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中国版“页岩气开采技术革命”路在何方

来源:西安闪光能源科技有限公司         发布时间:2019-07-10

随着中国天然气消费量持续增长,2018年中国天然气对外依存度攀升至45.3%,如何有效解决国产天然气产量难产问题成为天然气能源安全的核心问题。在此背景下,各路媒体纷纷刊文国内几处页岩气勘探开发重大发现,页岩气再次回归行业热点,许多企业摩拳擦掌准备掀起第二轮页岩气开发热潮,似乎中国天然气禀赋问题一夜之间得以解决。

在谈中国版“页岩气革命”之前,必须得简单提一提美国页岩气革命。

和中国非常类似,美国常规油气资源比较缺乏,但非常规天然气(页岩气)资源比较丰富。

早在1821年,美国第一口页岩气生产井钻探于纽约Fredonia镇附近的泥盆系页岩,页岩气第一次被开采出来,但知道20世纪70-80年代,页岩气仍然无法商业化开发。

在政府政策大力支持和油气勘探企业不懈努力下,页岩气开发技术历经20余年终于取得突破性革命。

美国页岩气开发技术演变大体可分为四个阶段。

第一阶段:1997年以前,采用直井大型水力压裂技术。

第二阶段:1997-2002年,采用直井大型清水压裂为主的技术。

第三阶段:2002-2007年,水平井压裂技术开始试验。

第四阶段:2007年至今,采用水平井套管完井及分段压裂技术。

页岩气开发不仅直接创造就业岗位,还通过有效拉动其他相关产业的发展,创造大量就业岗位,直接就业岗位包括钻井、运输、处理、管道建设等,而且每增加一个直接就业机会就会连带产生3个间接职位。根据HIS咨询报告,页岩气产业已经为美国创造了超过100万个就业岗位。

 在美国2007年之后页岩气革命高速推进的刺激下,在中国貌似全球可开采储量第一的冲击下,自然而然,中国在2011年底2012年初开始启动了中国版页岩气革命。

经国务院批准,2011 12 3 日,国土资源部发布新发现矿种公告,将页岩气作为独立矿种加强管理。

参照美国经验,为了最大限度的利用社会资源开采页岩气,国土资源部把原本被视作国家石油公司“禁脔”的页岩气探矿权拿出来公开招标。

20116月,国土资源部首次举行页岩气探矿权出让招标。中石油、中石化、中海油、延长油矿管理局、中联煤层气和河南煤层气六家公司进行投标。贵州两个区块因有效投标人不足三家而流标,渝黔南川页岩气勘查和渝黔湘秀山页岩气勘查区块的探矿权顺利出让。

201210月进行的第二轮公开竞招标中,页岩气探矿权受到资本热捧,20个招标区块吸引了83家企业参与竞标,位于重庆的三个区块,吸引了包括中国四大石油公司在内的逾30家企业竞标。最终,共有16家企业中标了20个招标区块中的19个。同时,由于中国企业尚不具备先进页岩气开采技术和设备,这些招标项目中中外合作成为主要途径。BP、壳牌、雪弗龙等国际油气巨头纷纷入局,企图分得一杯羹。

水平井压裂技术流程

水平井压裂技术流程

然而自2012年之后,传说中一直在准备第三轮页岩气探矿权竞争出让却一拖再拖。国际巨头乘兴而来,却相继陨落,含恨而走.

中国发育海相、海陆过渡相、陆相3 类页岩气(储集层),以中国南方五峰组龙马溪组为代表的海相页岩厚3080m,埋深较大(1 5005 000 m),热成熟度高(Ro 值为2.0%3.5%)。沉积埋藏演化过程中遭受过多次构造抬升且抬升幅度大,造成页岩气大规模的破坏。四川盆地西部(如威远页岩气田)及南部(如长宁页岩气田)区域地应力复杂,水平两向应力差大(变化范围1020 MPa),储集层压裂改造时不易形成网状体积裂缝,以水平方向的顺层裂缝为主,改造体积偏小(4 000×1048 000×104 m3)。海陆过渡相页岩以薄互层(510 m)为主,物性差(孔隙度为1.0%3.0%)。陆相页岩埋藏深度大,热成熟度低(Ro 值为0.4%1.3%),页岩气以生油过程中的伴生气为主,储集层含气量低(1.02.0 m3/t),储集层脆性矿物含量低(20%40%),可压性较差。

看不懂专业术语?没关系,简单说就是中国的页岩气开采难度非常高,开采风险高产量低成本高。

全球页岩气可开采储量前十国家

2、国内页岩气开采技术还不成熟

虽然老美页岩气水平井压裂技术早已炉火纯青,但在中国相关页岩气开采技术还不成熟。

北美页岩气开采都以中浅层为主,中国通过引进吸收消化再创新初步形成了3500 m 以内的中浅层页岩气技术系列。但中国深层页岩气资源潜力很大,仅南方35004 500 m 页岩气可采资源量达3万亿立方米左右,深层页岩气勘探开发技术刚处于探索初期,包括优质页岩气储集层精细地震识别与预测、水平井地质导向、压裂效果有效监测与评估、山地小型工厂化生产模式、高效开发理论与产能评价等多项技术均需要强化攻关。

3、水资源总体不足与环境保护难度较大

页岩气开采依赖大量钻井压裂实现增产和稳产,水资源耗费较大。页岩气资源分布区水资源相对匮乏是中国页岩气勘探开发瓶颈之一。页岩气勘探开发中另一密切相关的问题是环境保护,可能涉及到的环境风险包括井场建设占用大量土地与地表植被破坏、钻井液与压裂液使用对土地与地下水资源污染、甲烷等烃类气体泄漏及其他有害物质排放对环境的污染,以及钻井、压裂、井场建设等产生的噪声对周边居民、动物的影响等。

另外,不得不提所谓两轮矿权招标后没见到什么实质进展还有一个背后深层次的原因,这一点恐怕也是目前仅有中石化、中石油实现页岩气商业化开采的核心原因之一。

中国页岩气开发参与企业

要知道,中国常规与非常规油气资源有70%以上的重叠,而常规油气资源的探矿权和采矿权大部分由中石油、中石化等拥有,2012年的两次招标页岩气区块无比完美的都避开了矿权重叠区,因此也就避开了资源最优区域,也就是说真正气源比较好的区块仍在中石油、中石化等油气巨头的手上。

找了下数据,从平均成本来看,涪陵区块的井口气价格高达21.1美元/百万英热(初始产量2000Mcfd)和11.2美元/百万英热(初始产量4000Mcfd,相比而言美国干气开采成本可低至3.4美元/百万英热。

这一数据不一定完全准确,但中美成本差距大抵相当,这还是国内最好的区块,如果是那些招标的区块成本之高可想而知。

有时候真的不得不泛着酸味的说一句God bless America,无论是地理位置还是资源条件老美在全球真是独一无二,而上帝对中国还是苛责很多,不过也许正是这份苛责会成就中国的坚韧以及未来东方照亮西方的那一刻吧。

截止到2018年,中国实现商业化页岩气开发的企业也只有中石化和中石油。2018年,中石化页岩气产量60.2亿立方米,中石油页岩气产量达42.7亿立方米,全国加起来刚刚超过100亿立方米。

而根据国家能源局页岩气十三五规划, 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800-1000亿立方米。

2030年目标能否实现尚未可知,不过2020300亿立方米目标恐怕悬之又悬。

总的而言,在目前现有技术条件和政策环境等背景下,短期内中国版页岩气革命已近流产。不过在天然气消费还将持续增长对外依存度保持高位的情况下,国内页岩气开采仍将继续,只是估计还得长期依靠中石油和中石化两大巨佬。另外还有就是第四桶油延长石油在页岩气方面估计也会加大投入,毕竟其本身油田储量已所剩无几,天然气是近几年的盈利核心,而鄂尔多斯盆地的页岩气埋藏相对较浅易于开发。