非常規理論創新引領頁巖油氣革命 中國頁巖氣發展迎來2.0時代

在11月27~28日召開的第十屆中國頁巖氣發展大會上，與會院士專家表示，10年來中國頁巖氣勘探開發取得重大突破，2019年產量154億立方米，今年預計在200億立方米左右，已經實現中國頁巖氣發展1.0，正迎來中國頁巖氣發展2.0時代。業內專家表示，力爭到2035年建成頁巖氣千億立方米規模，使頁巖氣在我國天然氣中的產量占比由不足1/10提高到1/3左右。

10年來中國頁巖氣實現快速發展

時光回溯到2009年，彼時，業界還未充分認識頁巖氣、還在懷疑是否值得開發時，中國工程院院士翟光明就上報了國內第一份頁巖氣院士建議《關于加強我國頁巖氣勘探開發的建議》。

翟光明當時指出，我國頁巖氣資源十分豐富，也在多個含油氣盆地頁巖段見到頁巖氣顯示，其中，1966年完鉆的威5井，在九老洞組頁巖段裸眼測試日產氣量達2.46萬立方米，但當時對頁巖氣沒有更深的認識，錯失一次難得的機遇。

他還就國家扶持政策、組織前瞻性研究、建立開發先導示范區等提出建議，很快得到國家重視。

10年來，中國對海相頁巖氣有了比較深入的研究，特別是對主要目的層龍馬溪組的資源、生產規律等有了比較明確的認識，形成了涪陵、威遠、長寧等頁巖氣生產基地，探明儲量超2萬億立方米，2019年產量154億立方米，2020年預計在200億立方米左右。

2020年7月，中國工程院院士胡文瑞等6位院士專家在兩年多專題研究的基礎上，呈報了《加快推進我國千億方頁巖氣生產建設工程的建議》，提出力爭到2035年建成頁巖氣千億立方米規模，使頁巖氣在我國天然氣中的產量占比由不足1/10提高到1/3左右。

西南石油大學校長趙金洲認為，中國頁巖氣發展已實現1.0，通過業界努力，中國頁巖氣發展2.0時代即將到來。

頁巖氣主攻對象轉向深層和常壓

四川盆地仍是當前和未來一個時期頁巖氣的主戰場，但主攻對象已轉向深層頁巖氣和常壓頁巖氣。

中國石化西南油氣總經理郭彤樓說，四川盆地及周緣龍馬溪組頁巖氣資源量約39.3萬億立方米，按頁巖埋藏深度和氣藏地壓系數差異，大致可分為盆內中深層、盆內深層-超深層和盆緣-盆外常壓三個區，其中常壓及深層頁巖氣資源量約占86.2%。

2012年以來發現的探明儲量以小于4000米的中深層頁巖氣為主。目前中深層龍馬溪組頁巖氣勘探開發技術日漸成熟，可實現效益開發，處于持續上產階段。

常壓和深層頁巖氣都存在甜點認識不清、壓裂技術不成熟、成本高效益差等問題。對此，中國石化近年來攻關形成常壓頁巖氣低成本配套技術系列，綜合降本60%以上，實現盆外殘留向斜效益開發;攻關形成深層頁巖氣二代壓裂工藝，正建設威榮、永川兩個深層頁巖氣田。此外，中國石油在渝西、瀘州等地區深層頁巖氣取得重大突破。

郭彤樓認為，頁巖氣將是“十四五”天然氣重要增長點，美國2018年頁巖氣產量占天然氣總產量的68.5%，四川盆地頁巖氣產量僅占盆地總產量的34%，還有很大提升空間。

雖然目前頁巖氣主戰場仍是川南龍馬溪組，但翟光明指出，勘探要不唯目標區，努力探索和拓展新戰場，如華北中新元古界、遼西中新元古界、鄂爾多斯盆地海陸過渡相等都有較大頁巖油氣資源潛力。

工程技術進步是效益開發的關鍵

中國科學院院士高德利說，常規油氣資源量小、品質好、易開采，而非常規油氣資源量大、品質差、難開采，要在叢式井、一趟鉆、磁導向鉆井、電加熱開采等關鍵工程技術方面進行創新。

趙金洲說，中美頁巖氣壓裂存在巨大差異，我國頁巖氣埋藏深，裂縫更難壓開;脆性弱塑性強，裂縫更難延伸;應力差值大，裂縫更難轉向;閉合壓力大，裂縫更難支撐。對此，業界學界聯合攻關，形成第一代縫網壓裂技術，只能形成局部縫網;形成第二代縫網壓裂技術，完善了縫網體系;加快深層頁巖氣勘探開發，必須盡快形成第三代縫網壓裂技術。

江漢油田負責人甘振維表示，我國頁巖氣藏隨埋深增加，氣井產能呈降低趨勢，氣田鉆完井費用快速上升，雖然隨著技術和裝備不斷進步，建井成本快速縮減，但仍高出國外30%左右，氣田開發普遍處于經濟邊界，同時，我國頁巖氣采收率普遍較低。因此，做好增產降本加減法、提高氣藏采收率才能實現頁巖氣整體高效開發。

增產降本方面，中國石化通過優快鉆井、優選壓裂材料、研發新型工具、建設電網管網，單井鉆完井成本降低15%，深層測試產量提高40%。提高采收率方面，中國石化首創國內頁巖氣立體開發模式，焦石壩區塊氣藏采收率從12.6%增至23.3%，其中立體開發核心區采收率達39.2%，有力保障了氣田持續穩產。未來，探索最優水平段長、最佳壓裂關鍵參數可進一步提高頁巖氣開發經濟效益。

中國石化高級專家李光泉表示，增加水平段長度是提高頁巖氣井產量的最直接手段，北美頁巖氣田4000米水平段長已成常規，最長達6366米，國內多在2000米左右。2018年以來，我國在多個非常規區塊實施多口水平段長超3000米和4000米的水平井，但鉆井速度慢、成本高。目前，5000米水平段水平井鉆完井技術面臨儲層甜點控制和產能保障等一系列難題，中國石化正加緊攻關，力爭早日突破。

非常規理論創新引領頁巖油氣革命

中國科學院院士鄒才能說，世界油氣工業正在從常規向非常規跨越，而頁巖油氣地質理論創新引領非常規油氣取得重大突破。

鄒才能說，非常規理論創新在于突破了圈閉型“油氣藏”理論，建立了連續型“甜點區”理論。過去認為頁巖只能作為油氣烴源巖，是“鐵板一塊”無縫隙;現在認為頁巖富有納米級孔隙，可連續型聚集，存在高產“甜點區”，可壓裂產生人造滲透率。

翟光明同樣認為，頁巖油氣資源的勘探開發對全球能源發展的影響是空前的。以往，烴源巖層系是作為生油巖進行研究，未作為生產目標層系，現在已從過去圍繞烴源巖做文章轉變到進入烴源巖做文章，帶來了認識的革新和技術的飛躍。

鄒才能認為，我國有望實現頁巖氣、頁巖油、煤制氣3個非常規油氣革命。其中，我國頁巖氣有資源，革命正在進行;頁巖油通過地下原位改質技術實現工業開采，可推動頁巖油革命;煤炭通過地下加熱氣化技術可形成甲烷、氫氣，可與石油工業融合發展，推動煤制氣革命。

鄒才能表示，非常規油氣將成為我國“穩油增氣”的戰略資源。其中，非常規油是產量穩定的砝碼，2030年可能占比30%;非常規氣是產量增長的主角，2030年占比有望超50%。