钱程
经过多年不懈的探索,中国非常规天然气在勘探开发等方面形成了一系列理论认识和关键技术,有些技术已达到世界先进水平;形成了一些以低成本技术体系和低成本管理体系为核心的典型开发模式或示范区。中国非常规天然气勘探开发利用的基础条件已经趋于成熟。
专家指出,与常规天然气相比,包括页岩气等在内的非常规天然气资源储量更高,非常规天然气勘探开发潜力无限。在当前能源需求不断高涨的情况下,天然气成为了一种相对清洁的燃料,其中非常规天然气占据重要地位。它同时(由于分布较广和储量大)而有利于所在国家的开采和(资源)安全。
非常规天然气开发潜力巨大
在5月28日举行的第十三届北京科博会能源战略高层论坛上,致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规天然气资源的开发利用备受关注。
中国科学院院士、中国石油企业协会会长胡文瑞指出,非常规天然气资源具有低碳、洁净、绿色、低污染的特性,开发利用技术也日趋成熟,是我国新能源发展的重要方向。
非常规天然气资源是指尚未被充分认识、缺乏可借鉴的成熟技术和经验进行开发的一类天然气资源。主要包括:致密气、煤层气、页岩气、天然气水合物等。
全球非常规天然气资源主要分布在加拿大、俄罗斯、美国、中国、拉美等国家和地区。据估算,目前全球非常规天然气产量每年约为3242亿立方米,约为常规天然气资源量的4.56倍。其中,煤层气资源量为256.3万亿立方米,页岩气资源量约456万亿立方米,致密气资源量约为209.72万亿立方米。
自2004年以来,中国天然气产量每年以两位数的速率增长。到2009年中国气产量达到830亿立方米,非常规天然气资源量为常规天然气的5.01倍。
专家介绍,我国在致密气开发方面走在世界前列,其资源量约为12万亿立方米。广泛分布于鄂尔多斯、四川、松辽、渤海湾、柴达木、塔里木及准噶尔等10余个盆地。2009年致密气产量达150亿立方米,其中大部分来自鄂尔多斯和四川盆地。
而我国煤层气开采的潜力更是巨大。数据显示,埋深2000米内可开采的煤层气资源量为36.8万亿立方米;1500米内可采的煤层气资源量为10.9万亿立方米。2009年底,我国累计探明煤层气储量1700亿立方米,资源探明率仅为3.2‰,主要分布于鄂尔多斯盆地东部和山西沁水盆地。
胡文瑞表示,中国在非常规天然气方面的潜力巨大,具有后发优势。目前中国致密砂岩气已进入规模开发阶段,煤层气、页岩气的开发利用正在起步,天然气水合物等资源的基础研究工作也正逐步展开。
将主宰未来全球能源市场发展方向
提到天然气生产和出口大国,首先想到的可能是俄罗斯、卡塔尔或伊朗。然而出人意料的是,在不知觉间,天然气头号大国的名头已经转移到了大洋的另一边——由于非常规天然气被大量开发,2009年,美国不仅一跃成为全球最大的天然气生产国,其储量也首次超过了俄罗斯。
2008年之后,在国际金融危机影响下,国际上天然气需求量大幅下滑,价格更是一路狂跌,曾经风光无限的俄罗斯天然气工业股份公司一时间陷入了困境。更为糟糕的是,以页岩气为首的非常规天然气在美国的崛起,不仅直接威胁着俄气的市场空间,还可能改变未来国际天然气市场的格局。那么,俄气时代似乎将就此而终结,风光不再。
在美国页岩气领域取得重大进展的鼓舞下,欧洲各国对页岩气的开发热情也日益高涨,这也严重威胁着俄气公司未来在欧洲的市场。
东欧国家波兰,每年三分之二的天然气需要从俄气公司进口,在“页岩气革命”的带动下,过去两年时间内,波兰已经向包括埃克森美孚、康菲、马拉松等石油巨头在内的30家公司颁发了天然气勘探许可证,用于勘探波兰境内的页岩气。
随着目前全球能源资源的日益紧张,越来越多的国家意识到非常规天然气已成为当今新能源发展的重要方向,降低技术成本和管理成本是非常规天然气开发利用的关键。目前,美国的非常规天然气开采已经形成了完整、成熟的技术体系,拥有多项低成本技术。
我国在致密气开发方面走在了世界前列,已经形成了非常规天然气成藏基础理论等关键主体技术,进入规模开发阶段;煤层气和页岩气开发利用正在起步,我国石油已经初步形成了煤层气勘探开发配套技术,近一两年可能将实现重大突破。
数据显示,世界非常规天然气资源量约为常规天然气资源量的4.56倍;我国非常规天然气资源总量是常规天然气资源量的5.01倍,主要为致密砂岩气。目前全球非常规天然气资源产量已经迅速上升到3242亿立方米,成为一支不容忽视的能源力量。非常规天然气资源作为最现实的低碳资源。技术成熟后,非常规天然气资源可以转化为常规资源开发。如果说煤炭是高碳资源、石油是中碳资源,非常规天然气资源就是最现实的低碳资源。因其具有低碳、洁净、绿色、低污染的特性,开发技术日益成熟,已成为当今新能源发展的重要方向。
目前,非常规天然气资源利用面临的最大难题为开发难度大,如果不能形成低成本技术体系和低成本管理体系,将难以形成商品量。而且非常规天然气资源要想转化为常规资源进行开发,还需要四个条件:一是主体开发技术达到常规资源开发的技术程度;二是开发方式具备规模化、集约化特性;三是油价至少在60-80美元;四是后石油时代石油资源开采量不断减少。
勘探开发技术已趋成熟
2020年中国将进入天然气生产大国行列,预测产量将达到1800亿~2200亿立方米,在能源结构中的比例将由目前的3%上升到8%~12%,其中非常规天然气将成为主要贡献者。
我国常规油气勘探开发已经历了百年历史,积累了丰富的勘探开发经验,加上借鉴国际公司的先进技术,我国在某些领域已掌握了具有世界先进水平的技术,形成了一些以低成本技术体系和低成本管理体系为核心的典型开发模式或示范区。
胡文瑞表示,开发非常规天然气资源是中国发展低碳能源的最佳选择,而且相关基础条件已经趋于成熟。主要表现为五个方面:一是与常规天然气虽有差异,但在成藏、开采机理上基本相似;二是与常规天然气的开发技术接近,可以移植、复制并改造;三是可以直接利用现有的常规天然气管道、销售网络基础设施;四是国家大力支持,已出台并将继续出台多项优惠政策;五是国外非常规天然气开发利用已形成了多项低成本技术,可以借鉴。
非常规天然气的需要非常策
大力发展非常规天然气,需要国家层面的重视,需要构建低成本技术体系,业内专家认为,可以采用小公司决策方式,也可以借鉴常规油气的勘探开发经验,甚至可以颠覆规则。
就致密砂岩气、煤层气和页岩气的勘探开发而言,我国还在起步阶段,谈不上规模化、集约化发展。根据国际已有的成功经验和我国近年积累的实践经验,为实现我国非常规天然气资源长远开发的大计,专家认为,有以下几个方面的做法值得认真研究。
国家层面的重视。应该说我国对煤层气开发的配套政策是积极且到位的,不过对致密砂岩气、页岩气在政策层面、地方利益关系协调方面还有待完善。最近许多省有了积极的反应,支持非常规天然气资源的勘探开发,这是一个积极的信号。
小公司决策方式。北美在非常规天然气资源领域发展很快,一条重要的做法是小公司在唱主角。由于小公司机制灵活、决策快、成本低、技术运用务实,反而成就了它们在非常规天然气资源的开发。
大公司以小公司决策方式开发“低品位”资源,也是一种方式。大公司之所以没有大规模进入非常规天然气资源的开发,根本原因是大公司决策程序长,运行成本高,技术投入大,形不成规模化生产、集约化开发。近年国际大石油公司开始进入该领域,基本做法就是收购,当形成规模化后,再从技术上提高档次,进行集约化开发。结论是:非常规天然气资源只有大公司全面介入,小公司积极参与,取长补短,互为支撑,才可相得益彰。
非常规天然气资源勘探开发与石油和天然气的勘探开发有相似之处。就地质而言,它们是一个系统,其生、储、盖与石油和天然气相似。勘探开发石油、天然气形成的技术和管理经验,完全可以用于非常规天然气资源的勘探开发。
非常规天然气资源开发完全可以借道石油、天然气已有的设施。美国开发非常规天然气资源的一个基本做法是利用开发石油、天然气已形成的基础设施,比如油气输送通道、城市供气网络、调峰设施及手段,以及成熟的供需关系。这大大缩短了供需之间的距离,降低了供需之间成本,提高了利润空间。
低成本技术体系和管理体系是开发非常规天然气的唯一选择。美国形成了勘探开发“低品位”资源的“两个体系”,即低成本技术体系、低成本管理体系,简化、优化了管理体系,使管理的成本降到了最低。
关键技术攻关必不可少。致密砂岩气、煤层气、页岩气等资源的探明地质储量并非主要障碍,问题在于有多少经济可采储量和技术可采储量。为了获取比较高的收益率,除了市场价格因素以外,利用钻井、完井工程技术和油气井增产工艺,通过优选目的层段、加快钻井速度、提高单井产能、延长开采期限,是开采过程中的重要环节。美国经过多年攻关,探索出一套先进的开采技术,主要有羽状水平井技术、水平井+多段压裂技术、清水压裂技术,以及近期出现的最新压裂技术—同步压裂技术。这些先进技术的规模推广应用,大幅提高了单井产量。
中美合作非常规天然气开发
在技术的突破使美国的能源领域发生了巨大变化之后,一场非常规能源的变革也将在我国发生。
在日前刚刚结束的中美战略与经济对话(S&ED)上,双方签署了《美国国务院和中国国家能源局关于中美页岩气资源工作行动计划》,计划运用美方在开发非常规天然气方面的经验,就页岩气资源评价、勘探开发技术及相关政策等方面开展合作,促进中国页岩气资源开发。页岩气资源勘探是目前中美两国合作的主要方向。
中国已经划出了江苏、辽宁两处实验区,用美国的页岩气资源评价方法和模式进行合作。而两国页岩气合作工作小组也正在筹备成立中。在资源摸清之后,两国将重点锁定技术合作。
2009年,由于页岩气开采在天然气开采总量中的占比升至10%,美国的天然气开采量已经超过俄罗斯,位居世界第一。
三大石油巨头着力非常规能源
页岩气是一种以吸附及游离状态存在于泥页岩中的非常规天然气,随着开采技术的突破,将挑战现有的世界天然气版图。
据国土资源部油气资源战略研究中心副主任张大伟介绍,目前相关部门正在起草和制定加快页岩气开发鼓励政策。而制定中的《科学发展的2030年国家能源战略》也将页岩气摆到了重要的位置。
在节能减排指标的巨大压力之下,能源的清洁利用成为了能源利用的重点。包括水能、风能、太阳能在内的新能源利用和发展随之风生水起。
据业内人士介绍,相比大力投资新能源的各大电力公司,三大石油公司近年对清洁能源的探索则更多集中在非常规能源领域。
据本报记者在国土资源部获得的信息,在合作的第一阶段,美国将提供开发非常规天然气方面的经验,在中国进行页岩气资源评价。而中国也划出了江苏句容盆地和辽宁下辽河盆地一南一北两个合作试点地区。
2010年9月,在中美第三次S&ED在美国举行期间,中美油气工业论坛也将同时召开,中方相关企业也将到美国的页岩气田参观调研。
据参与S&ED谈判的相关人士介绍,在谈到页岩气开发的前景时,美方代表已经不再认为这是一场“静悄悄的革命”,而是称其“已经带来了划时代的变革”。
2010年,美国预计页岩气产量将达到全国天然气产量的15%,这甚至改变了美国现有的天然气政策。据吴国干介绍,美国已经改变了近三年内引进5000万吨LNG(液化天然气)的计划,有可能实现天然气的自给自足,甚至成为LNG出口国。
张大伟表示,2009年,美国的页岩气产量达到898亿方,已经超过我国830亿方的天然气产量。“中国和美国在页岩气领域来讲,地质条件非常相似。也就是说,中国也存在同样的前景。”
据中石油的预测,中国的页岩气储存达到45万亿立方米。目前中国三大石油公司已经在此领域广泛的开展跨国合作。
在中美两国签订页岩气合作协定的同时,中石油也与英国壳牌公司开始了在四川共同探测页岩气的工程。