龐大的頁巖氣儲量為各公司畫了壹張大餅,頁巖氣概念成為股市熱門話題。美國的成功被各行各業的專家所談論。但如果我們靜下心來想壹想,頁巖氣作為非傳統油氣資源之壹,並不是什麽新鮮事物,但為什麽頁巖氣革命至今只有美國成功?美國有哪些不可復制的獨特優勢?有什麽經驗可以分享?真的是“上帝保佑美國”嗎?
根據世界能源研究所(WRI)最近的壹項研究,中國的頁巖氣儲量超過30萬億立方米,居世界第壹,幾乎是美國的兩倍。中國頁巖氣資源豐富,但為什麽不能像美國壹樣大規模開采?
頁巖氣盆地全球分布圖
地質條件復雜,地表環境惡劣。
美國地質背景好,頁巖氣藏構造條件相對簡單,頁巖在美國分布廣泛,頁巖構造平緩,地質斷層和褶皺不發育,以海相地層為主;頁巖氣藏大面積連續分布;儲層厚度在49-610m之間,具有開發潛力的區域非常巨大。
相比之下,中國的地質條件要復雜得多。富含有機質的頁巖多分布在較老的地層中,或較晚的陸相和海陸交互相地層中。斷層和褶皺構造相對活躍,意味著頁巖氣成藏規律比美國復雜,開采難度更大。頁巖總體分布面積不大;儲層厚度壹般在20-300m之間,有開發潛力的面積較小。
四川盆地須家河成藏模式
美國的頁巖氣藏地表以平原為主,修路、運輸、鉆探開采、設備安裝都非常方便。即使從全球來看,美國這樣好的地質條件也是獨壹無二的。
而我國頁巖氣資源豐富的川、黔、渝地區人口密集,地勢高,地質災害頻發,壓裂井場占地面積大。如果以後開發井密集,人工策動容易導致滑坡等地質災害,運輸、設備安裝和鉆采都不方便。
埋藏深,壓裂水源不足。
美國頁巖儲層的埋深壹般在800—3500米左右,儲層深度大多較淺。
中國的頁巖氣田,如四川、重慶、西北大部分分布在山區,3000m較淺,壹般為4000m-6000m,遠高於美國的鉆井開發成本。
頁巖氣的開采壹般是水力壓裂,美國地廣人稀。頁巖氣田壹般靠近湖泊或鄰近海域,水資源豐富(大型壓裂每口井平均用水量為2 ~ 4萬立方米),為頁巖氣開采提供了天然充足的清水,美國目前已能實現單井壓裂“千立方米砂萬立方米液”的規模化生產水平。
美國頁巖氣資源分布圖
我國大部分頁巖氣區塊位於幹旱缺水地區,嚴重制約了當地頁巖氣的發展。並且由於缺乏開采經驗,單井壓裂比“萬方液”需要更多的砂和水,這對我國本已脆弱的生態環境和水資源環境無疑是雪上加霜。
中國頁巖氣資源分布圖
關鍵技術不成熟,開采成本高。
經過20多年的努力,美國形成了壹套先進有效的頁巖氣開采技術,主要包括水平井鉆完井技術、壓裂技術(包括多級壓裂技術、清水壓裂技術和重復壓裂技術)、隨鉆測井、地質導向鉆井、微地震監測等。在壹定的市場和政策條件下,這些先進技術的大規模推廣應用,極大地拓展了頁巖氣開采的領域和深度。
在國內,雖然國內企業有水平井鉆井、水平井分段壓裂等壹些基礎技術,但還沒有開發出適合我國頁巖氣開采的技術,仍處於探索階段。
水平井和水力壓裂技術示意圖
在上述成熟技術體系的支持下,美國可以實現大規模的頁巖氣開采,單井成本在3000萬左右。由於需要引進國外技術、深井、基礎設施建設、征地費用等,壹口單井需要7000萬元左右。
管網系統不發達。
美國天然氣管網是壹個輸配壹體化的系統。目前幹線管網已建成49萬公裏,可將天然氣輸送到或輸送出美國48個州的幾乎任何地區。頁巖氣井可以輸送2公裏左右的天然氣,然後進入天然氣管網。
美國天然氣管道分布圖
中國的天然氣管網不夠發達,生產出來的天然氣很難及時變成商品。目前已建成天然氣長輸管道6萬多公裏,約為美國的1/8。基礎設施薄弱也是制約頁巖氣發展的重要因素。
中國天然氣管道分布圖
勘探開發處於起步階段,補貼不足。
1825美國發現頁巖氣,近20年取得技術突破。現在處於勘探開發後期,基礎研究成果豐富,勘探開發已在全國展開。
我國頁巖氣的開發還處於起步階段,大部分儲層的詳細可采儲量和地質資料都不清楚,無法進行大規模開采。
自20世紀80年代以來,美國政府實施了壹系列稅收優惠或補貼政策,鼓勵發展替代能源,大幅降低天然氣開采稅,鼓勵天然氣企業積極開展水平井鉆井和多級地層水力壓裂等技術創新。在這壹系列政策支持措施的推動下,頁巖氣勘探開發成效顯著。
2012年以來,我國補貼標準為0.4元/m3,出臺了礦產資源補償費、減免探礦權采礦權等壹系列優惠政策,但與美國相比,支持力度仍明顯不足。
礦權管理制度不明。
美國的土地可以買賣和租賃。土地的所有權就是對這塊土地的能源開發權。土地的易得性使得不同的資本能夠在短時間內完成大規模的勘探。
中國是“礦業權主義”,取得礦業權後,地方政府會處理土地使用權。中國的開采秩序仍不理想,采礦權糾紛多,協調困難,也阻礙了頁巖氣的發展。
監管體系有待完善。
頁巖氣的開發將伴隨著水汙染和空氣汙染等問題。在美國,頁巖氣的監管分為聯邦政府和州政府。各州負責本州內的生產監管和環境監管,制定了頁巖氣開發的環境監管法律,包括《資源保護與恢復法》和《清潔水法》。
目前,我國頁巖氣開發的環境監管體系尚未建立,特別是地下水資源和壓裂液汙染防治、回流水回收利用、地質災害防治等方面。同時,我國現有的油氣管理體制不足以解決頁巖氣快速發展可能帶來的環境問題。