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页岩气开采需体制和技术创新两轮驱动

  日前,涪陵页岩气田二期产建重点评价井——焦页69-2HF井,在水平段A、B靶点埋深均大于3500米,稳定井口压力15.5兆帕下,试获14.6万立方米/天工业气流,为涪陵页岩气田二期产能建设打下了良好基础。焦页69-2HF井实现页岩气深层突破,基本落实了江东区块资源和产能,创造了国内页岩气开发新纪录,突破了深层页岩气有效开发的埋深界限,扩大了页岩气勘探开发的新领域,预示着涪陵页岩气可有效开发的面积和资源量将大幅度提高。目前,焦页69号平台已部署5口开发井,有望进一步扩大战果。

  攻破页岩气开采技术难题

  页岩气是一种蕴藏广泛的非常规天然气,以吸附或游离状态存在于数千米以下的页岩层中,是世界公认的清洁、高效新能源。中国大约蕴藏着190万亿立方米非常规天然气,其中页岩气达100万亿立方米,可采储量26万亿立方米,与美国相当。2011年,美国页岩气产量从不足百亿立方米跃升至1800亿立方米,占其天然气总产量的1/4,被称为全球“页岩气革命”。近年来,中国加快页岩气开采步伐,计划2015年产量达到65亿立方米,2020年达到600亿立方米。在常规能源可开采量逐年递减的情况下,实现页岩气的大规模商业开发有利于缓解国内天然气缺口带来的压力,保障国家能源安全,改善能源供给结构。

  此前由中石化石油工程技术研究院与多家油气勘探开发企业共同研发和推广的页岩气开采配套技术在四川盆地的页岩气区块“大显身手”,工业化应用效果凸显,这标志着“中国制造”页岩气配套技术趋于国际先进水平。早在2013年3月12日,中国石油勘探与生产分公司对外宣布,中石油自主攻关初步形成成套页岩气开采技术,已在四川长宁-威远国家级页岩气示范区投入使用。行业分析人士表示,由于地质结构不同,国外技术很难照搬至中国,此举意味着中石油初步攻破国内页岩气开采的技术难题,页岩气富地四川将迎来开采大提速。

  页岩气与煤层气、致密气同属于非常规天然气,在我国天然气需求持续高增长的背景下,非常规天然气开发的战略意义日渐显现。此前中石化石油工程技术研究院等科研团队共同研发的“页岩气水平井钻完井与分段压裂关键技术”,在四川盆地及周缘的涪陵焦石坝、彭水等地区为38口页岩气水平井提供了全方位技术支持,尤其是在涪陵焦石坝页岩气区块实现了海相页岩气勘探开发的重大突破和商业性发现。

  美国20世纪30年代开采的石油和天然气“能源收支比”曾高达100,但随着易采油气减少,不得不开采难度大的油气。正是在此背景下,美国把目光转向“沉睡”在岩石层下、要用大量的水去压裂岩石把它“挤”出来的页岩气和页岩油。虽然开采难度极大,但随着水压裂和水平钻井这两项关键技术的进步,美国有效降低了页岩气开发成本,使页岩气的“能源收支比”达到30,极大高出常规油气的11。于是美国掀起了开发页岩气热潮,页岩气产量激增。美国掀起页岩气革命后,包括中国在内,凡有页岩气埋藏的其他国家也纷纷试图“复制”,但大都没有成功。到2012年底,全世界页岩气生产量的99.9%仍集中在北美,特别是美国。

  不可否认,美国页岩气的成功开采为中国提高国内能源自给率、提高能源保障提供了新的思路和途径。但美国的经验并不完全适用于中国。比如,美国的地质条件与中国大不相同,技术在中国常常水土不服。因此,中国页岩石气开采需要从常规油气勘探开发的思维中跳出来。通过学习国外页岩气勘探开发的成功理念和经验,深入研究国内外页岩气井资料,中国石化的地质专家们跳出了以钻探圈闭寻找隐蔽油气藏为主的常规勘探思路,形成了以钻探页岩寻找连续型油气聚集为主的非常规勘探理念。一些企业认为,既然美国有现成的技术,我们就可以直接借用来开采国内的页岩气。由于中国地质结构与国外不同,不能完全把国外技术拿过来,需要结合实际情况改造。

  政策扶持助页岩气健康发展

  技术突破与成本控制,一直是页岩气发展最掣肘的因素。事实上,技术是有局限性的,美国的技术是针对3000米左右的,中国需要的是针对3000米以上的技术。另外,美国页岩气分布稳定,埋藏浅,3000米就已经算很深了,而在我国,3000米算比较浅的。此前,中石油就联手荷兰壳牌、康菲石油在四川大力开发页岩气,以学习国外成熟的开采技术。中国油企在页岩气发展中已经进行了一些自主创新,比如中国石油在结合自身低渗透油气藏压裂自主知识产权技术和工具的基础上,初步形成了4套自主知识产权的开采技术。比如中国石化多段水平井、多段压裂等技术都有进展,压裂可以达到26段。但是和美国相比,国内在主体和核心技术方面都存在一定差距(美国压裂已经能够达到60段)。因此,国内油企要将技术攻关作为重点中的重点。

  谈及中石化涪陵页岩气取得重大突破的原因,国土资源部油气战略中心研究员潘继平博士此前曾表示:一是国家高度重视页岩气开发,采取了系列政策措施,打造了一个促进页岩气开发的积极政策环境;二是中石化把非常规天然气作为企业发展战略重点,从长远考虑高度重视页岩气勘探开发;三是奋斗在一线的科研人员、工程技术人员为此付出了不懈努力,从勘探到开发探索出了一整套技术和装备。当然,在中国今后的页岩气发展中,不能因为有了涪陵的成功就盲目乐观。毕竟它只是“甜点中的甜点”。这个“金娃娃”是如何形成的,中国会不会有更多的“焦石坝”,中国页岩气的家底究竟怎么样……这些问题都需要我们进一步做出研究。

  任何新生事物的发展都要经历一个艰难曲折的过程,万众瞩目的页岩气更是如此。为了中国页岩气的快速、有序、健康发展,扭转国内页岩气为代表的非常规燃气资源开发进度缓慢的困局,不仅需要营造一个良好的技术创新的氛围,也需要发改委、能源局等部门及时推出政策扶持及指导性意见,诸如在融资、税务、知识产权保护、信息分享等诸多因素,都起到了很大的作用。值得一提的是,去年,国家发改委、财政部、商务部联合印发《鼓励进口技术和产品目录2014年版》,鼓励引进先进的技术包括页岩气开发利用技术、煤层气地面抽采及综合利用技术,以推进我国非常规燃气行业开发利用领域的技术引进、升级。同时,企业方面也积极拓展海外市场,寻求技术引进契机,提升国内行业技术水平。与此同时,技术突破和创新正成为中国油企实现页岩气经济有效开发的关键任务。

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