當頁巖氣進入能源市場

　　頁巖氣是從束縛在頁巖層中開采出來的一種非常規天然氣，仍然屬于化石燃料。由于頁巖氣燃燒排放的二氧化碳只有煤燃燒的40%，也可以說頁巖氣是清潔燃料，但不是清潔能源。

　　定義

　　美國能源情報署定義為，頁巖氣是蘊藏在頁巖層中的天然氣。于是美國有篇文章說，在1821年就提取了頁巖氣，那時美國現代天然氣工業開山鼻祖威廉·哈特連自己都沒有搞懂什么是天然氣，更不懂新型開發技術，但經濟頭腦夠用的，開辦了弗里多尼亞天然氣照明公司賺錢。因此，頁巖氣嚴格的定義應該為，頁巖氣是采用水平鉆井并使用分段水力壓裂技術獲得的一種非常規天然氣。

　　開創頁巖氣工業的貢獻者是美國房地產商喬治·米切爾（George Phydias Mitchell，1919-2013年），在20世紀80年代，他試圖從巴奈特部分頁巖中開發出頁巖氣，先后鉆探了30多口實驗井，耗費17年時間，耗資數十億美元，終于在1997年，首次使用清水壓裂。清水壓裂使巴涅特頁巖最終采收率提高了20%以上，作業費用減少了65%。由此，喬治·米切爾被美國稱為“巴奈特頁巖氣之父”。

　　資源評價

　　頁巖氣資源量最引人關注。早在1997年有個名為H-H.羅根列（H-H.Rogner）的教授，任職于維多利亞大學（University of Victoria）綜合能源系統研究所（加拿大不列顛哥倫比亞省維多利亞市）和國際應用系統分析研究所（奧地利拉克森堡）。他在1997年“能源與環境年度評論（Annual Review of Energy and the Environment,Vol.22,pp.217-262,1997）”發表了篇文章，名為“世界油氣資源評價（An Assessment of World Hydrocarbon Resources）”，對全球油氣資源包括非常規油氣資源做了評價。隨后，美國能源情報署在此基礎上于2011年公布了頁巖氣技術可采資源量數據，隨后在中國能源界掀起悍然大波；此數據于2013年6月又重新修訂。2013年先進資源國際公司（ARI，http://www.adv-res.com）也公布了數據。總結起來，中國頁巖氣技術可采資源量居世界第一或第二。

　　技術可采資源量是指采用現行的勘探開發技術可回收的油氣量，而不考慮地質資源量中人為估計的技術可采資源量的開發成本。技術可采資源量不具備商業價值，不同機構評價可有不同的結果，而可采儲量具有商業價值，它是工業生產的依據。可采儲量是指在現行的技術經濟條件下可以開采的技術可采資源量。從技術可采資源量進入可采儲量的關鍵是用戶對銷售價格的承受能力。

　　資源量

　　2013年頁巖氣技術可采資源量評價結果見表。頁巖氣資源極為豐富，這里只是評價的一部分，還有許多盆地沒有參與評價。

　　先進資源國際公司2013年估計，中國頁巖氣地質資源量為134.312萬億立方米，其中估計有31.555萬億立方米技術可采資源量，主要分布在四川盆地17.716萬億立方米、塔里木盆地6.113萬億立方米、準噶爾盆地1.019萬億立方米和松遼盆地0.453萬億立方米。埋藏在海相和湖相沉積的烴源頁巖之中。

　　另外還有6.283萬億立方米技術可采資源量存在于較小的結構復雜的揚子地臺、江漢和蘇北等盆地。

　　開采特點

　　非常規天然氣的地層滲透率按此順序遞降：常規天然氣→致密砂巖氣→煤層氣→頁巖氣→天然氣水合物。

　　頁巖氣層滲透率從1納達西（10-21平方米）至1微達西（10-18平方米）；比致密氣藏滲透率約要小500倍以上。頁巖氣的開采難度遠比致密砂巖氣和煤層氣困難。頁巖氣層越深，巖石密度就越大，開采就更難。

　　頁巖氣開發先是采用水平鉆井，鉆桿延伸到頁巖層橫向長度約3000米，然后采用多段水力壓裂，約分為10段壓裂，接觸面積約擴大了400倍，創建了井眼與頁巖接觸的最大表面積。頁巖層系打水平井的技術關鍵是準確鉆遇目的地層并保持井眼完整，便于后續固井和壓裂。

　　如果只是壓裂酸化，就發現天然氣涌出，那是致密氣，而不是頁巖氣。如果有共生伴生的原油附帶采出，那不是頁巖油，而是致密油。頁巖油是干酪根石油，屬于人造石油，而致密油是輕質原油，。

　　與常規天然氣井大不一樣，為了維持頁巖氣產量，頁巖氣井密集。一般井距小于20km2；一旦冒出天然氣，就會迅速衰減。頁巖氣井不斷打，不斷衰減。開采成本拔高了生產成本。

　　環境污染

　　非常規天然氣對環境污染按此順序遞增：常規天然氣→致密砂巖氣→煤層氣→頁巖氣→天然氣水合物。頁巖氣開采屬于嚴重污染范圍。

　　頁巖氣井的特點是不斷鉆井，以保持頁巖氣產量穩定，無疑美國開發頁巖氣是世界上成功的典范。開發頁巖氣必須加入化學藥劑，讓頁巖氣順利流出。美國和加拿大都設立了國家水力壓裂化學藥品注冊網站，縮寫為Frac Focus。該網站旨在向公眾所在區域提供水力壓裂使用的化學藥劑客觀信息，其目的是保護地下水。從該網站可以看出，壓裂水質含0.8%化學藥劑。如果一口井用水量約2萬噸，其中，化學藥劑約有160噸。鉆幾十口井是常事，水質一旦污染就難以逆轉，所以，水質是公眾最關心的問題，也是頁巖氣難以大革命的原因。

　　頁巖氣要跨過三道門檻

　　可采儲量的定義很明確，頁巖氣進入能源市場必須滿足三項條件：

　　（1）技術可采：在當今的技術條件下，能夠開采出來。

　　（2）經濟可行：開采出來的頁巖氣按現行價格能夠銷售出去。

　　（3）環境容許：從開采到銷售的過程中，沒有破壞環境，符合環境保護法規要求。

　　天然氣生產成本按此順序遞增：常規天然氣→致密砂巖氣→煤層氣→頁巖氣→天然氣水合物。頁巖氣的生產成本遠比致密砂巖氣和煤層氣高。頁巖氣層條件不一樣，鉆井成本也高低不一，估計可高達1600萬美元。頁巖氣生產成本高于天然氣進口價格或本土生產成本，如果沒有政府補貼，即被淘汰。

　　頁巖氣艱難步入能源市場

　　20世紀初，石油產品大量地進入能源市場，隨即引發集團之間的斗爭、戰爭的掠奪、流血的沖突，并且強勁地排擠煤炭市場，因此，20世紀被稱為“石油時代”；可是天然氣進入市場卻是另外一番情景：艱難地與煤炭和石油抗爭，緩慢地增長，直到現今的大好局面。

　　當今，頁巖氣作為一種新能源品種進入市場，至今頁巖氣剩余可采儲量僅為全球天然氣剩余可采儲量的2%以下。在美國，頁巖氣只是彌補美國天然氣的國內需求，不具備出口能力，可是全球展開了雷聲大雨點小的攻勢。頁巖氣只是在美國鬧革命，但要波及全球很困難。

　　（1）美國頁巖氣獲得明顯成果，但仍不是天然氣資源大國。2012年美國天然氣剩余可采儲量居世界第五位，占全球總量的4.5%。遠低于伊朗（18.0%）、俄羅斯（17.6%）、卡塔爾（13.4%）和土庫曼斯坦（9.3%）。

　　（2）美國是世界上最大的天然氣進口國，2012年進口管輸天然氣838億立方米，進口液化天然氣49億立方米。美國還沒有一點頁巖氣出口能力，無法奪取俄羅斯天然氣出口的頭把交椅。

　　（3）美國頁巖氣沒有能力與中東天然氣較量，尚不足以“引發世界能源政治大變局”。

　　（4）不要妄想從美國購買到廉價的液化天然氣。2012年美國液化天然氣出口價格為12.83美元f/1000立方英尺（1000立方英尺≈28.3立方米），并不比中東液化天然氣價低。

　　頁巖氣不存在“陰謀論”。頁巖氣步入能源市場實際上是從技術可采資源量轉化為可采儲量的過程，沒有像媒體吹得那么容易。但要實現必須有細致的工作做，從來就沒有什么救世主，全靠我們自己救自己，浮躁不利于我國頁巖氣開發的開展。美國的成就花費了幾十年的功夫，得來也不容易，再艱苦的路都得自己走。

來源：中國天然氣工業網 　 作者： 龐名立

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