国内页岩气开发现状及面临问题

国内页岩气开发现状及面临问题

摘要：随着美国的“页岩气革命”取得的良好进展，预示着页岩气作为一种重要的非常规天然气，具有缓解我国能源压力的巨大潜力，将成为我国油气资源勘探开发的新热点。通过几年的努力，我国页岩气的勘探开发在资源储量评估、水平井钻探和完井、开采技术方面已经取得了一定的成果。但是与美国相比，我国页岩气地质条件更为复杂，对页岩气的开发在开采技术、水资源利用、环境保护以及开发成本上将面临更大的挑战。

关键词：页岩气储量开发进展成本环境保护

天然气是国家能源安全的重要防线，但是在我国天然气严重短缺，这一现象已导致我国经济运行时阻碍经济可持续发展的约束瓶颈。面对逐渐减少的常规能源，页岩气作为一种新能源，在中国资源潜力巨大，与美国28×1012m3的可采资源量差不多。美国早已掀起了页岩气开采的革命潮，页岩气开发既能减少经济发展对常规能源的需求压力，对能源的可持续发展方面也有重要的意义。现在国内页岩气的开发研究整体上处于前期探索和准备阶段，从2005年开始进入早起评价阶段，2011年我国颁布了页岩气“十二五”发展规划，目前对于页岩气的探索开发已经取得了实质性的进展。

1 储量概况

页岩气，是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规

天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

页岩本身既是气源岩又是储集层，其总孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半，渗透率则随裂缝的发育程度不同而有较大变化。因为储藏页岩气的页岩分布比较广泛，所以页岩气的资源储量任然不可低估。根据最新勘探成果，目前全球页岩气资源量约为456.24×1012m3，其中北美页岩气储量108.79×1012m3，中亚和中国页岩气储量为99.90×1012m3，我国页岩气可采资源量约为25×1012m3，与美国28×1012m3的可采资源量大致相当。页岩气在我国广泛分布，目前国土资源部根据地理位置大致将其分为五个区块：西北区、华北及东北区、青藏区、上扬子滇黔桂区、中下扬子及东南区。

2011年国土资源部对全国页岩气资源潜力调查评价的最新成果显示：全国页岩气地质资源潜力为134.42万亿m3（不含青藏区）。其中，上扬子及滇黔桂区62.56万亿m3，占全国总量的46%；华北及东北区26.79万亿m3，占全国总量的20%；中下扬子及东南区25.16万亿m3，占全国总量的19%；西北区19.90万亿m3，占全国总量的15%。全国页岩气可采资源潜力为25.08万亿m3（不含青藏区）。其

中，上扬子及滇黔桂区9.94万亿m3，占全国总量的39.63%；华北及东北区6.70万亿m3，占全国总量的26.70%；中下扬子及东南区4.64万亿m3，占全国总量的18.49%；西北区3.81万亿m3，占全国总量的15.19%。

2 开发进展

美国是世界上最早研究和勘探开发页岩气资源的国家。经过多年努力，美国页岩气产量实现快速增长，页岩气产量已经从2000年占美国天然气总产量的2%，增长至2012年天然气总产量的近40%，年产量达到1700亿方，超过我国目前总的天然气年产量的规模。

2004年，国土资源部油气资源战略研究中心和中国地质大学（北京）开始了页岩气资源的研究工作，经过比对湖南、四川等8市成矿条件后，认为重庆市渝南和东南地区广为分布下寒武、下志留、中二叠三套地层，不少地方有形成大规模页岩气的可能。其中重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带，因此被确定为首批实地勘察工作目标区。同年12月，我国第一口页岩气勘探浅井—渝页1井在重庆市彭水县连湖镇顺利完钻。中国石油、中国石化、中国地质大学（北京）、国土资源部油气资源战略研究中心等单位分别结合各自特点展开了页岩气研究，如中国地质大学（北京）承担的国家自然科学基金《页岩气聚集机理与成藏条件》项目。

2007年，中国石油天然气集团公司与美国新田石油公司签署了《威远地区页岩气联合研究》页岩气合作勘探协议项目，中石化研究院完成了针对四川盆地古生界和鄂尔多斯盆地中生界的页岩气初步评价，国土资源部油气资源战略研究中心主持开展了《中国重点海相地区页岩气资源潜力及有利区优选》项目等。

2009年11月15日，中美签署《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》，把中国页岩气基础研究的迫切性上升到了国家层面。大力推进页岩气勘探开发在中国已经基本达成共识。

2010年10月11日，中海油宣布中国海洋石油国际有限公司将购入切萨皮克公司鹰滩页岩油气项目（Eagle Ford Shale Project）共33.3%的权益，这标志着中海油正式进入页岩气勘探开发领域。

2011年12月，国务院批准页岩气为第172个独立矿种；2012年3月，国家能源局发布《页岩气发展规划(2011—2015年)》，表示在全国重点地区建设19个页岩气勘探开发区，确定了2015年要实现页岩气开发65 亿m3的产量目标；2012年6月，国土资源部发布了《关于进一步鼓励和引导民间资本投资国土资源领域的意见》，鼓励和支持民间资本投资主体依法开展页岩气资源勘查开发。

2012年9月，国土资源部举行页岩气探矿权的第2次招标，共推出20个区块，总面积20002km2，截止到2013年4月，已有19家大型企业中标招标区块。2012年6月，我国共有页岩气井62口，其

中24口井获得工业气流，但多数属于实验性质，尚未商业化生产。目前我国页岩气开发仍处在早期评价准备阶段，离大规模商业开采的目标还很远。想早日实现这个目标，只有在开发技术上多下功夫。

3 开发技术现状

3.1 钻、完井技术现状

随着2002年美国Devon能源公司沃斯堡盆地的7口Barnett页岩气试验水平井取得巨大成功，业界开始大力推广水平钻井，水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式。目前在我国，经过10年的几常规油水井钻井、完井技术的发展，水平井钻井、完井技术已经能够满足当前国内的油、气生产要求，几乎不存在很大的技术难题。但是我国的水平井技术主要是以跟踪、引进、消化和吸收为主,没有在国际上独到的先进技术,在硬件和软件上还受制于人。

目前国内的水平井钻井技术主要有低压欠平衡空气钻井、控制压力钻井和旋转导向钻井等技术，低压欠平衡空气钻井技术应用较成熟，控制压力钻井技术能够很好的克服井壁坍塌问题，旋转导向钻井技术是页岩气水平钻井技术发展的方向。

国内页岩气水平井完井技术同样得到了一定发展，主要的完井技术有：组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井、和机械式组合完井技术。组合式桥塞完井是页岩气完井最常用也是最耗时的完井方法，在套管井中，用组合式桥塞分割各段，分别进行射孔和压裂。水力喷射射孔