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我国页岩气革命时代到来能否成功复制辉煌

时间:2022-04-27 来源网站:昆明化工机械网

我国“页岩气革命”时代到来 能否成功复制辉煌?

近日,国土资源部召开新闻发布会,有关专家称“页岩气革命”的中国时代或将到来。美国的“页岩气革命”改变了全球能源格局,也使页岩气这种新能源成为备受关注的焦点,中国是否能复制美国的这话总辉煌?

我国“页岩气革命”时代到来 能否成功复制辉煌?

美国出现的“页岩气革命”

2005年,美国能源信息署在《年度能源展望》中曾预测,到2008年和2009年时,美国需要进口500亿立方米天然气,2010年则需进口700亿立方米。但事实上,这两个数字分别只是90亿立方米和130亿立方米。到今天,美国甚至已经成为天然气的出口国。

发生什么事情造成了这种改变?就是因为在美国,页岩气的开采从2006年开始出现了快速的井喷式增长。有数据表明,2010年,美国页岩气产量达到1379亿立方米,占美国天然气总产量的23%;2012年,这个比例增长到37%,页岩气产量达到了2200亿立方米;2013年,美国页岩气产量接近3000亿立方米,相当于中国七八个大庆的规模。有很多人把近十年来在美国出现的这一幕,称为“页岩气革命”。

美国的“页岩气革命”,立足的基础是页岩气开采技术的重大突破。从上世纪70年代起,由于受到能源危机的压力,美国能源部及能源研究开发署就牵头推动页岩气勘探和开采技术方面的攻关,几十年努力终于获得回报,而在开采技术方面,关键的就是水平井技术和水力压裂技术。

利用传统的钻井技术,打竖直井到达蕴藏有天然气的页岩层,然后,让钻头转向水平,在水平方向继续钻井,使这口井横贯储藏有天然气的页岩层。这就是水平井。

而水力压裂技术,就是向页岩气井中注入由水、砂及化学添加剂配比而成的高压混合液,实际上就是促使岩层产生裂缝,使得天然气能够从页岩内流入井里。如果不采用水力压裂技术,那么天然气就无法恰当地流向井中,这样开采就会太费时间而且成本昂贵,使得页岩气开采没有任何商业价值。岩层缝隙形成后,由砂类支撑剂保持岩层缝隙的张开状态,就可以实现抽采页岩气到地表。

页岩气开采比常规天然气难度更大,但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,使得页岩气能够长期、稳定产气。

页岩气藏投入生产以后,页岩气藏中首先排出的是天然裂缝以及与裂缝相连通的孔隙中的游离气,此时的产气量迅速上升,很快达到高峰值。早期存储的游离气被排出后,随着地层压力的降低,以吸附态存在,赋存于有机质颗粒与黏土颗粒表面的吸附气开始解吸,通过扩散作用进入裂缝系统,裂缝中的天然气则以渗流的方式进入井底,采至地面。此阶段天然气产量由高峰值缓慢下降,达到一个产量较低的稳定期,这个周期时间比较长。据粗略估算,一般页岩气井生产寿命能达到30至50年,甚至更长。

中国页岩气勘查开发前景广阔

所谓页岩气,是从页岩层中开采出来的一种重要的非常规天然气资源,极大地改写了世界的能源格局。

目前美国是页岩气大生产国。数据显示,在2000年,页岩气产量尚不足美国天然气供应的1%。今天这个数字已经占到30%,份额还在不断上升。不过,就页岩气资源的储量来说,美国还不是丰富的国家。

中国国土资源部公布的新成果显示:中国已经探获页岩气三级储量近5000亿立方米,形成了年产15亿立方米产能,特别是在四川盆地探明了千亿立方米整装页岩气田,标志着我国进入页岩气规模化开发初期阶段。

预计到2015年,全国页岩气产量将达到65亿立方米,2017年达到150亿立方米,到2020年全国页岩气产量将超过300亿立方米,如果措施得当,有望达到400亿立方米~600亿立方米,占天然气总产量的1/5左右。

可以说,按当前的消耗水平,这些储量足够中国使用300多年。

我国页岩气勘查开发任重道远

可以说,我国页岩气勘查开发形势大好,但我们也应当看到,目前的突破仅仅局限于四川盆地内的海相局部地层,其他海相地层以及广泛分布的陆相和海陆交互相地层,尚未形成工业产能。四川盆地的天然气勘查开发已经有半个世纪的历史,勘查程度很高,在这里取得重大突破并不让人感到意外。但如今在美国,几乎全国各地都发现了页岩气,而不仅局限于某个地区。

因此,在今后的几年里,我国页岩气勘查开发能否按照预期顺利推进,关键在于四川盆地以外地区能否取得突破,比如鄂尔多斯、塔里木、准格尔、渤海湾等地区。同时,四川盆地外围湖南、湖北等广大的中下扬子地区也需要进一步加大勘查力度。

国土资源部地质勘查司副司长车长波指出,页岩气勘查开发意义重大,影响深远。我国是人口大国,的油气资源严重短缺,迫切需要新的非常规油气资源来改善能源结构。页岩气的开发不仅能提高国内油气资源的供给能力,改善我国的能源结构,也能改善大气环境,促进我国天然气工业的发展,提高我国油气资源勘探开发的能力和水平以及在国际能源领域的话语权。

关键技术基本实现国产化,个别技术仍与国外有较大差距

中国地质调查局油气资源调查中心副主任高炳奇介绍说,目前页岩气勘查开发的主要技术包括:页岩气“甜点”的地球物理识别技术,即找到页岩层里面哪些地方含气量高,有希望被开发出来;找到页岩气的“甜点”之后,就要进行钻探,页岩气常见的是水平井,这时就用到长水平井的钻井技术;再就是分段水力压裂技术,有些国家已经能够做到四五十段,我国目前多做到了22段;此外还有微地震监测技术、产能预测数字模拟技术以及水平井“井工厂”的模式。

我国页岩气勘查开发和技术研究的历史很短,但油气资源勘查开发的历史较长,石油公司在勘查开发致密(油)气过程中积累了大量水平井钻井、完井、压裂等关键技术,有些可以“移植”到页岩气勘查开发中。同时,中国的石油企业学习和借鉴国外先进技术,并在实践中不断完善,使我国页岩气勘查开发技术在短时间内取得了长足进步。我国已经初步掌握了页岩气地球物理、钻井、完井、压裂改造等技术,具备了3500米以浅水平井钻井及分段压裂能力。有些技术装备的性能指标已经达到或接近国际先进水平,比如非震物探识别预测、整体可移动轨道钻机、压裂车以及环保技术等方面。

但是还有个别关键性技术与国际先进水平相比还不够成熟,比如钻井地质导向、随钻测量、压裂可钻桥塞、微米-纳米结构与成分分析等。“目前,我国页岩气的主战场是在南方,地质条件比美国复杂,美国的一些技术直接引进来可能会出现‘水土不服’的现象,包括在涪陵地区的一些技术方法拿到其他地区也可能出现不适用的情况。因此,这些技术还需要在实践中不断地探索和完善。”高炳奇说。

业内主流的看法是,中国的页岩气开发要走过艰苦的道路,但前景是乐观的。国家能源局石油天然气司司长张玉清在接受媒体采访时就曾表示,页岩气在开发利用过程中的确可能会对水资源等造成污染,但通过环境和压力的监测等,还是有办法解决这一问题的。常规石油天然气开发时也需要压力,也同样需要水,页岩气的勘探开发只不过是比常规油气资源开发、特别是压力过程中用的水多一点,如果能在工程管理中采取一些方法,就可以把负面影响降至低。

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