页岩气产业迎来黄金景气期


页岩气产业迎来黄金景气期

陈柳钦

(中国能源经济研究院,北京,100733)

 

   中国能源经济研究院(China Institute of Energy Economics,英文缩写:CIEE)是以中共中央机关报人民日报旗下传媒中国能源报为依托,在国家能源委员会和国家能源局的支持下建立的专业能源经济研究平台。中国能源经济研究院是全面研究中国能源经济问题的研究机构,致力于打造服务于国家能源战略决策、统筹协调、行业管理和企业发展的能源智库。

   

    陈柳钦(1969—),男,汉族,湖南邵东人,教授,研究员,中国能源经济研究院战略研究中心主任,石油研究中心主任,国内知名学者,著名经济学家,产业经济、能源经济问题专家。为多所大学客座教授、兼职教授和特聘教授;兼数个国家级学会、省部级学会理事和常务理事;兼多个国家级协会、厅局级单位专家组成员。

 

  主持、主研和参与国家自然科学基金、国家社会科学基金、国家软科学课题、省部级课题以及各类政府咨询课题60余项,出版专著8部。在数百种学术核心期刊、专业杂志和中央级报纸上发表论文1000余篇,获省部级奖项20余项。在2010年和2011年版《中国期刊高被引指数》中,进入经济学领域高被引作者前列,名列第5位。

    页岩气是指聚集于细粒(包括粘土及致密砂岩)低渗透油藏中、有机质富集、以热解气或生物甲烷气为主、以游离气形式赋存于孔隙和裂缝中,或者以吸附气或游离气形式聚集于有机质或粘土中、连续的自生自储的非常规油气资源,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水,生产周期长,一般为30年~50年,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值。

全球页岩油气资源非常丰富。20114月,美国能源信息署(EIA)在其《全球14个地区页岩气资源初评结果》报告中表明,全球除美国之外的32个国家总技术可采储量为163万亿立方米,加上美国技术可采储量24万亿立方米,全球页岩气技术可采储量为187万亿立方米。其中中国技术可采储量位列32国中的第一(32国中不包括俄罗斯以及中东国家),达到36万亿立方米,占到19%。 中国学者所估计的中国页岩气储量大约为21.5万亿至45万亿立方米,中值为30.7亿立方米,这与EIA的估计大致相当。

目前,美国对页岩气的研发与开采利用是世界上最早的国家。1821年,从美国东部阿巴拉契亚盆地泥盆系Dunkirk页岩中完钻的、井深仅21米的一口井获得天然气起,美国已经有近200年的页岩气开发历史。从地质构造上看,富含有机质的页岩一般具有面积大、分布连续的特点,传统意义上的油气田只是位于其中且相对分散,因此勘探开发实践中钻遇富含有机质的页岩比发现油气田的概率要大。虽然发现页岩气的几率大,但页岩致密、低渗的特点决定了页岩气产量通常很低且开采成本较高,开采技术难度大。由于技术上一直没有突破,美国在21世纪以前页岩气的生产进展始终非常缓慢。20世纪20年代,美国便开始了页岩气的现代化工业生产,到20世纪70年代中期开始步入规模化发展阶段,20世纪80年代,美国找到了适当的开采方法——“水力压裂法”(fracking),从而吹响了“页岩气革命”的号角。20世纪90年代,美国开始加强页岩气的勘探开发。进入21世纪,随着页岩气压裂技术的逐渐成熟,页岩气大规模开采的条件逐渐具备。2000年以来,由于高气价和相关勘探开发技术的广泛使用,尤其是水力压裂技术的应用,页岩气的产量和储量均逐年攀升。2000年,美国页岩气的年产量为122亿立方米,是199045亿立方米的近3倍。2003年美国第一口页岩气钻完井技术在巴尼特页岩气田诞生,由此拉开了页岩气产业快速发展的序幕。2006年,由于大量页岩气井的增加(由2005年的14990口增至40000余口),页岩气年产量从2005年的198亿立方米快速飙升55311亿立方米,占全国天然气总产量的5.9%2008年,美国页岩气产量达到572亿立方米,占美国天然气总量(5800亿立方米)的10%2010年,美国页岩气产量超过1379亿立方米,占美国天然气总量的23%2011 年为1800 亿立方米,占34%曾有专家预测,有了页岩气的补充,美国的天然气足够使用100年。这改变了美国天然气供应格局,使该国进口天然气和LNG 量大幅度下降。据预测,页岩气将成为美国未来天然气增产的主要来源,到2035 年总产量占比将提高到46%。曾有专家预测,有了页岩气的补充,美国的天然气足够使用100年。这增加了其他国家对页岩气勘探开发利用的信心。页岩气产业的异军突起不仅弥补了国内天然气供应缺口,而且使美国天然气消费逐步实现自给。美国页岩气产业的迅猛发展在改善美国能源供需结构同时,也在一定程度上给全球尤其是能源供应不足的国家树立发展的标杆。美国页岩气产业的成功有可能成为全球页岩气产业的“引擎”,引发能源产业的一场革命。

经过一个多世纪的发展,美国也是目前世界上在页岩气研发与开采利用技术最为成熟的国家。页岩气的成功开发和利用,让美国的天然气资源总量增加了近1倍,天然气产量也大规模增长。美国依靠页岩气开采,超过俄罗斯成为世界最大的天然气生产大国,同时为美国经济社会的发展提供了低廉的、充足的清洁能源,并极大的改变了美国的能源消费结构。美国的“页岩气革命”已经动摇了世界液化天然气市场格局,美国正是靠“页岩气革命”实现了能源独立。美国“页岩气革命”,对全球天然气市场、能源供应格局、气候变化政策甚至地缘政治都有十分重要的意义。

由于全球分布比石油分散,且环境影响小于石油和煤炭,页岩气在国际上被寄予厚望。面对不断攀升的能源需求和日益增大的气候变化压力,清洁能源备受青睐作为天然气家族的新成员,页岩气更是独领风骚。随着常规天然气资源量发现的逐渐稳定,非常规气已成为近年来全球天然气资源勘探的热点,页岩气作为一种重要的非常规天然气资源,低碳清洁,技术发展成熟,开采过程较为环保,越来越受到各国石油学家的重视。其中,北美页岩气的发展尤其迅速,实现了高效经济、规模开发,成为北美天然气供应的重要来源,并引起全球天然气供应格局的重大变化。可以说,美国的页岩气革命无论是从制度上还是技术上都给了很多国家可借鉴的模式,当然,各国各地区资源条件不同,美国经验并不一定能够完全照搬。但美国在页岩气生产方面的实践至少能够说明,制约页岩气生产的技术屏障能够被突破,美国在页岩气生产方面的技术创新鼓舞了全球油气行业工作者。在美国成功规模化开发页岩气的巨大示范效应下,世界范围内越来越多的国家和地区对发展页岩气产业信心倍增世界各主要资源国纷纷采取行动,加大了研发和勘探开采力度欧洲的德国、法国、英国、波兰、奥地利、瑞典,亚洲的中国、印度,大洋洲的澳大利亚、新西兰,南美的阿根廷、智利等国家或地区都已充分认识到页岩气资源的价值和前景,开始了广泛的页岩气基础理论研究、资源潜力评价、工业化开采试验等页岩气的研究和勘探开发

 事实上,对页岩气的发展,中国政府给予了高度重视。2009817日,中共中央政治局常委、国务院副总理李克强作了关于加大地质勘查工作力度、立足国内开发利用资源的重要讲话。同一天,国土资源部油气资源战略研究中心会同中国地质大学(北京)等单位在重庆市綦江县、巫溪县启动了全国首个页岩气资源勘查项目,标志着我国正式实施页岩气资源的勘探开发。20091115日,美国总统奥巴马首次访华,中美签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》,多次开展政府间交流,促进了中国页岩气资源的调查、勘查工作。包括国土资源部在内的国家有关部委、各级地方政府、有关石油企业乃至非油气企业、勘查单位、高等院校、科研院所等都积极投身于页岩气资源的开发和研究中。尤其是20105月,由中原油田成功实施大型压裂改造的页岩气井“方深1井”顺利进入排液施工阶段。这口气井的压裂施工成功,标志着中国石化页岩气勘探开发工作迈出了实质性的重要一步。

与美国的情况类似,中国的页岩气储量亦相当丰富。我国页岩气资源类型多、分布广、潜力大。据悉,我国海相沉积分布面积多达300万平方公里、海陆交互相沉积面积200多万平方公里、陆上海相沉积面积约280万平方公里。这些沉积区内均具有富含有机质页岩的地质条件,其中海相厚层富有机质页岩,主要分布在我国南方,以扬子地区为主;海陆交互相中薄层富有机质泥页岩,主要分布在我国北方,以华北、西北和东北地区为主;湖相中厚层富有机质泥页岩,主要分布在大中型含油气盆地,以松辽、鄂尔多斯等盆地为主。美国能源部情报局2011年的报告说,中国的“技术可采”资源比美国多50%。按照中国当前天然气消费量计算,如果完全开采,25万亿立方米页岩气可供中国使用近200年。实际上,人们对中国版“页岩气革命”的期待已然高涨。20117月,国土部完成首次页岩气探矿权出让招标试点,中国石油化工股份有限公司和河南省煤层气开发利用有限公司中标。2011 年12 月30 日,国土资源部发布2011 年第30 号公告,国务院批准页岩气为新的独立矿种,中国油气资源“家族”增添一个新“成员”。这意味着国土资源部将按独立矿种制定投资政策,制定相关支持政策。这一“身份”的转换,被业内人士视作国家希望多种投资主体参与其中,尽快实现其产业化的一个信号。至此,中国已发现172 种矿产。本次国务院批准页岩气的独立矿种属性将对促进中国整个页岩气产业的发展具有重大意义。我国的油气专营权属于三大国有石油公司和延长石油公司,其他公司没有资格开采天然气,产权不明晰是过去15年中国煤层气发展缓慢的重要原因;但把页岩气作为独立矿种后,页岩气勘探开发就不再受我国油气专营权的约束,任何具备资金实力和气体勘查资质的公司都可投标区块。从美国的经验来看,页岩气开发主力和技术革新者是数以千计、充满活力的民营小公司,政策松绑为中国民营资本进入页岩气开发铺平了道路,十分有利于页岩气开采的快速发展。

中国已经开始全力投入全球能源“页岩气革命”。通过参与全球能源“页岩气革命”,将改变中国油气资源开发及对外依存度过高格局。页岩气对中国来说非常之重要,对世界上其他发展中国家也意义重大。中国如不能成功解决对石油过渡依赖的问题,这对于其他国家来讲也将是一种伤害,因为中国经济的体量对全球石油价格的走势有着重大深远的影响。中国如果长期不发展可替代性能源,那么油价就很难得到控制,只会越走越高,最终破坏全球的经济发展。

页岩气在全球油气资源领域异军突起,形成勘探开发的新亮点。加快页岩气勘探开发,已经成为世界主要页岩气资源大国和地区的共同选择。我国页岩气勘探开发还刚刚起步。目前,我国页岩气勘探开发主要集中在四川盆地及其周缘、鄂尔多斯盆地、辽河东部凹陷等地。中国石油在川南、滇黔北地区优选了威远、长宁、昭通和富顺—永川4个有利区块,完钻10余口探井,其中7口井获得工业气流。完钻并压裂水平井1口,在钻、完钻水平井多口。中国石化在黔东南、渝东南、鄂西、川东北、泌阳、江汉、皖南等地完钻10余口探井,其中6口井获得工业气流。完钻并压裂水平井1口。优选了彭水、建南、黄平等有利区块。中海油在皖浙等地区开展了页岩气勘探前期工作。延长石油在陕西延安地区5口钻井取得陆相页岩气重大发现。中联煤在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城 3个页岩气有利区。截至2011年底,我国石油企业开展了15口页岩气直井压裂试气,9口见气,初步掌握了页岩气直井压裂技术,证实我国具有页岩气开发前景。 随着传统油气资源日渐枯竭,国际油气价格居高不下,近来包括三大石油公司在内的众多企业都开始争前恐后的开发页岩气。2012年1月5日,中石化投资宣布以22亿美元价格收购美国境内5个页岩油气资产权益的三分之一。同时,中石化华东局与中海油也于近日联手勘探页岩气。除了三大油企,近日,杰瑞股份卢森堡控股公司与加拿大公司合资在加拿大设立子公司,杰瑞股份享有98%股权。公司在加拿大主要从事页岩油气区块的开发业务。三大油企在页岩气开发上具有资源优势,旗下拥有相当可观的页岩气资源。

相对于美国来说,中国页岩气的勘探和开发等起步较晚。但在页岩气储量方面,中国第一次系统评估得到的资源数据就领先于美国。国土资源部201231日发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》显示,全国陆域页岩气地质资源为134.42万亿立方米,可采资源潜力为25.1万亿立方米(不含青藏区)。与常规天然气相当!这意味着,一旦页岩气进入工业生产,我国的清洁能源在能源消费总量中的比例将大幅度增加。这一数字也使中国超过了目前全球第一大页岩气生产国美国的储量。美国能源信息署(EIA)在《2011年全球页岩气资源初步评估》报告透露的数据是,美国拥有可开采资源为24.41万亿立方米。

“十二五”期间中国主要是做好页岩气勘探开发起步工作,“十三五”期间将形成快速发展之势。国土资源部评价结果显示,中国页岩气资源丰富、分布范围广,但地质条件复杂、类型多样,在勘探开发技术上同美、加等国有很大差距。根据中国国土资源部测算,通过推动技术创新、完善机制,到2020年,中国的页岩气开采将进入快速发展阶段,年产量有望达到1000亿立方米以上,将成为中国能源重要支柱。评价表明,中国页岩气资源潜力大,分布面积广。页岩气储量和产量增长将主要来自四川、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西、新疆等省区市。 随着经济的快速增长,中国对天然气的需求量越来越大,国内产量难以满足快速发展的需求,因此,页岩气的发展首次被列入政府工作报告。201235日,国务院总理温家宝在十一届全国人大五次会议作《政府工作报告》时提出:“优化能源结构,推动传统能源清洁高效利用,安全高效发展核电,积极发展水电,加快页岩气勘查开发攻关,提高新能源和可再生能源比重。”和2011年报告中仅提到一句话不同,今年温总理在报告中对能源做了重点描述,并特别提到了“页岩气”。 页岩气开发对我国具有战略意义。中国是全球最大的能源消费国,在国内发现巨量页岩气资源,有助于中国减少石油和天然气进口。同时,清洁低碳的页岩气开发利用对改变我国油气资源格局优化中国能源结构,提高能源可持续供给能力,缓解我国油气资源短缺保障国家能源安全促进经济社会发展,都有十分重要的意义。

在宣布探明储量有望世界第一后,国内的页岩气勘探开发即将全面展开。2012年3月16日,国家能源局召开新闻发布会,正式发布《页岩气发展规划(2011年-2015)》(下称《规划》),该规划的出台经过了国家发改委、国土资源部、国家财政部和国家能源局的会签。这标志着我国页岩气开发大幕正式拉开,意味着中国版的“页岩气革命”正式得到了官方层面的“指导”。《规划》期限为2011年至2015年,展望到2020年。《规划》首次公布页岩气产量目标,即到2015年中国页岩气产量达到65亿立方米/年。2015年65亿立方米/年的规划目标可谓较为保守。根据国家能源局数据,美国页岩气产量在2000年就达到了122亿立方米/年,在2011年已达到17005亿立方米/年。事实上,《规划》把页岩气在“十二五”期间的发展定调为“打基础”。。“十二五”期间,页岩气的开发占不到很大比例,美国做了20年才成熟,中国做10年能够成熟起来相当不易,中国在页岩气方面的发展还需要一个过程。《规划》称,“十二五”期间“主要任务是探明储量,掌握勘探开发技术,为‘十三五’、‘十四五’期间的飞跃打基础,是‘五年磨一剑’”。《规划》还称,“力争2020年产量达到600-1000亿立方米。《规划》表示,到2015年基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价,要掌握页岩气资源潜力与分布,优选一批页岩气远景区和有利目标区,建成19个页岩气勘探开发区,初步实现规模化生产;页岩气勘探开发关键技术攻关取得重大进展,主要装备实现自主化生产,形成一系列国家级页岩气技术标准和规范,建立完善的页岩气产业政策体系,为“十三五”页岩气快速发展奠定坚实基础。《规划》显示,页岩气勘探开发以四川、重庆、贵州、湖南、湖北、云南、江西、安徽、江苏、陕西、河南、辽宁、新疆为重点,建立19个页岩气勘探开发区。

国际社会普遍认为,页岩气开发是全球能源领域的一场革命。页岩气革命是改变能源格局的大事,也是维护中国能源安全的一件大事。无论从能源安全、能源结构合理化还是节能减排、降低污染的角度来说,未来提高天然气在能源消耗中的占比都是一条必由之路,页岩气作为天然气的一种,是非常规天然气的重要组成部分,“十二五”期间页岩气的发展将是领跑能源行业,由此将带来一系列的产业机会。页岩气十二五规划的实施具有重要意义一是促进改善能源结构,实现页岩气产业化开发,有利于增加天然气供给,缓解我国天然气供需矛盾,改善能源结构,降低温室气体排放,提高我国天然气在国际市场上的影响力二是推动油气产业科技进步,页岩气突破了传统油气地质理论的认识,有利于开拓油气产业发展思路,促进行业科技进步,并进一步推动石油工业长期稳定发展,天然气工业快速发展三是带动国民经济发展,页岩气作为一项重大能源基础产业,相关基础设施建设可拉动钢铁、水泥、化工、装备制造、工程建设等相关行业的发展,增加就业和税收,促进地方经济乃至国民经济的可持续发展。

在《页岩气发展规划(2011年-2015)》出台之前,国务院总理温家宝、副总理李克强多次做出批示,要求“加强对非常规天然气勘探开发的科技攻关”,“推进页岩气等非常规油气资源的开发利用”,提出“对页岩气资源的开发,要尽快制定规划,首先是搞好资源调查,研究开采技术方法,作全面技术经济论证。”沐政策春风,页岩气将进入高速发展期。当务之急,我国应加快发展中国页岩气产业:一是国家应制定针对性强的扶植政策,参照国家对煤层气开发的扶持政策,包括矿权使用、专用设备引进、气价确定、税收、利用等方面的优惠政策,调动企业开发页岩气积极性。二是在成熟探区开展页岩气开采技术先导试验。包括地震储集层预测、低渗透气藏储集层大型压裂改造、裂缝性油藏压裂井产能评价以及微地震监测技术等。三是选择较成熟页岩区,与国外公司开展技术合作,开展页岩气先导试验,积累页岩气优选、评价、试采工艺设计、方案设计、现场实施、技术服务、评估与分析的经验。最终建立其符合中国页岩气藏特点的勘探开发配套技术系列。我们有理由相信,作为负责任的大国,我国页岩气等新能源的开发,不但将为我国未来经济社会又好又快发展注入新的动力,而且必将为解决全球气候变化问题贡献自己的力量。