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我國頁巖氣開發狀況及面臨關鍵問題

中國機械工業聯合會機經網  發布時間:2019-07-03 13:52:29  來源:重慶石油天然氣交易中心


關鍵詞: 頁巖氣    開發狀況   

全球掀起了一股頁巖氣開發的熱潮,頁巖氣也成為了天然氣開發的熱點領域。目前,北美以外地區已有十余個國家在進行頁巖氣的前期評價和勘探開發先導試驗。近年來,中國也積極投入到頁巖氣的勘探開發工作中去,取得了一定成果,但仍存在一些問題亟待解決。

  自2000年以來,北美頁巖氣革命從根本上改變了世界能源供應格局,2009年起美國超過俄羅斯成為世界第一大天然氣生產國,實現了能源獨立。全球掀起了一股頁巖氣開發的熱潮,頁巖氣也成為了天然氣開發的熱點領域。目前,北美以外地區已有十余個國家在進行頁巖氣的前期評價和勘探開發先導試驗。近年來,中國也積極投入到頁巖氣的勘探開發工作中去,取得了一定成果,但仍存在一些問題亟待解決。

  一、頁巖氣開發的重要意義

  頁巖氣是一種產自極低孔滲、富有機質頁巖儲集系統中的天然氣,或自生自儲、以游離態和吸附態為主賦存、原位飽和富集于頁巖儲集系統的微納米級孔縫、礦物顆粒表面。頁巖氣儲層屬低孔隙度,超低滲透率,開采難度較大,對勘探開發技術和設備要求相對較高。頁巖氣藏單井產量遞減快,開發周期長,不穩定因素較多。

  頁巖氣的可采儲量和分布區域均遠超常規天然氣,開采潛力十分巨大。北美頁巖氣革命對世界能源格局產生了巨大影響,也使人們第一次把非常規天然氣的重要性置于與常規天然氣并列的程度。實施頁巖氣的勘探開發對于緩解天然氣供需矛盾,改善能源結構,提高天然氣領域國際話語權和影響力都有十分重要的意義。

  受石油危機影響,美國政府于1976年啟動東部頁巖氣產業發展計劃,投入大量人力物力進行地質理論和勘探開發技術的研究,至今已有40余年。1991年,美國在德州中部的barnett頁巖氣田打下了第一口頁巖氣生產井。1998年,天然氣企業Mitchell Energy研發出具有經濟可行性的水力壓裂技術,被廣泛應用于實踐項目。2000年以后,隨著水平井技術和水力壓裂技術的逐漸成熟,頁巖氣的生產成本大幅降低。另一方面,國際油價的增長迅猛帶動了天然氣價格上漲,這奠定了頁巖氣大幅上產的市場基礎。美國能源巨頭開始進入頁巖氣開發領域,通過投入大量資本積極收購中小型頁巖氣資源和技術企業,推動了產業市場規模化發展。2017年,美國天然氣產量創下新高達到7452億立方米,位居世界第一。頁巖氣是天然氣上產的主要推動力,其產量占天然氣總產量的比例從2000年的1%增長到2017年的63%, 使美國自1957年來第一次成為天然氣凈出口國,國際能源地位大幅上升。

  美國能源信息署(EIA)研究表明,全球頁巖氣資源量共456萬億立方米,技術可采儲量220萬億立方米,主要分布在美國、中國、阿根廷、阿爾及利亞、加拿大等國家。目前,美國、加拿大、中國和阿根廷先后實現了頁巖氣商業開發。2017年,產量依次為4746億立方米、570億立方米、91億立方米和15億立方米。

  二、中國頁巖氣發展歷程

  中國頁巖氣開發起步于2006年,中石油西南油氣田率先開展頁巖氣勘探開發研究工作,與美國新田公司聯合進行威遠氣田頁巖氣研究。2009年,中石油確定在長寧-威遠地區進行頁巖氣工業化試驗,開鉆第一口頁巖氣直井評價井威-201井。2010年,威201井筇竹寺組壓裂成功,這是我國第一次通過壓裂獲得頁巖氣。2011年,我國鉆成第一口頁巖氣水平井威201-H1并完成壓裂產氣,創造了國內頁巖氣水平井壓裂段數最多、泵注壓力最高、加砂量最大、單井產液量最大、施工排量最大、連續施工時間最長等多項國內記錄。2011年6月,國土資源部進行首輪頁巖氣探礦權招標,把頁巖氣列為單獨礦種。2012年,國家發改委和國家能源局批準成立“長寧-威遠”、“昭通”、“延安陸相”三個國家級頁巖氣示范區。2012年11月,中石化位于重慶涪陵的焦頁1HF井投產,成為中國第一口實現商業化開發的頁巖氣井。2013年9月,國家批準成立涪陵國家級頁巖氣示范區。2015年10月,中國國際礦業大會公布,繼美國、加拿大之后,我國成為第三個實現頁巖氣商業化開發的國家。2018年,全國頁巖氣產量超過110億立方米,較上年增長22.2%,上產十分迅猛。

  三、中國頁巖氣開發面臨的關鍵問題

  盡管近年來頁巖氣勘探開發工作開展迅速,業界關注不斷升溫,但相比于引領頁巖氣革命的美國,我國頁巖氣的開發工作仍面臨一些問題亟待解決。

  一是相關地質理論和儲層評價仍有欠缺。中國的頁巖沉積經歷的構造運動次數多且強度更為劇烈,頁巖氣聚集規律較復雜,保存條件差;頁巖氣埋藏較深,重點建產的川南地區埋深超過3500米的氣藏超過一半,部分超過5000米,而美國頁巖氣埋深多介于1000-3500米之間;頁巖氣地質理論及儲層評價和預測技術相關研究仍需深入,資源落實尚有較大不足。

  二是我國頁巖氣開發技術發展很快,但成本較高,對埋藏較深的資源開發技術尚不成熟。我國頁巖氣聚集區地表條件復雜,不利于工程建設。南方頁巖氣有利區多處于低山-丘陵地區,井場建設受限,交通較為不便,水源分布不均,地表建設困難。目前中國已基本實現埋深3500米以淺的頁巖氣藏高效、綠色開發和技術裝備自主,但開發成本依然較高,單井平均成本是美國的兩倍以上,3500以深的頁巖氣藏尚不能實現商業化開采。

  三是頁巖氣開發成本回收周期長。頁巖氣藏較常規天然氣藏單井投資大,且產量遞減快,第一年的產量自然遞減率就能達到60%,氣田穩產需大量鉆井進行井間接替。成本回收周期長,不穩定因素較多,對于企業有較大的資金壓力和投資風險。

  四是勘探開發競爭不足。頁巖氣藏往往與常規氣、煤層氣和致密氣共生,其開發潛力區垂直重疊。而中國的礦業權制度有強排他性,規定新立礦權不能與已設礦權范圍重疊,除非屬于統一主體。這就導致了石油公司要想把頁巖氣礦權推向市場,就必須退出相應區塊的全部油氣開采活動,既不現實,也不經濟,難以實現多方共贏的局面。

  四、相關建議

  長遠來看,去煤是大趨勢,石油即將走下坡路,天然氣作為低碳、清潔能源必將在能源結構中占據越來越重要的地位。北美的頁巖氣革命對世界能源格局產生了深遠影響,對我國也有很大的借鑒意義。中國是世界上頁巖氣可采儲量最大的國家,頁巖氣開發無疑是能源發展的必然方向。國家能源局印發的《頁巖氣發展規劃(2016-2020年)》提出,力爭在2020年實現頁巖氣產量300億立方米,2030年實現頁巖氣產量800-1000億立方米。要實現這一目標,需要政府和企業共同努力,在此提出以下幾點建議:

  一是大力推進頁巖氣理論研究和技術突破。通過國家專項資金加強技術攻關,深入研究頁巖氣相關地質理論和資源預測與評價技術。繼續發展水平井和分段壓裂技術,對埋深較淺的氣藏提高開發效率,降低生產成本;對埋深較深的氣藏研發適宜的鉆井壓裂技術,爭取實現商業化開采。

  二是推進礦業權制度改革。通過推出法律法規和相關政策的方式,消除企業無償或低價持有同一區塊不同礦業權不開發的現象,允許同一區塊不同礦業權獨立轉讓。引導民間資本進入頁巖氣勘探開發領域,拿出較為優質的區塊進行市場化競爭出讓,激發社會資本開發積極性。

  三是加大財政補貼和政策扶持力度。建議“十四五”期間延續對頁巖氣開發的財政補貼,同時完善稅費優惠方案,可以從減免資源稅,實行增值稅先征后返,降低企業所得稅等方面對頁巖氣開發企業實行稅收優惠,鼓勵企業加大對頁巖氣勘探開發的投資力度。

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責任編輯:機經網編輯部 heyan
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