场开拓顺利情况下,2020年确保页岩气产量200亿立方米以上,力争实现300亿立方米。

  “十四五”期间,我国页岩气产业应加快发展,海相、陆相及海陆过渡相页岩气开发均应取得突破;力争新发现一批大型页岩气田,并实现规模有效开发;力争2030年页岩气的产量达到800亿~1000亿立方米。

  中国石油石化:从您介绍的情况来看,开发页岩气是大势所趋。它面临什么样的挑战,又有什么对策呢?

  金之钧:中国页岩气开发面临着诸多挑战。一方面,3500米以深的深层页岩气,因地应力高、地温高,页岩脆性降低,压裂难度大,开发难度大;另一方面,当前在彭水—武隆地区发现的常压页岩气产量较低,在现阶段的钻井完井成本下,难以经济有效开发。再则,陆相页岩气因岩相变化快,粘土矿物含量高,尚未形成适应性工程工艺技术,尚未实现实质性页岩气开发突破。还有,开发页岩气比开发常规天然气成本高,是一个不能忽视的现实问题。

  面对这些挑战,要坚持理论创新:研究发展复杂构造区海相页岩气富集高产理论、陆相页岩气富集高产理论以及页岩气田高效开发理论。要坚持技术创新:发展多类型页岩甜点评价与目标优选技术,深层页岩气高效压裂技术,常压页岩气低成本压裂技术,无水压裂新技术,页岩气开发优化技术,页岩气开采环境评价及保护技术。要坚持机制创新:建立适应页岩气勘探开发一体化矿权管理机制、多种投资主体合作开发机制,建立页岩气技术交流合作平台,鼓励新技术试验、应用机制,完善页岩气安全、环保监管机制。

  中国页岩油革命尚在酝酿

  中国石油石化:中国页岩油的发现与利用,又经历了怎样的过程?

  金之钧:中国页岩气开发有了突破,但中国页岩油的开发目前还在苦苦探索之中。

  中国页岩油的勘探开发经历了三个重要阶段:第一阶段,以勘探常规石油为主偶然钻遇页岩油。第二阶段,主要通过老井复查与开发实验勘探页岩油。第三阶段,进行页岩油勘探专项技术攻关,页岩油专探井普遍见油,但产量和持续稳产效果尚未达到预期。

  中国石化页岩油勘探始于2010年,开展了老井复查工作。通过在济阳凹陷、泌阳凹陷、潜江凹陷、鄂尔多斯南部、苏北盆地的老井复查,在1559口井页岩层段见到油气显示,103口井获工业油流。在此基础上,在上述盆地针对页岩油部署了多口探井和水平井,在不同层位页岩中获得了从几吨到几十吨的产量,但难以稳产。2015年和2016年,受低油价影响,勘探工作处于暂停状态,但研究工作一直持续至今。页岩油储层类型、流动机理、富集机理、甜点预测等基础工作开展了深入研究,评价了页岩油资源量,确立了济阳凹陷、潜江凹陷是下一步页岩油的主要突破盆地。2017年首先在潜江凹陷部署了两口页岩油探井,济阳凹陷页岩油井位论证正在进行中。

  中国石油于2010年首先启动了致密油勘探,取得了一定的收获。2014年,长庆油田在鄂尔多斯盆地新安边地区探明了中国第一个亿吨级大型致密油田。辽河油田页岩油勘探始于2012年,在雷家与大民屯等重点勘探地区取得重要进展。大港油田页岩油勘探始于2013年,在沧东凹陷孔二段系统试采3口井,均具备较稳定的工业产能,沧东孔二段页岩油前景乐观。

  中国石油石化:从勘探获得的成果来看,中国页岩油资源有开发潜力吗?

  金之钧:我国有巨大的页岩油资源潜力。这主要得益于我国有发育多套湖相泥页岩层系,具有分布范围广、时代新、有机质丰富度高、厚度大、埋藏浅、成熟度低、以生油为主的特点。2014年,中国石化勘探开发研究院估计页岩油资源量达204亿吨。

  中国页岩油主要分布在五大领域:东部断陷盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地和四川盆地。

  中国石油石化:针对页岩气开发有规划,针对页岩油开发又有什么样的规划呢?

  金之钧:页岩油开发利用任务重,做好规划是实现发展目标的重要基础之一。“十三五”期间,页岩油的发展要完善陆相页岩油勘探开发技术,计划优选陆相页岩油亿吨级有利区带3个以上,有利勘探目标20~30个;在政策支持到位和技术攻关顺利情况下,力争2020年实现页岩油开发的商业突破,页岩油产量100万吨。

  “十四五”期间,我国页岩油产业应加快发展,争取在东部断陷盆地古近系、松辽盆地白垩系、鄂尔多斯盆地三叠系以及四川盆地侏罗系页岩油开发获得突破,新发现一批大型页岩油田,并实现规模有效开发,力争2030年产量达到500万~1000万吨。

  中国石油石化:您认为中国页岩油开发的难点是什么,又该如何应对?

  金之钧:中国页岩油开发面临的困难是显而易见的。首先,低油价带来的低成本挑战是最直接的,而陆相页岩油赋存机理、甜点构成要素、储层流动机理等基础理论研究仍然薄弱,在深层、异常高压条件下,陆相页岩具有较强的塑性和强水敏性特征,目前的储层压裂技术存在明显不足也使页岩油开发困难重重。

  应对这些困难,需要开展系统的基础研究和攻关实践。摸清家底,积极开展页岩油可动油分析与资源潜力评价,为国家战略决策提供依据;加大理论技术研发力度,加强基础理论研究,建设国家级实验研究平台;建立页岩油生产示范区;加大政策扶持力度,颁布适用于页岩油勘探开发的财税优惠政策,建立多元投资主体的合作开发机制,完善鼓励新技术实验和应用机制;应该充分发挥政府、企业、科研院所与高校的作用,多为页岩油开发献计献策。

  页岩油气开发前景光明

  中国石油石化:展望未来,您认为页岩油气开发的发展前景乐观吗?

  金之钧:新能源的不断开发利用,对传统能源石油、天然气产生一定程度的冲击,我们应当高度关注相关技术进步与产业发展。但在未来较长时间内,石油、天然气仍是最主要的一次性能源。预计2040年,天然气会取代石油,成为占比最大的一次性能源,但石油仍然占第二位。预计2050年,化石能源即油气加上煤炭资源还将占据一次性能源的半壁江山。由此来看,油气开发的整体形势是乐观的。

  尽管短期内油价仍可能低位震荡,但从宏观经济、供需、OPEC供给行为等基本油价影响因素判断,低油价无法长期持续,至2020年后,油价可望出现拐点,逐步回到60美元~80美元/桶左右的水平。油价回升无疑将刺激石油开采。

  全球页岩气可采资源量为215万亿立方米,我国页岩气技术可采资源21.8万亿立方米。全球页岩油资源1.4万亿吨,是常规石油资源的3倍。如此丰富的资源,必然吸引各大石油公司投入开发。

  中国石油石化:最后想请问您,您对中国页岩油气的发展有什么期望吗?

  金之钧:中国正迎来页岩气革命,页岩油革命正在孕育之中。中国页岩油气的发展应当加大相关激励政策,营造全社会支持页岩油气发展的外部环境;持续推进国家页岩气示范区建设,加快建立页岩油示范区;国家加大专项资金投入,支持关键技术、新技术的攻关;国家还应加大安全环保监督机制创新,实现页岩油气绿色开发;建立国家实验室,形成国家层面技术交流平台,实现成果共享;形成常规油气与页岩油气共促发展的新格局,确保国家油气能源安全和油气工业可持续发展。

 

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