我国页岩气开发现状与展望

吴孟余

（上海市浦东新区新能源协会，上海 200136）

一次能源是指可供直接利用的能源，煤、石油、天然气是一次能源的重要组成部分。天然气是优质洁净燃料，基本成分是甲烷，具有热值高、燃烧产物对环境污染少的特点。因此，天然气可应用于生活燃料和工业、交通运输业燃料，如热电冷分布式发电系统、燃气空调、热泵、燃料电池、汽车等方面。我国的天然气资源量约为38.00万亿m3，占世界第十三位。天然气的临界温度为190.58K，故在常温下无法进行加压液化。通常的液化天然气（LNG）多存储在温度为112K，压力为0.1MPa的低温储罐里，密度是标准状态下甲烷的600多倍，体积能量密度为汽油的72%，十分有利于运输和储存［1］。

1 我国的页岩气资源及其分布

天然气可分为常规天然气和非常规天然气。页岩气、煤层气、致密型砂岩气都属于非常规天然气。页岩气吸附或游离状态聚集在页岩中，主要成分是甲烷，是一种新的清洁能源。美国国家石油委员会基于Rognar的数据估算全球非常规天然气资源量约为923.00万亿m3，其中半数为页岩气（约为456.00万亿m3）。

根据国内外对我国页岩气的评估，我国页岩气储藏量十分丰富。但由于我国地质结构复杂，评估方法不一，因而评估出的储藏量有所不同。根据2011年美国能源信息署（EIA）对33个国家页岩气资源估算得到，共计有187.00万亿m3，其中中国为36.00万亿m3，美国为24.00万亿m3。近期国土资源部对我国页岩气资源进行了初步地质勘探调查，经初步评价得到，我国页岩气可采资源潜力为25.08万亿m3（不包含青藏）。但这两种评估方法都缺乏从地下页岩气样品实测的含气量数据。今后通过积累实测参数，该评估值的准确性将会提高。但这两种评估方法都表明我国页岩气储量丰富，占世界第一位。我国页岩气主要储藏在四川盆地、塔里木盆地（西北部）、鄂尔多斯盆地（华北）、松辽盆地（东北部）等地。

2 美国的页岩气革命

美国进行页岩气批量开采大约有40多年历史。20世纪80年代，美国创新开采方法，即水力水平压裂法，从而兴起所谓“页岩气革命”。页岩气开采技术取得突破性进展后，引起竞争性市场形成，大规模商业化的成功，促使页岩气供应量猛增，从而导致价格骤降，使天然气有希望代替煤炭、石油等传统化石燃料。2007年，美国页岩气产量占天然气总产量的比例为12%；2013年上升到35%；2030年将进一步上升到55%。其对相关企业的成本带来巨大影响，北美的电力成本比中国低25%，比欧洲低50%，竞争优势明显［2］。

3 我国页岩气开发现状

我国页岩气开发已经起步，但效益不高，产业发展较缓慢。我国对页岩气资源勘探程度低，虽然已经初步完成调查、评估、规划，但由于地质结构复杂，尚需进一步大量的勘探实验。2009年国家发改委、财政部等出台了《页岩气发展规划（2011—2015）》，我国已经正式在重庆开始页岩气资源勘探。中石化在四川东北部、贵州东部、安徽南部等地，中海油在安徽、浙江等地，延长石油则在山西、延安等地，中联煤在山西沁水盆地等地进行了局部重点勘探，初步摸清了我国部分有利区富有有机质页岩分布，确定了主力层系，初步掌握了页岩气基本参数，建立了页岩气有利目标区优选标准，优选出了一批页岩气富集有利区。

2011年底，我国石油企业开展了15口页岩气直井压裂试气，9口见气，初步掌握了页岩气直井压裂技术，证实了我国具有页岩气开发实力。经国务院批准，2011年12月3日，国土资源部将页岩气作为独立矿种管理，提出了“调查先行、规划调控、竞争出让，合同管理，加快突破”的工作思路，并且在国家科技重大专项中设立“页岩气勘探开发关键技术”研究项目，成立了国家能源页岩气研发（实验）中心，加大了研发力度。在对外合作方面，2009年，与美国签署了中美关于在页岩气领域开展合作的讲解备忘录，就联合开展资源评估、技术合作和政策交流制定了工作计划。我国石油企业与壳牌公司签订富顺—永川联合评价协议，还与挪威、康菲、BP、雪佛龙、埃克森美孚公司建立联合研究合作意向。

应该指出，在当前页岩气开发过程中，尚未全面实现大面积的页岩气勘探是阻挡我国进行大规模页岩气开采的重要原因，有必要完成适合我国国情的配套完善和低成本的页岩气开采技术体系。

4 我国开发页岩气资源的瓶颈

1）我国油页岩资源勘探技术程度低，尚未在全国进行大面积资源勘探，对油页岩资源的认识是很表浅的。此外，我国页岩气储藏复杂，资源赋存条件差，且大多分布在地形复杂的区域，给认识资源、开采资源带来很大的困难。

2）我国尚未掌握完善低成本的页岩气系统开采技术。如，我国仅初步掌握页岩气勘探开发的直井压裂技术，尚未全面深入掌握水平井分段压裂（水平井的钻井完井、水力压裂、含气量测试）等开采技术。

3）页岩气开采需要丰富的水资源，而我国许多具有丰富页岩气资源的地区都缺水，如塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等。在美国，根据页岩构造特性，一次水力压裂作业耗水超过1000万L。而一口井的寿命可以达四五十年，需要庞大的水资源。

4）页岩气开采会产生废水和有害的空气污染物，严重影响环境。从长期来看，每百万立方米的燃气产量，会伴生3～13万L生产废水，而单井寿命可达到40年，那么单井生产废水量可达到数百万升，极易污染土壤、地表和地下水。同时，页岩气井的生产，会排放挥发性有机化合物和无机化合物（硫化氢）等有害于人体健康的气体，如果不采取有利措施，将污染生产地的环境。

5）页岩气开采需要生产地具有完善水、气管网，道路基本设施等。而我国大多数页岩气资源丰富地区都缺乏以上设施，要大规模开发难度大。

6）我国页岩气市场机制仍需进一步完善。民间资本准入准出机制未建立，天然气价格尚未形成市场机制，税收优惠政策力度不够，关于页岩气开发政策还不完善。

5 对页岩气资源的开发展望

1）推进对全国页岩气资源深入全面的勘查。

2）借鉴美国开发页岩气资源正反两方面的经验，积极开展页岩气开发技术研究。在吸收美国开采技术的同时，结合中国地质特点和具体国情，创新页岩气开采技术，重点解决我国西北地区缺水问题，以及在开采时如何对水污染、土壤污染、空气污染予以防治。在美国，为了控制开发中的污染，甚至停止对纽约州和特拉华盆地的水力压裂项目。宾夕法尼亚洲林区的钻井活动就引发了土地破碎和生物多样减少的倾向。

3）在成熟勘探区，先开展示范先导试验，再总结经验为大规模开采做准备。目前中石化重庆涪陵国家级示范区页岩气已开钻27口，完钻21口，已投入试采水平井10口，平均单井产量为15万m3／天，商品气量累计近7300万 m3／天。“十二五”末期，涪陵年产页岩气33亿m3。中石油长宁—威远、昭通两个国家示范区和富顺—永川对外合作区完钻页岩气评价井39口，累计实现商品气量7000万m3。勘探开发过程中发现，部分区块前景远超预期。国土资源部计划2020年，优选20～30个页岩勘探开发区，力争实现150亿m3至300亿 m3的年产能［2］。

4）“十二五”期间，要基本完成页岩气资源评价，实现页岩气规模化生产。按照页岩气“十二五”规划，到2015年我国页岩气要实现探明地质储量6000亿 m3、可采储量2000亿 m3、开采量将达到65亿m3，到2020年页岩气开采量将达到1000亿m3。然而，国土资源部最新统计报告显示，2012年我国各地共钻探页岩气井84口，其中仅两口井有气，而且还不是经济气。截至目前，全国共实施各类页岩气钻井130口左右，其中实验或勘探井129口，具有商业价值的为零。同时，据国土资源部内部的一项统计，去年页岩气产量约3000万 m3，2013年预计可达2亿 m3，算上2011年的开采量，近三年开采页岩气还不足3亿m3，距离“十二五”规划的开采目标还太遥远。2014年要探明储量达到1万亿m3，2015年产量达65亿m3。因此，需要进一步加大页岩气勘探开发推进力度，继续加强国家级页岩示范区建设，尽快实现页岩气规模化、“工厂化”生产，加强科技攻关和装备国产化，努力实现页岩气低成本开采，并尽快研究出台政策、税收等激励措施［2-3］。

5）促进我国管网、气站的基础建设以及相关的服务业发展，同时也将促进油页岩相关的技术发展。如杭州汇勘科技有限公司针对国内的开发需求和技术现状，由美国引进的SES水平井地质导向软件，是美国水平井导向领域市场上占有率第一的软件。显而易见，该类的页岩气开发相关技术的发展必然会提高页岩气本身的开发技术水平［4］。

6 结论

1）对全国非常规天然气，建议全国统筹协调中央和地方，利用产学研，国企、民企各方面力量，以进行全面深入勘察。

2）同时加强自主开发，建立页岩气开发示范区，探索适合中国地质特点的开发模式，对全国非常规天然气开发起到示范、引导和促进作用。

3）借鉴美国开发页岩气正反两反面经验，积极开展页岩气开采技术研究。在掌握先进的水力水平压裂开采等技术基础上，为解决页岩气富含地区缺水问题，需要创新开采技术，并且对水污染、土壤污染，空气污染予以防治，通过创新形成中国特色的非常规天然气开采技术。

4）促进我国管网、气站的基础建设以及相关的服务业发展，同时也将促进油页岩相关技术的发展。

5）需要深化体制改革，不断引入竞争机制。以页岩气矿业权管理制度改革为切入点，加快页岩气上游市场主体多元化。在进一步完善并落实好现有优惠政策的基础上，比照煤层气开发利用补贴政策，对页岩气开发利用给予支持。深化气价改革，不断完善天然气价格形成机制，从长远看应首先放开天然气价格，建立反映市场供需关系的定价机制，由供求双方通过市场机制确定天然气价格。

［1］ 顾安忠.液化天然气技术［M］.北京：机械工业出版社，2004.

［2］ 国家能源局.中国页岩气勘探开发最新进展［R］.2013.12.4ECF（byy＠ecfchina.com）.

［3］ 中研普华.2013年国内页岩气开采发展情况解析［EB／oL］.中国 行 业 研 究 网，2013-11-13.http：／／w.w.w.chinairn.com.

［4］ 潘继平，王楠，韩志强，等.中国非常规天然气资源勘探开发与政策思考［J］.国际石油经济，2011（6）：19-24.