中国页岩气开发状况及面临关键问题

重庆石油天然气交易中心 综合 2019-07-12 08:46:44
     

自2000年以来,北美页岩气革命从根本上改变了世界能源供应格局,2009年起美国超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国,实现了能源独立。全球掀起了一股页岩气开发的热潮,页岩气也成为了天然气开发的热点领域。目前,北美以外地区已有十余个国家在进行页岩气的前期评价和勘探开发先导试验。近年来,中国也积极投入到页岩气的勘探开发工作中去,取得了一定成果,但仍存在一些问题亟待解决。


一、页岩气开发的重要意义


页岩气是一种产自极低孔渗、富有机质页岩储集系统中的天然气,或自生自储、以游离态和吸附态为主赋存、原位饱和富集于页岩储集系统的微纳米级孔缝、矿物颗粒表面。页岩气储层属低孔隙度,超低渗透率,开采难度较大,对勘探开发技术和设备要求相对较高。页岩气藏单井产量递减快,开发周期长,不稳定因素较多。


页岩气的可采储量和分布区域均远超常规天然气,开采潜力十分巨大。北美页岩气革命对世界能源格局产生了巨大影响,也使人们第一次把非常规天然气的重要性置于与常规天然气并列的程度。实施页岩气的勘探开发对于缓解天然气供需矛盾,改善能源结构,提高天然气领域国际话语权和影响力都有十分重要的意义。


受石油危机影响,美国政府于1976年启动东部页岩气产业发展计划,投入大量人力物力进行地质理论和勘探开发技术的研究,至今已有40余年。1991年,美国在德州中部的barnett页岩气田打下了第一口页岩气生产井。1998年,天然气企业Mitchell Energy研发出具有经济可行性的水力压裂技术,被广泛应用于实践项目。2000年以后,随着水平井技术和水力压裂技术的逐渐成熟,页岩气的生产成本大幅降低。另一方面,国际油价的增长迅猛带动了天然气价格上涨,这奠定了页岩气大幅上产的市场基础。美国能源巨头开始进入页岩气开发领域,通过投入大量资本积极收购中小型页岩气资源和技术企业,推动了产业市场规模化发展。2017年,美国天然气产量创下新高达到7452亿立方米,位居世界第一。页岩气是天然气上产的主要推动力,其产量占天然气总产量的比例从2000年的1%增长到2017年的63%, 使美国自1957年来第一次成为天然气净出口国,国际能源地位大幅上升。


美国能源信息署(EIA)研究表明,全球页岩气资源量共456万亿立方米,技术可采储量220万亿立方米,主要分布在美国、中国、阿根廷、阿尔及利亚、加拿大等国家。目前,美国、加拿大、中国和阿根廷先后实现了页岩气商业开发。2017年,产量依次为4746亿立方米、570亿立方米、91亿立方米和15亿立方米。


二、中国页岩气发展历程


中国页岩气开发起步于2006年,中石油西南油气田率先开展页岩气勘探开发研究工作,与美国新田公司联合进行威远气田页岩气研究。2009年,中石油确定在长宁-威远地区进行页岩气工业化试验,开钻第一口页岩气直井评价井威-201井。2010年,威201井筇竹寺组压裂成功,这是中国第一次通过压裂获得页岩气。2011年,中国钻成第一口页岩气水平井威201-H1并完成压裂产气,创造了国内页岩气水平井压裂段数最多、泵注压力最高、加砂量最大、单井产液量最大、施工排量最大、连续施工时间最长等多项国内记录。2011年6月,国土资源部进行首轮页岩气探矿权招标,把页岩气列为单独矿种。2012年,国家发改委和国家能源局批准成立“长宁-威远”、“昭通”、“延安陆相”三个国家级页岩气示范区。2012年11月,中石化位于重庆涪陵的焦页1HF井投产,成为中国第一口实现商业化开发的页岩气井。2013年9月,国家批准成立涪陵国家级页岩气示范区。2015年10月,中国国际矿业大会公布,继美国、加拿大之后,中国成为第三个实现页岩气商业化开发的国家。2018年,全国页岩气产量超过110亿立方米,较上年增长22.2%,上产十分迅猛。


三、中国页岩气开发面临的关键问题


尽管近年来页岩气勘探开发工作开展迅速,业界关注不断升温,但相比于引领页岩气革命的美国,中国页岩气的开发工作仍面临一些问题亟待解决。


一是相关地质理论和储层评价仍有欠缺。中国的页岩沉积经历的构造运动次数多且强度更为剧烈,页岩气聚集规律较复杂,保存条件差;页岩气埋藏较深,重点建产的川南地区埋深超过3500米的气藏超过一半,部分超过5000米,而美国页岩气埋深多介于1000-3500米之间;页岩气地质理论及储层评价和预测技术相关研究仍需深入,资源落实尚有较大不足。


二是中国页岩气开发技术发展很快,但成本较高,对埋藏较深的资源开发技术尚不成熟。中国页岩气聚集区地表条件复杂,不利于工程建设。南方页岩气有利区多处于低山-丘陵地区,井场建设受限,交通较为不便,水源分布不均,地表建设困难。目前中国已基本实现埋深3500米以浅的页岩气藏高效、绿色开发和技术装备自主,但开发成本依然较高,单井平均成本是美国的两倍以上,3500以深的页岩气藏尚不能实现商业化开采。


三是页岩气开发成本回收周期长。页岩气藏较常规天然气藏单井投资大,且产量递减快,第一年的产量自然递减率就能达到60%,气田稳产需大量钻井进行井间接替。成本回收周期长,不稳定因素较多,对于企业有较大的资金压力和投资风险。


四是勘探开发竞争不足。页岩气藏往往与常规气、煤层气和致密气共生,其开发潜力区垂直重叠。而中国的矿业权制度有强排他性,规定新立矿权不能与已设矿权范围重叠,除非属于统一主体。这就导致了石油公司要想把页岩气矿权推向市场,就必须退出相应区块的全部油气开采活动,既不现实,也不经济,难以实现多方共赢的局面。


四、相关建议


长远来看,去煤是大趋势,石油即将走下坡路,天然气作为低碳、清洁能源必将在能源结构中占据越来越重要的地位。北美的页岩气革命对世界能源格局产生了深远影响,对中国也有很大的借鉴意义。中国是世界上页岩气可采储量最大的国家,页岩气开发无疑是能源发展的必然方向。国家能源局印发的《页岩气发展规划(2016-2020年)》提出,力争在2020年实现页岩气产量300亿立方米,2030年实现页岩气产量800-1000亿立方米。要实现这一目标,需要政府和企业共同努力,在此提出以下几点建议:


一是大力推进页岩气理论研究和技术突破。通过国家专项资金加强技术攻关,深入研究页岩气相关地质理论和资源预测与评价技术。继续发展水平井和分段压裂技术,对埋深较浅的气藏提高开发效率,降低生产成本;对埋深较深的气藏研发适宜的钻井压裂技术,争取实现商业化开采。


二是推进矿业权制度改革。通过推出法律法规和相关政策的方式,消除企业无偿或低价持有同一区块不同矿业权不开发的现象,允许同一区块不同矿业权独立转让。引导民间资本进入页岩气勘探开发领域,拿出较为优质的区块进行市场化竞争出让,激发社会资本开发积极性。


三是加大财政补贴和政策扶持力度。建议“十四五”期间延续对页岩气开发的财政补贴,同时完善税费优惠方案,可以从减免资源税,实行增值税先征后返,降低企业所得税等方面对页岩气开发企业实行税收优惠,鼓励企业加大对页岩气勘探开发的投资力度。


(编辑:张素英  审校:寇建仁)
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