在第十屆中國頁巖氣發(fā)展大會上，與會院士專家表示，10年來中國頁巖氣勘探開發(fā)取得重大突破，2019年產(chǎn)量154億立方米，今年預計在200億立方米左右，已經(jīng)實現(xiàn)中國頁巖氣發(fā)展1.0，正迎來中國頁巖氣發(fā)展2.0時代。業(yè)內(nèi)專家表示，力爭到2035年建成頁巖氣千億立方米規(guī)模，使頁巖氣在我國天然氣中的產(chǎn)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(xiàn)快速發(fā)展
10.jpg時光回溯到2009年，彼時，業(yè)界還未充分認識頁巖氣、還在懷疑是否值得開發(fā)時，中國工程院院士翟光明就上報了國內(nèi)第一份頁巖氣院士建議《關(guān)于加強我國頁巖氣勘探開發(fā)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(chǎn)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(fā)先導示范區(qū)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(chǎn)規(guī)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(chǎn)基地，探明儲量超2萬億立方米，2019年產(chǎn)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(chǎn)建設工程的建議》，提出力爭到2035年建成頁巖氣千億立方米，使頁巖氣在我國天然氣中的產(chǎn)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(fā)展已實現(xiàn)1.0，通過業(yè)界努力，中國頁巖氣發(fā)展2.0時代即將到來。
頁巖氣主攻對象轉(zhuǎn)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(zhàn)場，但主攻對象已轉(zhuǎn)向深層頁巖氣和常壓頁巖氣。
中國石化西南油氣總經(jīng)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(shù)差異，大致可分為盆內(nèi)中深層、盆內(nèi)深層-超深層和盆緣-盆外常壓三個區(qū)，其中常壓及深層頁巖氣資源量約占86.2%。
2012年以來發(fā)現(xiàn)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(fā)技術(shù)日漸成熟，可實現(xiàn)效益開發(fā)，處于持續(xù)上產(chǎn)階段。
常壓和深層頁巖氣都存在甜點認識不清、壓裂技術(shù)不成熟、成本高效益差等問題。對此，中國石化近年來攻關(guān)形成常壓頁巖氣低成本配套技術(shù)系列，綜合降本60%以上，實現(xiàn)盆外殘留向斜效益開發(fā)；攻關(guān)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(qū)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(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的68.5%，四川盆地頁巖氣產(chǎn)量僅占盆地總產(chǎn)量的34%，還有很大提升空間。
雖然目前頁巖氣主戰(zhàn)場仍是川南龍馬溪組，但翟光明指出，勘探要不唯目標區(qū)，努力探索和拓展新戰(zhàn)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(shù)進步是效益開發(fā)的關(guān)鍵
中國科學院院士高德利說，常規(guī)油氣資源量小、品質(zhì)好、易開采，而非常規(guī)油氣資源量大、品質(zhì)差、難開采，要在叢式井、一趟鉆、磁導向鉆井、電加熱開采等關(guān)鍵工程技術(shù)方面進行創(chuàng)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(zhuǎn)向；閉合壓力大，裂縫更難支撐。對此，業(yè)界學界聯(lián)合攻關(guān)，形成第一代縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，只能形成局部縫網(wǎng)；形成第二代縫網(wǎng)壓裂技術(shù)，完善了縫網(wǎng)體系；加快深層頁巖氣勘探開發(fā)，必須盡快形成第三代縫網(wǎng)壓裂技術(shù)。
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(chǎn)能呈降低趨勢，氣田鉆完井費用快速上升，雖然隨著技術(shù)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(fā)普遍處于經(jīng)濟邊界，同時，我國頁巖氣采收率普遍較低。因此，做好增產(chǎn)降本加減法、提高氣藏采收率才能實現(xiàn)頁巖氣整體高效開發(fā)。
增產(chǎn)降本方面，中國石化通過優(yōu)快鉆井、優(yōu)選壓裂材料、研發(fā)新型工具、建設電網(wǎng)管網(wǎng)，單井鉆完井成本降低15%，深層測試產(chǎn)量提高40%。提高采收率方面，中國石化首創(chuàng)國內(nèi)頁巖氣立體開發(fā)模式，焦石壩區(qū)塊氣藏采收率從12.6%增至23.3%，其中立體開發(fā)核心區(qū)采收率達39.2%，有力保障了氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。未來，探索最優(yōu)水平段長、最佳壓裂關(guān)鍵參數(shù)可進一步提高頁巖氣開發(fā)經(jīng)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(chǎn)量的最直接手段，北美頁巖氣田4000米水平段長已成常規(guī)，最長達6366米，國內(nèi)多在2000米左右。2018年以來，我國在多個非常規(guī)區(qū)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(shù)面臨儲層甜點控制和產(chǎn)能保障等一系列難題，中國石化正加緊攻關(guān)，力爭早日突破。
非常規(guī)理論創(chuàng)新引頁巖油氣革命
中國科學院院士鄒才能說，世界油氣工業(yè)正在從常規(guī)向非常規(guī)跨越，而頁巖油氣地質(zhì)理論創(chuàng)新引領(lǐng)非常規(guī)油氣取得重大突破。
鄒才能說，非常規(guī)理論創(chuàng)新在于突破了圈閉型"油氣藏"理論，建立了連續(xù)型"甜點區(qū)"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(xiàn)在認為頁巖富有納米級孔隙，可連續(xù)型聚集，存在高產(chǎn)"甜點區(qū)"，可壓裂產(chǎn)生人造滲透率。
翟光明同樣認為，頁巖油氣資源的勘探開發(fā)對全球能源發(fā)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(chǎn)目標層系，現(xiàn)在已從過去圍繞烴源巖做文章轉(zhuǎn)變到進入烴源巖做文章，帶來了認識的革新和技術(shù)的飛躍。
鄒才能認為，我國有望實現(xiàn)頁巖氣、頁巖油、煤制氣3個非常規(guī)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(zhì)技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)開采，可推動頁巖油革命；煤炭通過地下加熱氣化技術(shù)可形成甲烷、氫氣，可與石油工業(yè)融合發(fā)展，推動煤制氣革命。
鄒才能表示，非常規(guī)油氣將成為我國"穩(wěn)油增氣"的戰(zhàn)略資源。其中，非常規(guī)油是產(chǎn)量穩(wěn)定的砝碼，2030年可能占比30%；非常規(guī)氣是產(chǎn)量增長的主角，2030年占比有望超50%。
關(guān)于頁巖油氣的思辨
在第十屆中國頁巖氣發(fā)展大會上，專家學者對行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題進行了深入思考和探討，對幾個引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注的問題初步進行了解答。
我國油氣資源到底有無潛力
無論在世界還是在中國，"油氣枯竭論"都曾盛行一時。頁巖油氣革命徹底打破了這一論斷。中國科學院院士鄒才能說，全球非常規(guī)油氣與常規(guī)油氣的資源比例達80∶20。
中國工程院院士翟光明說，研究表明，煤系烴源巖生烴演化持續(xù)時間可能比以前認為的長很多，生烴量增大很多。過去認為Ro值（鏡質(zhì)體反射率）到2.5%時生氣接近枯竭，現(xiàn)在認為Ro值在2.5%~5.5%時仍具有較大生氣潛力，生氣量占總生氣量的20%以上。這使得中國陸上主要含氣盆地高演化程度煤系烴源巖生氣量從1309億立方米增加到1802億立方米。
陸相頁巖油方面，按現(xiàn)在資源量計算方法，烴源巖生油量最高15%可運移聚集成藏，僅用常規(guī)石油探明地質(zhì)儲量380億噸反推，賦存在頁巖等烴源巖中的資源量大致有1800億~3000億噸，因為以陸相為主，按3%可采計算，就可增加50億~90億噸可采石油資源。此外，還有2/3左右的待發(fā)現(xiàn)可采資源量，反推我國頁巖油氣資源潛力更大。
常規(guī)與非常規(guī)是否割裂看待
鄒才能表示，常規(guī)與非常規(guī)油氣密切相關(guān)，發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣，預示供烴方向有非常規(guī)油氣共生；發(fā)現(xiàn)非常規(guī)油氣，預示外圍空間有常規(guī)油氣伴生。
翟光明認為，不必拘泥于頁巖的定義，應按沉積規(guī)律認識頁巖層系。以前研究烴源巖的特征，主要是為了評價一個地區(qū)的生烴潛力、資源潛力和油氣勘探前景。而美國頁巖油氣并非純產(chǎn)自頁巖，還有泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖等，產(chǎn)量高、產(chǎn)量多的主要來自中大孔儲層。
中國很多盆地縱向上不只一套烴源巖層系，往往既有海相泥頁巖，又有陸相煤系泥頁巖等，因此頁巖氣不是孤立的、簡單的以一種資源形式存在于一個地區(qū)，既有可能形成賦存在源巖中的頁巖油氣藏、煤層氣藏，又有可能發(fā)育從源巖中產(chǎn)生排出運移富集在適合的圈閉中的油氣藏。因此，要不唯目的層，多目的層、多種資源協(xié)同開發(fā)，縱向上交錯疊置布井，進行立體式體積改造，實現(xiàn)立體開發(fā)。
是否一味追求降低成本
頁巖油氣屬于低品位、低產(chǎn)量資源，低成本才能有出路，但是否一味追求降低成本？
西南石油大學校長趙金洲說，頁巖氣壓裂的目的是壓成壓好縫網(wǎng)提高產(chǎn)量，頁巖氣大規(guī)模開發(fā)要從"降本增效"轉(zhuǎn)到"增效降本"。進攻是最好的防守，不要撿了芝麻丟了西瓜。降本不降產(chǎn)量是上上策，但魚和熊掌很難兼得，所以現(xiàn)在一切目的是提高產(chǎn)量。
美國頁巖氣開發(fā)歷時55年，工區(qū)地表一馬平川，水資源豐富，可以多井實現(xiàn)總高產(chǎn)，2019年用15.2萬口井生產(chǎn)7159億立方米氣。我國頁巖氣開發(fā)歷時10年，工區(qū)地表溝壑縱橫，水資源匱乏，壓裂難度更大、成本更高，必須走"少井高產(chǎn)"之路，2019年用1092口井生產(chǎn)154億立方米氣。
鄒才能說，管理與技術(shù)一體化創(chuàng)新能降低頁巖油氣開采成本。其中，低效井重復壓裂可提高單井產(chǎn)量30%以上，一次性最優(yōu)井距開發(fā)可提高采收率20%以上，密切割體積改造技術(shù)可提升單井EUR（估算最終產(chǎn)量）30%以上，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應用可降低成本30%。
光明認為，頁巖氣開發(fā)工程必須遵循兩個原則：低成本與高質(zhì)量。其中高質(zhì)量意味著生產(chǎn)井壽命必須長，同時為后期開展重復壓裂等作業(yè)打下基礎。必須井眼規(guī)則、固井質(zhì)量好、井筒完整性好、水平段長度合理、鉆遇率高等，滿足30~50年的生產(chǎn)要求。要合理建立地下立體井網(wǎng)，追求"少井高產(chǎn)"和高采收率。
關(guān)鍵壓裂參數(shù)是否越大越好
現(xiàn)在，頁巖氣井壓裂，水平段越來越長、壓裂段數(shù)越來越多、壓裂規(guī)模越來越大，分段段長逐漸減小、簇間距逐漸減小、每段簇數(shù)逐漸增多、加砂量逐漸增多、石英砂用量增加，暫堵轉(zhuǎn)向工藝適用率增加，暫堵轉(zhuǎn)向手段增多，但是否關(guān)鍵參數(shù)越大越好？
翟光明認為，要建立經(jīng)濟有效的開發(fā)模式，因地制宜合理設計地面"井工廠"，平臺不一定越大越經(jīng)濟，要因"藏"制宜設計恰當?shù)木�間距，壓裂規(guī)模也應合理設計。
趙金洲認為，現(xiàn)在業(yè)界多追求"少液多砂"，頁巖氣壓裂目的是要把主裂縫、分支裂縫特別是張開的天然裂縫系統(tǒng)支撐起來，必須多砂，但要想多砂就必須多液，否則只能增加高黏膠液用量，但又要付出減小縫網(wǎng)體積的代價，因此不建議"少液多砂"。