美國通過頁巖氣革命實現(xiàn)了油氣的自給自足，還成為油氣能源出口型國家。同理，作為頁巖油氣資源豐富的中國能否復制美國的成功，實現(xiàn)油氣的自給自足？當然這只有在頁巖氣氣上做足文章才能實現(xiàn)。今年9月6日，涪陵頁巖氣作為我國首個大型頁巖氣田累計產(chǎn)氣突破200億方，充分證明了中國有能力在頁巖氣上實現(xiàn)量產(chǎn)。今年，中石油、中石化更是公開表示要加大頁巖氣開發(fā)，在國家政策更加鼓勵頁巖氣開發(fā)的背景下，相信新的頁巖氣開發(fā)熱潮即將到來。與此同時，我們也要認清規(guī)模化、商業(yè)化開發(fā)頁巖氣的困難。經(jīng)濟效益差成為影響企業(yè)開發(fā)頁巖氣的積極性的主要原因。未來如何解決中國頁巖氣開發(fā)的經(jīng)濟性問題，事關中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成敗。
 
涪陵的經(jīng)驗與問題
 
目前，中國開發(fā)頁巖氣的主要力量是三大油公司，尤其是中石油、中石化已在頁巖氣開發(fā)上取得一定經(jīng)驗和突破，并且建成了中國頁巖氣的示范區(qū)。以中石化涪陵頁巖氣為例，涪陵已成為國家頁巖氣示開發(fā)范基地，2017年涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發(fā)技術還獲得國家科學技術進步一等獎，涪陵地區(qū)已累計探明儲量6000多億方，寒氣面積576平方千米，產(chǎn)能建成100億方，累計投產(chǎn)氣井超過300口，累計產(chǎn)氣量突破200億方，最高日產(chǎn)1700萬方。2013-2016年，涪陵一期鉆水平井257口，建產(chǎn)能65.4億方，2016-2017年，涪陵二期在江東、平橋和白濤、白馬、梓里場等區(qū)塊部署155口水平井，建產(chǎn)能33.7億方。此外，中石化還在涪陵地區(qū)增建基礎配套設施，如LNG加氣站，外輸管道，基本實現(xiàn)了該地區(qū)頁巖氣的產(chǎn)銷一體化。
 
據(jù)涪陵相關負責人介紹，涪陵的成功經(jīng)驗主要分為管理經(jīng)驗和技術裝備經(jīng)驗。在管理方面，中石化不斷優(yōu)化管理，創(chuàng)新管理，最大程度降低人員成本、管理成本。在技術裝備方面，一期產(chǎn)建時期，中石化一邊向美國頁巖氣取經(jīng)，一邊自主攻關技術裝備，最終形成中石化自己的一套技術裝備體系，降低開發(fā)成本，重點圍繞實現(xiàn)陸相、常壓和深層頁巖氣經(jīng)濟有效性進行攻關，取得了很多經(jīng)驗，也獲得了一些教訓，最終從勘探到鉆井、壓裂、完井形成適合涪陵地區(qū)的技術體系，如頁巖氣藏綜合評價技術和水平井組優(yōu)快鉆井技術等等，其中部分技術已達到國際領先水平。相關負責人還表示，技術的進步，管理的提升與創(chuàng)新，使得頁巖氣開發(fā)成本下降了一半，鉆井周期縮短30%以上，壓裂效率提高了50%。同時，近幾年涪陵頁巖氣也響應國家環(huán)保的號召，泥漿不落地技術裝備的推出，實現(xiàn)了土地無污染，實現(xiàn)了返排液循環(huán)處理、油基鉆屑無害化處理。
 
隨著涪陵頁巖氣開發(fā)的深入，新的問題也隨之而來。在上海頁巖氣論壇上，中石化工程技術服務公司薛承瑾副總工（以下簡稱薛工）介紹了涪陵二期項目面臨的問題。據(jù)薛工介紹，涪陵二期項目開發(fā)難度比一期更大，技術裝備與管理方面仍然需要進一步優(yōu)化、創(chuàng)新。薛工說道：“從區(qū)塊特性上看，二期區(qū)塊地質構造更為復雜，氣藏埋藏更深且物性更差，儲層改造困難，且區(qū)塊面積小而散，多為斷層發(fā)育，非常不利于壓裂作業(yè)。由于地質條件差導致技術施工難度大，壓裂難度增加，作業(yè)風險和作業(yè)事故增多，其結果是二期試氣產(chǎn)量與一期相比相差甚遠。盡管水平井技術、壓裂技術及其它施工技術也再提高，但投資與收益的反差依然突出，綜合效益下降，開發(fā)成本上升。”
 
技術創(chuàng)新是關鍵
 
薛工表示，目前涪陵二期施工技術方案與一期施工方案大致相同，部分技術工藝仍需進一步改良，如產(chǎn)氣甜點識別技術，該技術能夠減少無效段、無效簇、優(yōu)化壓裂段、簇；大孔徑射孔技術，該技術可降低破裂壓力；趾端壓差滑套與可溶橋塞裝備的研發(fā)，兩項裝備可免去首段射孔作業(yè)，免去鉆塞作業(yè)，降低風險和成本。薛工認為，在現(xiàn)有開發(fā)的成本上再次降低是很有可能的，在優(yōu)化加砂技術方面，在壓裂液、支撐劑、降阻劑、穩(wěn)定劑、助排劑，支撐劑陶粒應用方面還可以大幅降低成本。薛工提出，能否用石英砂代替支撐劑陶粒？應用其它材料來替代支撐劑？相關實驗數(shù)據(jù)顯示，采用優(yōu)化簇段、可溶橋塞、趾端滑套、優(yōu)選滑溜水、膠液、陶粒、石英砂組合工藝技術，能再降低頁巖氣開發(fā)整體費用的20%；若支撐劑能夠用石英砂替代，則費用會再降30%。總之，經(jīng)濟效益、成本是現(xiàn)階段開發(fā)頁巖氣的關鍵，相關核心技術裝備的創(chuàng)新至關重要。
 
行業(yè)專家們一致同意高效開發(fā)頁巖氣要靠技術裝備創(chuàng)新，制約頁巖氣的主要問題是成本問題。近年來，我國頁巖氣發(fā)展快速正式邁進大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展階段，這主要得益于關鍵技術的系統(tǒng)突破，使得開發(fā)成本降低，形成一定的經(jīng)濟效益。對此，中石化集團副總裁焦方正曾表示，通過引進和集成創(chuàng)新，自主成熟的頁巖氣藏綜合評價、頁巖氣開發(fā)設計技術、水平井高效鉆井及壓裂關鍵技術、關鍵裝備和工具、綠色開發(fā)技術等已經(jīng)形成。為實現(xiàn)高效快速勘探開發(fā)，中石化還創(chuàng)造性地利用國內首臺輪軌式鉆機開展“井工廠”模式鉆井試驗，采用類似工程流水線的作業(yè)方式，優(yōu)化組合施工工序，實現(xiàn)了涪陵頁巖氣的圖片。正是依靠這一系列的技術突破，才有了涪陵頁巖氣國家示范基地，才實現(xiàn)低成本開發(fā)頁巖氣。目前，中石化正在完善涪陵頁巖氣的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈。
 
頁巖氣高效開發(fā)的意義是巨大的。據(jù)涪陵當?shù)卣y(tǒng)計，涪陵頁巖氣已拉動涪陵區(qū)GDP增長1.5個百分點，每開發(fā)一口頁巖氣井，就會給焦石鎮(zhèn)帶來20萬-50萬元收入。由此可見，頁巖氣的開發(fā)將是雙贏的，滿足市場天然氣需求的同時，還促進了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。相信隨著涪陵頁巖氣技術裝備體系的進一步創(chuàng)新，涪陵二期頁巖氣開發(fā)將會帶來更多驚喜，讓我們拭目以待。