楊習理,常龍飛,張曉紅
(石油化工應用雜志社,寧夏銀川 750001)
頁巖氣作為一種潔凈能源,由于美國的成功開采和利用,在世界掀起一股頁巖氣熱,我國作為能源消耗大國,也不例外。美國從1820年發(fā)現(xiàn)、開采、利用已有100多年的歷史,而我國才是從2005年起開始關注頁巖氣,可以說僅僅是開始。可是由于被2011年美國(IEA)發(fā)布信息所忽悠,中國頁巖氣儲量有36億立方米,比美國還多24億立方米,不知從哪里造出的這個不靠譜的數(shù)字游戲,使我國立馬上下盲動起來,好像我國遍地頁巖氣,立馬可以大量開采和使用。尤其隨著我國《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011-2015)》的正式出臺,我國第一輪、第二輪頁巖氣招標結果的出爐,于是我國在各種利益的驅動下,與頁巖氣相關的話題不斷升溫,國內不少能源巨頭紛紛將目標投向了頁巖氣。
目前,從各種報道層面講,我國頁巖氣儲量相當豐富,大體和美國差不多。但我國有關頁巖氣的勘探開發(fā)剛剛開始,不可能完全搞清楚我國究竟有多少頁巖氣儲量,具體在什么地方,儲量多少,有無開采價值,還得進一步勘探落實,頁巖氣開發(fā)工作是一項長期、艱巨的任務,我們才開始,不應盲動,應該先抓緊搞清楚以下幾項工作才是。
我國地質結構十分復雜,構造運動多期次疊加,不同構造背景、不同沉積巖相環(huán)境,產狀等在區(qū)域展布上含有不同的結構。目前,我國僅在塔里木盆地、四川盆地、松遼、伊通等少數(shù)幾個地方勘探、鉆井,只打了50多口井,產量僅僅1 000多立方米。美國(IEA)就憑這點說中國頁巖氣儲量超過美國有點言過其詞。頁巖氣的勘探、開發(fā),應點上發(fā)現(xiàn),面上評價,落實資源,確定核心區(qū),和擴大開發(fā)面積是個十分漫長的過程。美國早在1820年就發(fā)現(xiàn)和使用頁巖氣,從20世紀80年代就正式進入工業(yè)化開采。尤其從2000年以來,在全國范圍內進行頁巖氣勘探和開發(fā),在全美20多個州的50多個沉積盆地中發(fā)現(xiàn)了頁巖氣資源,實現(xiàn)了工業(yè)化開采。產量從2000-2010年增長了10多倍。頁巖氣的勘探開采需要一定時間的探索,不可能立馬突破,也就是說要知道具體什么地方有頁巖氣,有多少,可供工業(yè)開采,只有摸清了家底,對頁巖氣的開發(fā)才有重大意義。
搞清了家底,就要做好立法,這需要政府各部門配合、牽頭,制定出適合中國國情的各項法律、法規(guī),做好整體規(guī)劃,制定出發(fā)展思路,戰(zhàn)略框架,階段策略,基礎設施建設和配套支持政策,形成頁巖氣勘探開采合理利用法規(guī)體系。美國有關頁巖氣的法規(guī)政策條文有1 000多頁,每項法規(guī)都很具體,很到位,很好操作。而我國只有泛泛幾十頁,很不完善,具體落實,監(jiān)管就有一定難度。頁巖氣的勘探開發(fā)事關重大,只有制定出適合我國國情的監(jiān)管法律法規(guī),才能保障頁巖氣的勘探開發(fā)健康有序進行。
美國發(fā)起的頁巖氣熱,使我國的頁巖氣更是炙手可熱,作為能源需求大國,借鑒美國的成功經驗,積極開發(fā)國內的頁巖氣,無疑是正確的戰(zhàn)略選擇。但仔細觀察,我國的頁巖氣儲層與美國不同,美國以海相頁巖氣層系,而我國頁巖氣系時代和沉積、環(huán)境比較復雜,在陸相和海陸交互地層占很大比例。不少目的層系后期經歷了強烈改造,頁巖氣聚集規(guī)律更為復雜,這使我國的頁巖氣勘探開發(fā)面臨更大的挑戰(zhàn)。目前美國頁巖氣開采主要使用水平井,大型壓裂井,離開了這兩種井就沒有產量;另外,頁巖氣井產量遞減特別快,要不斷打井,而大型壓裂井每口井平均用水2~4萬立方米,我國的頁巖氣大部分處于沙漠、高山、丘陵,嚴重缺水,少水地帶。用水量是個關鍵,再加上壓裂液中添加的化學劑對地下水源和地表可能造成嚴重污染。我國人均占有土地和水資源的數(shù)量遠遠小于美國,而且所占有生態(tài)環(huán)境十分脆弱,所以,水平井、大型水平壓裂井、多打井不太適合在我國全面推廣。面對我國目前的情況,只有盡快開發(fā)出適合我國國情的頁巖氣勘探開發(fā)關鍵技術,適合我國地質結構特征的頁巖氣核心鉆井技術,適合我國東、西、南、北、中不同區(qū)域的頁巖氣開發(fā)的分段壓裂技術、壓裂液技術,頁巖氣技術標準。只有我們有了自己的頁巖氣開發(fā)系列核心技術,才能實現(xiàn)我國頁巖氣可持續(xù)發(fā)展,為國造福,為民造利。
開發(fā)頁巖氣,水壓裂技術是核心,其中水起著十分重要的作用,可以說,水壓裂技術成就了頁巖氣的蓬勃發(fā)展。頁巖氣開發(fā)所使用的水平井水力壓裂技術用水量是常規(guī)水力壓裂的50~100倍。平均每口井的耗水量達到3 800~15 000立方米,我國的頁巖氣資源大多集中在缺水、少水、及人口稠密地區(qū),大量的工業(yè)用水,對我國干渴的地理環(huán)境而言,勢必造成嚴重影響。因此,若盲目地使用大量水資源開采頁巖氣,產生的問題是災難性的。
另外,水力壓裂水中加注硅沙和化學物質,將造成水資源的污染,地下水中甲烷含量比未鉆探區(qū)域高出17倍。在水力壓裂用化學品中,聚合物減磨液減少摩擦的效果良好,但其存在很大局限性,不適宜在高濃度鹽水中使用。因此,頁巖氣的開發(fā)離不開水,積極發(fā)展水處理工業(yè),使它多次回用,是頁巖氣產業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障,也是我國缺水地區(qū)開采頁巖氣實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然之路。
美國憑借頁巖氣成功的開采和利用,從天然氣進口國轉變成天然氣出口國,有望超過俄羅斯成為世界第一天然氣生產大國。作為頁巖氣儲量大國的中國,當然也不能落后?!笆濉币?guī)劃初步提出2015年我國頁巖氣產量將達到65億立方米的目標。頁巖氣第一、第二輪招標已經結束,財政部將對頁巖氣開發(fā)企業(yè)的補貼政策出臺,2012-2015年的補貼標準為0.4元/立方米。隨著規(guī)劃、利好政策的相繼出臺,加速了頁巖氣的開發(fā)升溫,但熱潮中需要冷靜。
由于頁巖氣的埋藏情況不同,美國的成熟技術不能為我所用,技術不成熟,限制了頁巖氣的開發(fā)。另外,現(xiàn)有經濟條件下,頁巖氣的勘探開發(fā)成本太高,單井產量較低,經濟效益較差。美國由于成本太高,天然氣價格太低,支撐不了頁巖氣的開發(fā),2008年美國天然氣鉆井機為1 600臺,到2011年7月下降到882臺,2012年又下降到670臺。在美國貝內特頁巖氣生產區(qū),過去6~7年的鉆井中有25%~35%是收支不平衡的。
最近,歐洲經濟研究中心對外宣稱,經過200多名相關領域的專家耗時半年的調查研究,發(fā)現(xiàn)頁巖氣的開發(fā)涉及多個復雜的技術,如果運用不當,有可能造成損害,在某些情況下成本會很高,對環(huán)境和健康帶來的危害難以估量。因此,在歐洲開采頁巖氣并不劃算。
另外,頁巖氣的產量遞減非??欤煌5你@井,還有嚴重的體貼氣態(tài)環(huán)境,值得注意,對缺水地區(qū)來說,高壓水壓裂技術每口井耗水達2萬噸,這可是個不小的數(shù)目。還有開發(fā)過程中產生的CO2、甲烷氣、各種化學物質的泄露,對空氣、水造成了污染,嚴重威脅生態(tài)安全和人類健康。
目前,我國的頁巖氣開發(fā),無論從哪方面講,技術上還處于初期,不成熟,經驗匱乏,從經濟和環(huán)保角度講,都存在一定的風險。尤其從技術角度看,我國還尚未掌握開采的核心技術,再加上我國地質結構復雜,所處位置都十分缺水,采收率過低,還有管網不配套,開采運輸成本高等問題。從投資情況看,由于勘探不成熟,只是前期的調研,產量是多少,具體位置都不清楚,都是個未知數(shù),全球最大的石油公司??松梨?012年在波蘭、匈牙利幾乎全不理想,超過7 500萬美元的投資,“竹籃打水一場空”。頁巖氣的開發(fā)是個高風險的行業(yè),路還很長,介入一定要謹慎。
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