■ 賈懷東

（航空大學(xué)創(chuàng)新理論研究中心，吉林長(zhǎng)春130022）

頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)正當(dāng)時(shí)

■ 賈懷東

（航空大學(xué)創(chuàng)新理論研究中心，吉林長(zhǎng)春130022）

根據(jù)加拿大能源部的測(cè)算，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之總和的一倍。

從1821年美國(guó)在阿帕拉契亞盆地打成第一口頁(yè)巖氣井算起，至今已有近200年歷史，這期間，人們一直設(shè)法用清潔能源來(lái)代替煤炭和石油以減少環(huán)境污染，但與天然氣一樣清潔的頁(yè)巖氣并沒(méi)有進(jìn)入人們的視線。實(shí)際上，頁(yè)巖氣就是天然氣，區(qū)別在于頁(yè)巖氣主要存在于致密的、幾乎沒(méi)有縫隙的頁(yè)巖層中，需要通過(guò)人工壓裂技術(shù)制造裂縫來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)采，其技術(shù)難度和相應(yīng)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)天然氣開(kāi)采。但隨著世界能源價(jià)格的不斷攀升和全球氣候變暖，越來(lái)越多的國(guó)家和企業(yè)開(kāi)始重視頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)和利用。

美國(guó)掘得第一桶“氣”

美國(guó)是頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)最早、最成功的國(guó)家。早在上世紀(jì)70年代，為擺脫對(duì)外能源依賴，美國(guó)開(kāi)始大量投入頁(yè)巖氣研究。在國(guó)內(nèi)政策、技術(shù)進(jìn)步等支持下，美國(guó)率先在水平井等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，使開(kāi)發(fā)成本大幅下降。到上世紀(jì)90年代，美國(guó)成為世界上唯一實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)開(kāi)采頁(yè)巖氣的國(guó)家。2006年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量為311億立方米，到了2011年，產(chǎn)量迅速提高到1800億立方米，平均年增長(zhǎng)率達(dá)45%，占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量的34%。不僅提高了美國(guó)的油氣自給率，而且改變了美國(guó)的能源供應(yīng)格局，實(shí)現(xiàn)了美國(guó)“能源獨(dú)立”的夢(mèng)想。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2015年美國(guó)頁(yè)巖氣占天然氣總產(chǎn)量的比例可達(dá)43%，到2035年可達(dá)60%。

頁(yè)巖氣的作用立竿見(jiàn)影。受頁(yè)巖氣增產(chǎn)的影響，美國(guó)能源節(jié)能信息局大幅下調(diào)了截至2020年的美國(guó)液化天然氣進(jìn)口預(yù)期，2005年發(fā)布的超過(guò)1500億立方米的預(yù)期數(shù)字，在2011年被下調(diào)到了只有1/3的500億立方米。有趣的是，這場(chǎng)頁(yè)巖氣革命不僅讓美國(guó)獲益匪淺，而且歪打正著地成全了因福島核泄露而陷入電力危機(jī)的日本。2011年，天然氣儲(chǔ)量排名世界第3位的卡塔爾建成了年產(chǎn)7700萬(wàn)噸（約1000億立方米）的液化天然氣生產(chǎn)裝置。此前預(yù)期美國(guó)會(huì)買(mǎi)走其中的一半，但頁(yè)巖氣產(chǎn)量增加讓美國(guó)減少了天然氣進(jìn)口。卡塔爾怕“過(guò)?！钡奶烊粴馐ァ敖颖P(pán)者”，最后以低價(jià)賣(mài)給日本，讓日本從中漁利。

頁(yè)巖氣的大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)降低了美國(guó)能源對(duì)外依賴程度，增強(qiáng)了在能源外交及應(yīng)對(duì)氣候變化等領(lǐng)域的主導(dǎo)空間，遏制和削弱了石油國(guó)家的國(guó)際影響力，對(duì)世界能源格局乃至地緣政治環(huán)境產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。與此同時(shí)，美國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)，引來(lái)世界各國(guó)的普遍關(guān)注，一些歐洲和東南亞國(guó)家紛紛著手制定雄心勃勃的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)計(jì)劃，目前，波蘭、德國(guó)、奧地利、匈牙利、波蘭、西班牙等歐洲國(guó)家頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)都已取得重大進(jìn)展，預(yù)計(jì)到2035年，歐洲將逐步擺脫對(duì)俄羅斯能源供應(yīng)的長(zhǎng)期依賴，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庾越o。目前，多家石油公司已開(kāi)始在歐洲尋找頁(yè)巖氣，其中?？松梨谝呀?jīng)開(kāi)始在德國(guó)進(jìn)行鉆探，雪佛龍公司和康菲石油公司開(kāi)始在波蘭進(jìn)行勘探，美國(guó)能源節(jié)能信息局的報(bào)告顯示，波蘭的頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量為5.3萬(wàn)億立方米，超過(guò)了法國(guó)，為歐洲最多。奧地利OMV公司在維也納附近測(cè)試地質(zhì)構(gòu)造，殼牌公司將目標(biāo)鎖定在瑞典。在亞洲，印尼從去年起就著手開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣資源。目前，印尼政府正評(píng)估國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣資源潛力并尋求從美國(guó)獲得有關(guān)資料和技術(shù)。而澳大利亞在頁(yè)巖氣開(kāi)采設(shè)施上投入巨資，已開(kāi)始用輪船將液化天然氣運(yùn)往世界各地。此外，印度、阿根廷、哥倫比亞，還有南非等國(guó)，也在積極進(jìn)行頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，并且都取得了明顯的進(jìn)展。

頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)廣闊的發(fā)展前景，同樣引起能源日趨捉襟見(jiàn)肘的中國(guó)政府的關(guān)注。2012年3月1日，國(guó)土資源部在新聞發(fā)布會(huì)上表示：為了推動(dòng)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)頁(yè)巖氣資源可持續(xù)供應(yīng)能力，國(guó)土資源部正在組織國(guó)內(nèi)相關(guān)石油企業(yè)、大學(xué)、地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)和科研院所等27個(gè)單位420多人參加的全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選工作

如果到2020年頁(yè)巖氣年產(chǎn)量能夠達(dá)到1000億立方米以上，有希望改變我國(guó)油氣資源開(kāi)發(fā)格局，成為我國(guó)能源的重要支柱。

“氣”從何來(lái)

其實(shí)，為了減少能源對(duì)外依賴，加速新能源的開(kāi)發(fā)和利用，國(guó)土資源部早在2004年已經(jīng)開(kāi)始頁(yè)巖氣資源的跟蹤研究，還劃分了總面積約87萬(wàn)平方公里的三大類(lèi)33個(gè)頁(yè)巖氣資源有利遠(yuǎn)景區(qū)，并于2011年啟動(dòng)“全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選”項(xiàng)目。國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局也從2009年9月開(kāi)始，研究制定了鼓勵(lì)頁(yè)巖氣勘探與開(kāi)發(fā)利用的政策，通過(guò)設(shè)立頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目，加大科技攻關(guān)力度，突破核心技術(shù)，加快我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)步伐。初步勘察表明，我國(guó)常規(guī)天然氣儲(chǔ)量不多，在3萬(wàn)億立方米左右，只占全球天然氣儲(chǔ)量的1.6%。而我國(guó)頁(yè)巖氣的儲(chǔ)量在25萬(wàn)億立方米，相當(dāng)于我國(guó)天然氣儲(chǔ)量的8倍還多。這一數(shù)據(jù)與國(guó)外機(jī)構(gòu)估算的36萬(wàn)億立方米相比雖然略顯保守，但超過(guò)25萬(wàn)億立方米的可采潛力仍然意味著我國(guó)是全球頁(yè)巖氣資源儲(chǔ)量最多的國(guó)家。

目前，我國(guó)頁(yè)巖氣勘探工作進(jìn)展良好，主要集中在四川盆地、鄂爾多斯盆地、西北地區(qū)主要盆地。截至2011年底，中石油在川南、滇北地區(qū)優(yōu)選了威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧、昭通和富順—永川4個(gè)有利區(qū)塊，完鉆11口評(píng)價(jià)井，其中4口直井獲得工業(yè)氣流。中石化在黔東、皖南、川東北完鉆5口評(píng)價(jià)井，其中2口井獲得工業(yè)氣流，優(yōu)選了建南和黃平等有利區(qū)塊。中海油在皖浙等地區(qū)開(kāi)展了頁(yè)巖氣勘探前期工作。延長(zhǎng)石油在陜西延安地區(qū)3口井獲得陸相頁(yè)巖氣發(fā)現(xiàn)。中聯(lián)煤在山西沁水盆地提出了壽陽(yáng)、沁源和晉城三個(gè)頁(yè)巖氣有利區(qū)……。令人垂涎欲滴的資源前景，加快了我國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)與外資聯(lián)合開(kāi)發(fā)的步驟。2011年9月，中石化與雪佛龍合作開(kāi)發(fā)西南地區(qū)頁(yè)巖氣；2009年11月，中石油聯(lián)手殼牌，合作開(kāi)發(fā)四川盆地富順—永川頁(yè)巖氣區(qū)塊；2012年3月，中石油與道達(dá)爾公司達(dá)成意向，將在內(nèi)蒙古投資20億美元開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣。外資認(rèn)為，我國(guó)頁(yè)巖氣賦存條件雖然相對(duì)復(fù)雜，直接作業(yè)成本可能高于美國(guó)，但是，如果綜合考慮國(guó)產(chǎn)化設(shè)備、土地成本、專(zhuān)業(yè)服務(wù)和人工費(fèi)用等因素，我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采成本總體上要低于美國(guó)。經(jīng)驗(yàn)表明，常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)，找氣是關(guān)鍵，而頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)，關(guān)鍵是采氣，也就是說(shuō)，一旦產(chǎn)氣區(qū)塊相對(duì)確定，并且資金大規(guī)模投入，便能在較短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展，并成為新的產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，因此，我國(guó)大規(guī)模商業(yè)化開(kāi)采條件并不遜色。

頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)美好的開(kāi)采前景和不言而喻的戰(zhàn)略價(jià)值，決定了無(wú)論遇到什么樣的困難和阻力，都不應(yīng)成為遲滯和延緩其發(fā)展的理由。頁(yè)巖氣作為清潔而且高效的能源，有利于降低溫室氣體排放，減少對(duì)外能源依賴，無(wú)論從改變我國(guó)不合理的能源結(jié)構(gòu)、滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)于清潔能源的需求，還是增強(qiáng)能源政策的自主性，緩解緊張的地緣政治關(guān)系，加速我國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)都是正當(dāng)其時(shí)。

喜中思危

從近年來(lái)的發(fā)展情況看，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)主要面臨技術(shù)、環(huán)保、政策、體制等一系列問(wèn)題，對(duì)于這些問(wèn)題，必須給予足夠的重視，不容回避。

首先，頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)瓶頸亟待破解。頁(yè)巖氣開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)包括水平鉆井、水力壓裂、隨鉆測(cè)井、地質(zhì)導(dǎo)向鉆井、微地震檢測(cè)等，其中大部分技術(shù)的突破與率先應(yīng)用都來(lái)自美國(guó)。與美國(guó)相比，我國(guó)在壓裂與水平鉆井技術(shù)方面存在較大差距。雖然有部分企業(yè)已成功進(jìn)入美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)采供應(yīng)鏈，但提供的產(chǎn)品或服務(wù)往往僅涉及其中某一個(gè)環(huán)節(jié)，缺乏成套技術(shù)和設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造能力。另外，我國(guó)頁(yè)巖沉積時(shí)代較早，頁(yè)巖氣開(kāi)采條件和地質(zhì)構(gòu)造要比美國(guó)復(fù)雜，氣田離地面的深度，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美國(guó)已投入生產(chǎn)的氣田。我國(guó)氣田埋深大多在3000米以上，而美國(guó)規(guī)模最大的馬塞勒斯頁(yè)巖氣田，其埋藏深度大約是700至3000米。埋藏更深的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)使我國(guó)此前積累下來(lái)的油氣開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)也難有用武之地。顯然，在勘探和開(kāi)采技術(shù)上，我國(guó)仍有一段路要走。

其次，環(huán)境保護(hù)面臨重大挑戰(zhàn)。我國(guó)初步勘探出的頁(yè)巖氣主要分布在中西部水資源相對(duì)匱乏地區(qū)，如鄂爾多斯盆地等。在水量相對(duì)充裕的長(zhǎng)江流域，只在四川和江漢盆地發(fā)現(xiàn)了頁(yè)巖氣；而在西北、華北地區(qū)，頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富，水資源卻相當(dāng)緊張。頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)所必需的壓裂技術(shù)需要消耗大量的水資源，水中又常常添加化學(xué)物質(zhì)，因此可能會(huì)對(duì)地下水產(chǎn)生污染。水力壓裂技術(shù)，是目前開(kāi)啟頁(yè)巖氣礦藏的唯一手段。要使致密的頁(yè)巖層變得疏松，就得使用大量的高壓水。當(dāng)高壓液體注入鉆井并使巖層裂開(kāi)后，高壓液體中的支撐劑可以保持住裂縫，使其成為油氣導(dǎo)向鉆井的高速滲透通道。在目前的技術(shù)水平下，每一個(gè)頁(yè)巖層開(kāi)采，大約需要200400萬(wàn)加侖水、1.5萬(wàn)加侖化學(xué)品。為了避免深入地下的加入了化學(xué)物質(zhì)的水回流到地表造成二次污染，開(kāi)采使用后的水(連同化學(xué)成分)需要回收、儲(chǔ)存、再使用，而我國(guó)埋深在3000米以上的頁(yè)巖氣層，無(wú)疑加大了吸收循環(huán)的難度。另外，頁(yè)巖氣是通過(guò)壓力擠上地面的，由于地下壓力的改變，地下生態(tài)環(huán)境勢(shì)必發(fā)生改變，至于開(kāi)采活動(dòng)會(huì)不會(huì)誘發(fā)地震等地質(zhì)變化，尚須進(jìn)一步觀察。

再次，投資風(fēng)險(xiǎn)與政策激勵(lì)問(wèn)題。頁(yè)巖氣勘探和開(kāi)發(fā)具有投入大、風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，動(dòng)輒數(shù)千萬(wàn)的投資數(shù)額，讓一般的小公司望而卻步。與此同時(shí)，還存在資源數(shù)據(jù)未普查、監(jiān)管體系未建立、管網(wǎng)設(shè)施不完善、服務(wù)體系不健全等諸多問(wèn)題。從政策層面看，目前我國(guó)尚未出臺(tái)專(zhuān)門(mén)支持頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的稅收優(yōu)惠和價(jià)格補(bǔ)貼政策，常規(guī)天然氣定價(jià)機(jī)制亦存在諸多不合理之處，凡此種種，都將成為制約頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的重要障礙。

加強(qiáng)國(guó)際合作，借鑒他國(guó)經(jīng)驗(yàn)

頁(yè)巖氣是新興產(chǎn)業(yè)，在高成本、低回報(bào)的壓力下，需要緊密的分工協(xié)作和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。因此，只有廣泛開(kāi)展國(guó)際合作，積極借鑒他國(guó)經(jīng)驗(yàn)，才能實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的巨大成功使美國(guó)成為全球第一大天然氣生產(chǎn)國(guó)，其經(jīng)驗(yàn)雖然短時(shí)間內(nèi)難以復(fù)制，但美國(guó)在支持頁(yè)巖氣技術(shù)研發(fā)、完善環(huán)境監(jiān)管以及開(kāi)放的投資體系等方面所積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于起步階段的中國(guó)而言，具有十分重要的借鑒意義。

第一，在技術(shù)方面，美國(guó)依靠持續(xù)的技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣的商業(yè)化，并開(kāi)始向外輸出技術(shù)，以圖用技術(shù)控制資源。我國(guó)應(yīng)緊緊抓住這一機(jī)會(huì)，在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，調(diào)動(dòng)多方力量，構(gòu)建頁(yè)巖氣技術(shù)開(kāi)發(fā)體系，將頁(yè)巖氣技術(shù)納入“十二五”國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃。積極利用中美能源合作機(jī)制，通過(guò)合作或并購(gòu)等方式盡早掌握美國(guó)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)反超、再主導(dǎo)。

第二，頁(yè)巖氣是經(jīng)地質(zhì)作用形成的自然資源，在成藏和富集上并不規(guī)律，地下儲(chǔ)藏也是不規(guī)則的。處于偏遠(yuǎn)區(qū)塊或開(kāi)采邊際的資源，往往不適合大企業(yè)進(jìn)入礦區(qū)開(kāi)采，更加適合中小企業(yè)開(kāi)采。因此，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，政府不僅要制定中央和地方國(guó)有資本等參與頁(yè)巖氣投資開(kāi)發(fā)的具體辦法，還應(yīng)放手引入多元競(jìng)爭(zhēng)主體，降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門(mén)檻，鼓勵(lì)中小資本、民營(yíng)企業(yè)和外資公司等多種投資主體進(jìn)入頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)，完善合資、參股、合作、提供專(zhuān)業(yè)服務(wù)等對(duì)外合作模式，培育專(zhuān)業(yè)化分工服務(wù)體系，鼓勵(lì)技術(shù)開(kāi)發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)配套進(jìn)程，避免在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期就形成壟斷格局，維護(hù)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)有序健康發(fā)展。

第三，明確法律地位，嚴(yán)格監(jiān)管制度，注重環(huán)境保護(hù)，為可持續(xù)發(fā)展提供保障。開(kāi)發(fā)主體多，發(fā)展速度快，容易引發(fā)開(kāi)采無(wú)序和環(huán)境破壞，因此，在開(kāi)采前應(yīng)建立頁(yè)巖氣勘探開(kāi)采等相關(guān)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確立頁(yè)巖氣獨(dú)立礦種的法律地位和資源管理法規(guī)體系，研究制定覆蓋采前、采中和采后多環(huán)節(jié)的全方位監(jiān)管制度，制定包括地下水、地質(zhì)、土壤、生態(tài)等嚴(yán)格的監(jiān)管法規(guī)和管理辦法，確保監(jiān)管先行到位，開(kāi)發(fā)可控。

第四，國(guó)家應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平選擇一些省市地區(qū)，集中優(yōu)勢(shì)力量進(jìn)行科研攻關(guān)，建立大型頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)示范工程，先行先試，綜合試驗(yàn)，在技術(shù)、開(kāi)采體制、政策支持、水資源與環(huán)境保護(hù)、監(jiān)管和應(yīng)用模式等方面積累經(jīng)驗(yàn)，帶動(dòng)國(guó)內(nèi)其他地區(qū)的勘探開(kāi)發(fā)。

第五，創(chuàng)新政府支持模式，加大政府扶持力度。在頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，政府應(yīng)當(dāng)在財(cái)政上為企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)和勘探研究提供必要的資助，在頁(yè)巖氣進(jìn)入贏利和商業(yè)化運(yùn)行階段以后，為了減輕政府負(fù)擔(dān)，可逐漸取消特殊優(yōu)惠或減少直接補(bǔ)貼，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)期投資，刺激技術(shù)創(chuàng)新，降低成本，提高效率。

（作者為空軍（航空大學(xué)）創(chuàng)新理論研究中心研究員）