頁(yè)巖氣那些鮮為人知的事
發(fā)布時(shí)間：2019-05-13 12:11:59 | 人感興趣 | 評(píng)分：3 | 收藏：
2011年美國(guó)能源情報(bào)署（EIA）發(fā)布的全球頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量數(shù)據(jù)顯示：美國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)可采儲(chǔ)量有24.4萬(wàn)億立方米，中國(guó)有36.1萬(wàn)億立方米。于是各大媒體開(kāi)動(dòng)了輿論機(jī)器，把美國(guó)頁(yè)巖氣吹過(guò)頭。
有著名媒體在“真正的綠色能源革命”一文中寫到：“頁(yè)巖氣在20年內(nèi)將成為與石油、煤炭鼎立的三大能源之一，所提供的能量，超過(guò)風(fēng)能、熱能、水電、原子能等所有替代能源總和的1倍。非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)是全球能源領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，對(duì)全球天然氣市場(chǎng)、能源供應(yīng)格局、氣候變化政策甚至地緣政治產(chǎn)生重大影響”。有輿論認(rèn)為美國(guó)的今天，就是中國(guó)的明天。
對(duì)此，有人提出質(zhì)疑？頁(yè)巖氣的數(shù)據(jù)怎么來(lái)的？加拿大油氣資源評(píng)價(jià)專家H-H.羅根列（H-H. Rogner），1997年11月在“能源與環(huán)境年度評(píng)論”發(fā)表了一篇題為“世界油氣資源評(píng)價(jià)（An Assessment of World Hydrocarbon Resources）”的研究報(bào)告，對(duì)全球油氣資源包括非常規(guī)油氣資源做了評(píng)價(jià)。房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商喬治·米切爾（George Phydias Mitchell，1919～2013年）冒著風(fēng)險(xiǎn)成功開(kāi)發(fā)了頁(yè)巖氣。米切爾的成功提醒了美國(guó)能源情報(bào)署（EIA），于是聚集一批專家研究資料，得出H-H.羅根列的研究結(jié)論是正確的，這樣就在H-H.羅根列的基礎(chǔ)上，相隔14年，于2011年公布了全球頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量數(shù)據(jù)——中國(guó)。
時(shí)間進(jìn)入2013年，美國(guó)能源情報(bào)署再次修訂了數(shù)據(jù)，此時(shí)，美國(guó)還有個(gè)叫先進(jìn)資源國(guó)際公司（Advanced Resources International，ARI）也做了評(píng)價(jià)，結(jié)果有些出入，為了便于閱讀，把評(píng)價(jià)結(jié)果列在下表中。
頁(yè)巖氣那些不為你所知的事
不管中國(guó)或第二，中國(guó)頁(yè)巖氣仍然在前茅。有人說(shuō)，頁(yè)巖氣是美國(guó)的一個(gè)騙局，您沒(méi)有辦法把頁(yè)巖氣開(kāi)采出來(lái)，就說(shuō)“葡萄是酸的”。您開(kāi)采出來(lái)了，“葡萄就甜了”？。有趣的是，來(lái)了個(gè)戲劇性的華麗大轉(zhuǎn)身，這個(gè)論調(diào)馬上消失了，頁(yè)巖氣紛紛被開(kāi)采出來(lái)了，馬上商品化生產(chǎn)開(kāi)始了，的、部級(jí)的、省級(jí)的口頁(yè)巖氣井爭(zhēng)先恐后亮相，專用頁(yè)巖氣管道也建成了，還有個(gè)頁(yè)巖氣生產(chǎn)液化天然氣的工廠也開(kāi)始建設(shè)了。社會(huì)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，真讓人沒(méi)法趕上。
可采儲(chǔ)量與技術(shù)可采資源量不能混為一談。技術(shù)可采資源量（technical recoverable resources，TRR）是指采用現(xiàn)行的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)可回收的油氣量，而不考慮地質(zhì)資源量中人為估計(jì)的技術(shù)可采資源量的開(kāi)發(fā)成本以及油氣價(jià)格。
技術(shù)可采資源量仍然是資源量的一種表述，不具備商業(yè)價(jià)值，不同機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)可有不同的結(jié)果，另外，隨著技術(shù)進(jìn)步，人為估計(jì)的系數(shù)也隨之變化。從技術(shù)可采資源量進(jìn)入可采儲(chǔ)量的關(guān)鍵是用戶對(duì)銷售價(jià)格的承受能力。
有人認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步了，價(jià)格提高了，技術(shù)可采資源量都是可以開(kāi)采出來(lái)的，這句話原則上不錯(cuò)，在實(shí)際的應(yīng)用中卻辦不到。中國(guó)的頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量比美國(guó)多，并不代表中國(guó)頁(yè)巖氣比美國(guó)豐富，而要看頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量。在中國(guó)，人們對(duì)資源量談得津津樂(lè)道，總是忘不掉我們是世界這塊畫(huà)餅。
頁(yè)巖氣的定義是什么？
石油天然氣的先驅(qū)都是石油天然氣的老外。現(xiàn)代石油工業(yè)最早的先驅(qū)者是波蘭藥劑師依格納茨·盧卡西維茨（Jan Józef Ignacy ?ukasiewicz，1822～1882年）；美國(guó)世界石油工業(yè)的先驅(qū)者埃德溫·德雷克（Edwin Drake，1819～1880年）。美國(guó)“天然氣之父”——威廉·哈特（William Hart）1821年在賓夕法尼亞州弗里多尼亞小溪溝邊散步時(shí)發(fā)現(xiàn)了天然氣。隨后幾年接通管道，照亮了附近的住家和商店。使用的是木管，1825年改用鉛管，并建立了弗里多尼亞天然氣照明公司。后人把這個(gè)發(fā)現(xiàn)稱為美國(guó)首先在1821年開(kāi)采了頁(yè)巖氣。那時(shí)，中國(guó)人早把天然氣來(lái)熬鹽了，火井到處可見(jiàn)，1835年鉆成當(dāng)時(shí)世界上最深的燊海井，深1001.4米，日產(chǎn)天然氣5000～8000立方米。那時(shí)美國(guó)連天然氣是什么玩意都不清楚。
有個(gè)紅頭文件“頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011-2015 年）”把頁(yè)巖氣定義為：頁(yè)巖氣是指賦存于富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖及其夾層中，以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效的能源資源。
如果把“頁(yè)巖氣”改為“致密氣”，這個(gè)定義照樣成立。常規(guī)天然氣、頁(yè)巖氣與致密氣的區(qū)別，不在產(chǎn)品成分上，而在滲透率的區(qū)別。見(jiàn)圖。
頁(yè)巖氣那些不為你所知的事
為了便于閱讀理解，現(xiàn)在把常規(guī)天然氣、致密氣和頁(yè)巖氣的滲透率區(qū)別列成表格，見(jiàn)后。頁(yè)巖氣的滲透率約比致密氣小1000倍，也就是常說(shuō)的，頁(yè)巖氣比致密氣更難開(kāi)采。
頁(yè)巖氣那些不為你所知的事
頁(yè)巖氣（shale gas）是指賦存于富含有機(jī)質(zhì)的頁(yè)巖層段中，以吸附氣、游離氣和溶解氣狀態(tài)儲(chǔ)藏的天然氣，主體是自生自儲(chǔ)成藏的連續(xù)性氣藏，必須采用水平鉆井并分段壓裂才能開(kāi)采出來(lái)的一種非常規(guī)天然氣。這種頁(yè)巖氣是束縛在頁(yè)巖層的滲透率小于1μD（微達(dá)西，≈10-18m2），屬于熱成因氣，它可以在有機(jī)成因的各種階段生成，以游離狀態(tài)存在于裂縫、孔隙及其他儲(chǔ)集空間；以吸附狀態(tài)存在于干酪根、黏土顆粒及孔隙表面上；極少量以溶解狀態(tài)儲(chǔ)存于干酪根、瀝青質(zhì)之中。
頁(yè)巖氣層吸附在有機(jī)質(zhì)上，沒(méi)有圈閉，沒(méi)有明顯的氣層邊界。頁(yè)巖氣層的特點(diǎn)是具有吸附氣體的能力，與煤層一樣，但孔隙中有自由空間，這不同于煤層沒(méi)有大孔隙。頁(yè)巖氣層的吸附氣與頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)成比例。游離氣與有效孔隙率和孔隙中的氣體飽和度成比例。
頁(yè)巖氣是一種清潔、高效的能源資源這種說(shuō)法是矛盾的，我們把能源劃分為兩種觀點(diǎn)：⑴ 家庭主婦分類法——煤和柴是不清潔的，天然氣和電力是清潔的；⑵ 能源角度分類法——開(kāi)采過(guò)程排放的二氧化碳是否進(jìn)入現(xiàn)代全球碳循環(huán)系統(tǒng)，煤和天然氣屬于化石燃料歸于不清潔的化石燃料之列；柴薪屬于生物燃料，燃燒后沒(méi)有增強(qiáng)全球暖化屬于清潔燃料。從水力發(fā)電或再生能源來(lái)的一次電力，是清潔的；而化石燃料燃燒發(fā)電來(lái)的二次電力，仍然不清潔。頁(yè)巖氣是非常規(guī)天然氣的一種，談到高效仍然是常規(guī)石油。
頁(yè)巖氣產(chǎn)量？
我國(guó)把產(chǎn)量看為工廠生產(chǎn)量，國(guó)外把產(chǎn)量看為商品量，區(qū)別在于生產(chǎn)量不一定銷售出去，商品量一定能夠銷售出去。
頁(yè)巖氣（或天然氣、致密氣）從開(kāi)采到消費(fèi)流程簡(jiǎn)單地寫為：資源量（技術(shù)可采資源量）→可采儲(chǔ)量→商品量→消費(fèi)量。頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量是指地下蘊(yùn)藏的技術(shù)可采、經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)境允許的數(shù)量，所以采出的商品量一定會(huì)在能源市場(chǎng)上銷售得出去。我國(guó)沒(méi)有頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量數(shù)據(jù)，也沒(méi)有這種觀念，都認(rèn)為是從技術(shù)可采資源量中生產(chǎn)的。
有人根據(jù)算法得出中國(guó)頁(yè)巖氣可以開(kāi)采400年，可是中國(guó)沒(méi)有可采儲(chǔ)量的數(shù)據(jù)，目前也不會(huì)這么高。在這里是指技術(shù)可采資源量，顯然沒(méi)有考慮到采收率和經(jīng)濟(jì)性。縱觀我國(guó)頁(yè)巖氣奮斗指標(biāo)，“頁(yè)巖氣發(fā)展規(guī)劃（2011～2015 年）”說(shuō)，2015 年頁(yè)巖氣產(chǎn)量65 億立方米，力爭(zhēng)2020 年產(chǎn)量達(dá)到600～1000 億立方米。后來(lái)又改為2020年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量將達(dá)到300億立方米，這與早前的頁(yè)巖氣產(chǎn)量規(guī)劃相比，下降了一半。
實(shí)際上問(wèn)題仍然很含糊，如果這個(gè)奮斗指標(biāo)是指井口產(chǎn)量再加上補(bǔ)貼，仍然高于市場(chǎng)能夠承受的價(jià)格，其實(shí)再多寫點(diǎn)也無(wú)所謂，因?yàn)榘凑占夹g(shù)可采資源量的定義，用現(xiàn)在的技術(shù)而不計(jì)血本就可以開(kāi)采出來(lái)；當(dāng)然在市場(chǎng)上銷售不出去。如果指商品量，進(jìn)行商品化生產(chǎn)，事情變得復(fù)雜了，不是賣得到錢，而是賺得到錢，那么補(bǔ)貼得取消。此時(shí)，哪怕指標(biāo)定為1億立方米，都顯得珍貴。按照國(guó)際通用的概念，頁(yè)巖氣產(chǎn)量就是可以市場(chǎng)能夠接受的商品量。
美國(guó)頁(yè)巖氣是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)作下，不賺錢的生意不做，沒(méi)有指引方向的奮斗指標(biāo)。開(kāi)山鼻祖喬治·米切爾折騰了十多年，才慢慢摸到點(diǎn)門道，道路很艱辛。美國(guó)能源情報(bào)署對(duì)本國(guó)頁(yè)巖氣生產(chǎn)量有個(gè)估算，但不是奮斗目標(biāo)。
中國(guó)頁(yè)巖氣是否成功，取決于價(jià)格。頁(yè)巖氣銷售價(jià)格可與進(jìn)口LNG（液化天然氣）價(jià)格相比較，由于我國(guó)LNG進(jìn)口價(jià)格是波動(dòng)的，取個(gè)中間值11.5美元/MBtu，相當(dāng)于2.60元人民幣/ m3，即在取消補(bǔ)貼的情況下，控制在此價(jià)格之下，可以稱為商品化生產(chǎn)。
頁(yè)巖氣的特點(diǎn)是什么？
“百度百科”把頁(yè)巖氣描寫為“較常規(guī)天然氣相比，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)具有開(kāi)采壽命長(zhǎng)和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，大部分產(chǎn)氣頁(yè)巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁(yè)巖氣井能夠長(zhǎng)期地以穩(wěn)定的速率產(chǎn)氣”。不過(guò)有人認(rèn)為此種說(shuō)法有點(diǎn)誤導(dǎo)人的意思。
頁(yè)巖氣那些不為你所知的事
頁(yè)巖氣井是指開(kāi)采頁(yè)巖氣的井筒。開(kāi)采頁(yè)巖氣可分為6個(gè)階段：定井位→水平鉆井→水力壓裂→完井→生產(chǎn)加工→堵井廢棄。由于頁(yè)巖氣是束縛在致密巖層中，與常規(guī)天然氣井開(kāi)采有很大差異。頁(yè)巖氣井開(kāi)采的特點(diǎn)是：⑴ 必須通過(guò)水平鉆井并分段壓裂才能采出天然氣；⑵ 頁(yè)巖氣井開(kāi)采用水量大；⑶ 壓裂液中必須加入小于1%的化學(xué)藥劑，以輔助頁(yè)巖氣脫除進(jìn)入井筒；⑷ 壓裂液中化學(xué)藥劑的比例雖小，但藥劑的絕對(duì)量巨大，對(duì)地下水質(zhì)會(huì)造成影響；⑸ 頁(yè)巖氣井密集，一般井距小于20km2；⑹ 頁(yè)巖氣井的開(kāi)采費(fèi)用高于常規(guī)氣井。
頁(yè)巖氣井與常規(guī)天然氣井的區(qū)別是什么？
常規(guī)天然氣井鉆個(gè)垂直井，直伸到儲(chǔ)集層就可以了；致密氣井麻煩點(diǎn)，鉆井后再壓裂，天然氣開(kāi)始流向井眼。頁(yè)巖氣井就大不一樣，其特點(diǎn)是：⑴ 頁(yè)巖氣井經(jīng)由分段壓裂后，最初產(chǎn)量與常規(guī)天然氣井區(qū)別不大，顯示高產(chǎn)，但隨后產(chǎn)量衰減較快，年衰減60～80%不等；⑵ 常規(guī)天然氣井生產(chǎn)壽命長(zhǎng)，采收率可達(dá)約60%，頁(yè)巖氣井在10%以下，一般為5%。
氣井壽命取決于壓裂后裂縫長(zhǎng)度、裂縫密集程度等因素。頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)要求在應(yīng)用高技術(shù)的前提下大幅度地降低成本。對(duì)于頁(yè)巖氣的低成本開(kāi)發(fā)，一般通過(guò)水平井組的開(kāi)發(fā)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即在一個(gè)井場(chǎng)實(shí)施10～20口水平井，以集約用地，降低鉆井、壓裂和開(kāi)采成本；也可通過(guò)頁(yè)巖氣、致密油等多類型資源的綜合開(kāi)發(fā)，或者引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，通
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