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页岩气是什么?中国页岩气开采现状与难题

2020-07-14 14:53180光明日报 、经济日报

随着几处勘探开发连获重大突破,页岩气最近又火热起来。我国作为储量大国,页岩气可采资源量达21.8万亿立方米,目前探明率却仅有4.79%,资源潜力巨大。在我国天然气对外依存度不断攀升之际,非常规天然气页岩气开采的价值不言而喻。勘探开采技术的突破令人振奋,但探矿权机制改革和相关配套政策跟进也需要投入更多关注。下面一起来了解下中国页岩气开采现状与难题


页岩气是什么?


页岩气是一种清洁、高效的新型能源资源,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料、化工材料等,它是从黑色页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,其含量一般在85%以上,最高可达到99.8%,燃烧产生的污染物较少,是一种能减少大气污染的清洁能源。

​页岩气是什么?中国页岩气开采现状与难题

页岩气是一种非常规天然气资源,开发利用前景广阔。随着对连续型油气赋存机理理论认识的深入,以及水平井钻完井和分段体积压裂技术的成功应用,美国自20世纪末掀起一场“页岩气革命”,页岩气产量由1999年的99亿方上升到2017年的4746亿方,占天然气总产量的63%,实现了能源独立。


根据国际能源信息署(EIA)2015年发布页岩气资源评估报告显示,全球页岩气技术可采资源量为220.69万亿方,其中我国页岩气技术可采资源量为31.57万亿立方米,居世界第一位,占全球的15%左右,页岩气资源十分丰富。

​页岩气是什么?中国页岩气开采现状与难题

但目前,我国页岩气并未实现大规模开采利用。页岩气开采到底难在哪里?


页岩气是以游离、吸附和溶解方式赋存于富有机质页岩中的天然气,也就是说页岩气是滞留在烃源岩层段中的天然气。它具有以下特点:一是自生自储,富有机质页岩既是烃源岩,又是储集层;二是连续大面积分布,有一定成熟度和保存条件的富有机质页岩连续含有页岩气;三是既有热成因气,也有生物成因气;四是“双甜点”,既要含气性好,还要可压裂性好;五是页岩致密坚硬,渗透性特别差;六页岩气钻井一般无自然产能,需要通过压裂改造,形成网络裂缝,才能形成页岩气产量。


与构造稳定北美大陆相比,我国页岩气地质与地貌条件面临严峻挑战。一是富有机质页岩类型多,既有海相页岩,又有陆相和海陆过渡相页岩;二是海相页岩时代老、热演化程度高,陆相时代新、热演化程度低;三是海相页岩分布区构造活动强烈,且具多阶段性;四是陆相页岩黏土矿物含量高,分布相对局限,勘探开发效果较差;五是地形地貌复杂,页岩气钻井井场选择难度大;六是有些地区严重缺水、交通不便,给水力压裂造成困难。这造成了我国页岩气突破快,但是增储上产较慢。


近年来,我国页岩气的勘探和利用取得了重大进步。比如,自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心创新形成复杂构造区选区选层评价技术、水平井优快钻探技术、复杂储层压裂返排试气工艺技术“三大技术体系”,支撑实现鄂西地区页岩气调查取得重大突破。


截至2018年底,我国累计探明页岩气地质储量10455亿方,2018年页岩气产量达到109亿方。我国成为北美以外第一个实现页岩气商业开发的国家。相信随着技术进步,我国页岩气勘探和利用的前景将越来越广阔。


中国石化页岩气勘探开发获重大突破


3月底,中国石化发布消息称,中国石化页岩气勘探开发获重大突破:威(远)荣(县)页岩气田提交探明储量1247亿立方米,今年将建成10亿立方米产能;丁山—东溪区块国内首口埋深大于4200米的高产页岩气井——东页深1井,试获日产31万立方米高产气流,突破了埋深超4000米页岩气井压裂工艺技术。


两个月前,中国地质调查局刚刚宣布,我国鄂西地区(湖北西部)页岩气调查取得重大突破,页岩气地质资源量达11.68万亿立方米,具有建成年产能100亿立方米的资源基础。由此,鄂西地区有望成为我国页岩气勘查开发和天然气增储上产新的基地,形成与重庆涪陵、长宁—威远“三足鼎立”的资源格局,打破我国页岩气开发均集中在长江上游的局面。

​页岩气是什么?中国页岩气开采现状与难题

天然气是传统化石能源中最为清洁的能源,随着绿色低碳发展的深入人心,我国对天然气的需求不断增加。


今年1月份,中国石油经济技术研究院发布的《2018年国内外油气行业发展报告》显示,2018年我国天然气进口量约1254亿立方米,增幅高达31.7%,进口量首次超过日本,成为全球第一大天然气进口国,对外依存度升至45.3%。这意味着我国有接近一半的天然气需要从国外进口。


自然资源部矿产资源保护监督司司长鞠建华表示,我国页岩气可采资源量达21.8万亿立方米,高居世界第一。目前,我国页岩气探明率仅4.79%,资源潜力巨大。


页岩气,这种非常规天然气贮存于富有机质泥页岩及其夹层中,成分以甲烷为主,以前被认为很难经济有效地开发。但是,随着水平井大规模压裂技术的成功应用,页岩气的开发利用得以快速发展。


作为储量大国,我国完全有理由在页岩气产业大有作为。鞠建华介绍,从2014年9月份到2018年4月份,不到4年时间,我国在四川盆地探明涪陵、威远、长宁、威荣4个整装页岩气田,页岩气累计新增探明地质储量突破万亿方,产能达135亿立方米,累计产气225.80亿立方米。我国已成为继北美之后又一个实现大规模商业化开发页岩气田的国家。


目前,我国最大的页岩气田是涪陵页岩气田。去年3月份,中国石化宣布涪陵页岩气田具备100亿立方米年产能,相当于建成一个千万吨级大油田。2018年,涪陵页岩气田共生产页岩气60.2亿立方米,销售57.8亿立方米。


我国页岩气快速发展


毫无疑问,世界第一的储量和巨大的市场缺口推动了我国页岩气在短短几年内迅速发展。其中,政策起了重要的推动作用。2011年底,经国务院批准,页岩气成为我国第172个独立矿种。


2013年10月份,国家能源局公布《页岩气产业政策》,明确国家将按页岩气开发利用量,对页岩气生产企业直接给予财政补贴。2012年至2015年的中央财政补贴标准为0.4元/立方米,这一幅度比煤层气补贴标准高出1倍。“十三五”期间,页岩气补贴标准调整为前三年0.3元/立方米、后两年0.2元/立方米。


同时,页岩气开采企业还享有减免矿产资源补偿费、矿权使用费等政策。从2018年4月1日起至2021年3月31日,财政部、税务总局对页岩气资源税(按6%的规定税率)减征30%。


与此同时,我国页岩气勘探开采技术开始取得重大突破。“我国已经创新形成了适合页岩气开发特点的系列清洁生产实用技术,实现了气田勘探开发全过程清洁生产,同时形成了具有中国特色的页岩气成藏理论、核心勘探开发技术等,为我国页岩气产业快速发展奠定了重要基础。”鞠建华表示。


据媒体报道,我国最大的页岩气田涪陵页岩气田单井成本较2014年开发初期已经降低30%以上。


此次中国石化页岩气勘探开发新的突破中,技术突破也是重要亮点之一。在丁山—东溪区块,中国石化深层页岩气攻关试验井——东页深1井,在埋深4270米的优质页岩气层试获日产31万立方米高产气流,突破了埋深超4000米页岩气井压裂工艺技术,为深层页岩气大规模商业开发奠定了技术基础。


中国工程院院士康玉柱针对地调局在鄂西地区的页岩气突破表示,鄂西页岩气调查取得的成果是战略性突破,具有里程碑式的引领作用,成果总体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。


较大增长前景可期


当前,页岩气勘探开发还存在一些制约因素。


首先,页岩气建设投资规模大,实施周期长,不确定因素较多,部分中小型企业投资积极性有所减退。


2011年,页岩气被列为我国第172个独立矿种,其初衷是尝试在页岩气行业引入多个投资主体,实行与天然气行业高度集中不同的体制。2011年和2012年,原国土资源部先后举办两次探矿权出让招标,其中第二次的20个招标区块吸引了83家企业参与。但随后因国际油价下滑,中小企业对页岩气热度大为下降。第三次页岩气招标也一拖再拖,直到2017年才举行。此前拿到页岩气探矿权的企业,不少也因资金需求过大、前景不明,陷入“圈而不探”的怪圈。


其次,因我国页岩气储量普遍埋藏较深,且多在山区,大规模作业难以开展,勘探开发存在一定难度。


此外,有关专家表示,政策层面虽对页岩气有不少政策支持,但目前国内仍缺乏针对页岩气勘探开发的管理政策,大多仍参考传统油气操作规程,所以有必要制定更有针对性的监管政策。


国家能源局曾在《关于印发页岩气发展规划(2016-2020年)的通知》中提出,2020年力争实现页岩气产量300亿立方米,2030年实现页岩气产量800亿立方米至1000亿立方米。


实现这一目标,目前看尚有难度。不过,在资源环境倒逼下,未来页岩气定会有较大增长空间。

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