非常規(guī)油氣，未來(lái)可期

○文／張 抗

無(wú)論是頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油、致密氣、致密油還是煤層氣勘探開發(fā)，我國(guó)都取得了一定進(jìn)展，未來(lái)可期。

頁(yè)巖氣

目前頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)是四川盆地東南部，建成了涪陵、長(zhǎng)寧－威遠(yuǎn)、昭通等頁(yè)巖氣示范區(qū)。以下古生界的五峰頁(yè)巖和龍馬溪頁(yè)巖底部為目的層。2018年已探明地質(zhì)儲(chǔ)量10456×108m3，探明（表觀）經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量1313×108m3。但其（表觀）采收率（經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量/地質(zhì)儲(chǔ)量）很低，2017年新增地質(zhì)儲(chǔ)量采收率僅為12.3％，而同年全國(guó)常規(guī)氣（實(shí)際上包括了致密氣）為33.7％。2018年中國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量約為109×108m3，居美、加之后的世界第三位。

特別令人關(guān)注的是這塊已成功開發(fā)的頁(yè)巖氣區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此，中國(guó)石油規(guī)劃院徐東等曾做了系統(tǒng)研究。這里將其要點(diǎn)歸納如下：①頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量-時(shí)間曲線近L形，初期產(chǎn)量急據(jù)下降，按美國(guó)的統(tǒng)計(jì)大致前5年的遞減率依次為60％、40％、25％、10％，第6年開始保持7％左右緩速遞減。因此，只有不斷打大量新井才能保持穩(wěn)產(chǎn)/增產(chǎn)。其開發(fā)的眾多小公司只要在前3年左右歸還建井的貨款本息就可盈利并以適當(dāng)?shù)默F(xiàn)金流維持生產(chǎn)。中國(guó)各地情況與美國(guó)會(huì)有差異，但大體亦如此。依此，2014年、2016年、2021年稅后內(nèi)部收益率分別為14.5％、8.4％、3.7％，即原有鉆井2017年及以后就難保證盈利。②中國(guó)頁(yè)巖氣是在政府補(bǔ)貼下開發(fā)的，按規(guī)定最初其值為0.4元/m3，2018年遞減至0.3元/m3、此后（2019~2023年）僅對(duì)每年增加的已利用產(chǎn)量予以梯級(jí)獎(jiǎng)補(bǔ)，而減少部份亦作相應(yīng)扣減。從已執(zhí)行的對(duì)新能源的政策看，最終將取消補(bǔ)貼。目前，即使考慮到規(guī)模開發(fā)可使鉆井周期、壓裂效率各提高50％，也將導(dǎo)致銷售凈利潤(rùn)率降至10％，因而難以達(dá)到基準(zhǔn)收益率8％的要求。③在鉆井垂深一般不大于3500的情況下，按動(dòng)態(tài)模型到“十四五”期間補(bǔ)貼如能維持在0.1元/m3、所得稅由25％降至15％、單井投資進(jìn)一步降低的條件下，內(nèi)部收益率才能達(dá)到8.5％。而如此低的內(nèi)部收益率在實(shí)際操作時(shí)往往處于虧損狀態(tài)，企業(yè)無(wú)力保持較長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)，更難談擴(kuò)大再生產(chǎn)。

這樣的現(xiàn)實(shí)又使企業(yè)對(duì)頁(yè)巖氣的投資趨降，由2014年的150.4億元降至2017年的92.5億元， 降幅達(dá)38.5％，完鉆探采井由400口左右降至不足150口。這使以不斷打新井才能彌補(bǔ)相當(dāng)高的自然遞減的非常規(guī)規(guī)氣（特別是產(chǎn)量基數(shù)較大時(shí)），即使僅穩(wěn)持穩(wěn)產(chǎn)也有困難。上述地區(qū)“工廠式開發(fā)”的鉆井密度現(xiàn)已相當(dāng)高。隨著勘探開發(fā)向垂深3500至4500m的新區(qū)延伸，其經(jīng)濟(jì)邊際值也會(huì)有較大幅度的抬升。對(duì)四川盆地東南部這塊已開發(fā)的頁(yè)巖氣示范區(qū)來(lái)說(shuō)，如政策環(huán)境無(wú)大改善，成本無(wú)持續(xù)性降低，能否持續(xù)發(fā)展會(huì)有一定的不確定性。事實(shí)也說(shuō)明，目前流行的某些預(yù)探井僅以初日產(chǎn)量（甚至有時(shí)是僅為若干小時(shí)測(cè)試而折算的日產(chǎn)量）達(dá)到了以常規(guī)氣工業(yè)氣流的舊標(biāo)準(zhǔn)就宣布非常規(guī)油氣探井獲得“重大突破”是有偏頗的。

在四川盆地以外，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和若干中標(biāo)頁(yè)巖氣區(qū)塊的非油企業(yè)鉆了一批普查式的頁(yè)巖氣預(yù)探井，主要集中在四川盆地東南側(cè)的外圍及長(zhǎng)江中下游，以志留系和震旦－寒武系為主要目的層。它們多處于晚中生代以來(lái)持續(xù)隆起剝蝕區(qū)的寬向斜核部，其鄰近多已見目的層出露。看來(lái)，在保存條件欠優(yōu)的地區(qū)要獲得有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的頁(yè)巖氣有較大難度。在宜昌地區(qū)所鉆鄂宜頁(yè)1井、鄂陽(yáng)頁(yè)1井直井壓裂獲較高產(chǎn)量的氣流后，部署宜頁(yè)1HF井、宜頁(yè)2HF井和鄂陽(yáng)頁(yè)1HF井、鄂陽(yáng)頁(yè)2HF井進(jìn)行了大型壓裂，均獲得不同程度的初產(chǎn)高產(chǎn)油氣流。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為可進(jìn)行區(qū)塊勘探，有成為四川盆地之外新的頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)的可能性。

頁(yè)巖油

由于我國(guó)未將頁(yè)巖油、致密（砂巖）油、致密（砂巖）氣列為獨(dú)立礦種，因而在《儲(chǔ)量通報(bào)》上未列出其儲(chǔ)產(chǎn)量值。某些論文、報(bào)道中還將頁(yè)巖油稱為致密油。因而在對(duì)它們的統(tǒng)計(jì)研究中帶來(lái)一些困難。

本世紀(jì)初以來(lái)，中國(guó)在多個(gè)盆地內(nèi)選取有利區(qū)塊進(jìn)行了頁(yè)巖油的初探，皆有不同程度的頁(yè)巖油發(fā)現(xiàn)。2019年4月以來(lái)，已集結(jié)62部鉆機(jī)2個(gè)壓裂隊(duì)（計(jì)劃達(dá)85部鉆機(jī)3個(gè)壓裂隊(duì)）投入開發(fā)區(qū)，“力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)噸的上產(chǎn)目標(biāo)”。目前看，鄂爾多斯盆地的延長(zhǎng)群、準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組、渤海灣盆地油氣成熟度較高的地區(qū)是最有希望率先獲得頁(yè)巖油的實(shí)質(zhì)性突破的目標(biāo)。據(jù)報(bào)道，中國(guó)石油已探明頁(yè)巖油地質(zhì)儲(chǔ)3.77×108t、建成產(chǎn)能329×104t。

經(jīng)過(guò)這一輪的探索對(duì)中國(guó)頁(yè)巖油的開拓有了新的認(rèn)識(shí)。石油的分子遠(yuǎn)大于氣，可流動(dòng)性也遠(yuǎn)低于氣。能否獲得具經(jīng)濟(jì)效益的頁(yè)巖油，從“內(nèi)因”來(lái)說(shuō)關(guān)鍵在于其要有較好的流動(dòng)性而易采出，這就要達(dá)到中－高的有機(jī)質(zhì)成熟度且有較好的封閉保存條件避免后期的氧化破壞，因而油質(zhì)較輕、含較多的溶解氣并往往有較高的壓力系數(shù)和含油飽和度指數(shù)。初步看來(lái)，儲(chǔ)層的彈性驅(qū)可動(dòng)油量和溶解氣驅(qū)可動(dòng)油量均隨深度增加而增大。從“外因”來(lái)說(shuō)，對(duì)儲(chǔ)層的可壓裂性和孔滲條件要求比頁(yè)巖氣更高，游離油賦存和游離油大量富集的孔徑下限分別為10 nm 、30nm，巖石孔隙要有一定的親油的微觀濕潤(rùn)性。

綜上所述，我國(guó)頁(yè)巖油氣的開拓在取得巨大成績(jī)的同時(shí)也存在重大的問(wèn)題。目前若干統(tǒng)計(jì)中所列的頁(yè)巖油／致密油產(chǎn)量，嚴(yán)格說(shuō)，許多來(lái)自砂巖儲(chǔ)層。2018年頁(yè)巖氣產(chǎn)量?jī)H占全國(guó)氣產(chǎn)量的3.56％且其層位、埋深和地區(qū)上的局限都說(shuō)明了其才剛剛起步，在空間上和層位上的開拓仍有相當(dāng)多的困難。特別是其成本能否符合經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的要求、能否適應(yīng)市場(chǎng)化改革所要求的生存和自我發(fā)展條件、能否按目前的速度發(fā)展還存在相當(dāng)大的不確定性。業(yè)內(nèi)關(guān)于“中國(guó)迎來(lái)頁(yè)巖油氣革命了嗎？”的質(zhì)疑值得重視。

致密氣

前已述及，我國(guó)尚未有權(quán)威的致密油氣儲(chǔ)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)數(shù)字。按照余源琦等的統(tǒng)計(jì)，特低滲致密儲(chǔ)量比例由“十五”的22％增至“十二五”的59％。按照魏國(guó)齊等的統(tǒng)計(jì)，近期（2000~2016年）我國(guó)新增天然氣儲(chǔ)量中致密砂巖氣為5.13×1012m3、占47.7％，而同期常規(guī)砂巖氣1.36×1012m3、占12.6％；頁(yè)巖氣和煤層氣分別為0.54×1012m3、5.1％和0.19×1012m3、1.8％。據(jù)鄒才能等的論文，2017年全國(guó)非常規(guī)氣產(chǎn)量中致密氣353×108m3、煤層氣45×108m3、頁(yè)巖氣90×108m3。筆者以此計(jì)算致密氣占非常規(guī)氣的72.3％，占全國(guó)氣產(chǎn)量的34.2％。張國(guó)生等給出了2018年的數(shù)據(jù)：致密氣、頁(yè)巖氣、煤層氣的產(chǎn)量依次為380×108m3、108×108m3、54×108m3。筆者據(jù)此計(jì)算，它們依次占三種非常規(guī)氣的70.1％、19.9％、10.0％，共占全國(guó)氣產(chǎn)量的33.8％。顯然，目前致密氣是我國(guó)非常規(guī)氣的主體，是天然氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要依托。

我國(guó)致密氣主要形成于大型盆地內(nèi)，首要產(chǎn)地是鄂爾多斯盆地的上古生界。中國(guó)石油已將以蘇里格氣田為中心的致密氣產(chǎn)區(qū)擴(kuò)大到近6×104km2，形成儲(chǔ)量可能超過(guò)4×1012m3的大氣區(qū)，進(jìn)而建立了“源儲(chǔ)交互疊置、孔縫網(wǎng)狀輸導(dǎo)、近源高效聚集”這一重要的成藏模式。中石化在鄂爾多斯盆地北部大牛地－東勝－杭錦旗地區(qū)也有形成大面積基本連片氣區(qū)之勢(shì)。至2018年鄂爾多斯盆地已探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量4.6×1012m3，產(chǎn)量3053×104m3，其中約70％為致密氣?？梢哉f(shuō)，正是致密氣儲(chǔ)產(chǎn)量的持續(xù)快速增長(zhǎng)使其躍居全國(guó)各盆地天然氣產(chǎn)量的首位。四川盆地在三疊系須家河組亦形成以安岳、廣安為主體的產(chǎn)區(qū)，探明儲(chǔ)量已近1.3×1012m3。它們都屬于源外近源（有的甚至儲(chǔ)層與源巖整合接觸）成藏。塔里木、準(zhǔn)噶爾、吐哈、柴達(dá)木深部也都是值得探索的目標(biāo)。此外，大型推覆體和深層斷陷盆地構(gòu)造巖性/斷裂巖性控藏的致密氣也令人矚目，前者已發(fā)現(xiàn)庫(kù)車坳陷的大北、克深氣田，后者如松遼的徐深、長(zhǎng)深氣田。它們可以是近源也可以是遠(yuǎn)源成藏。在2000—2016年間按我國(guó)儲(chǔ)量規(guī)范劃分的低滲—特低滲儲(chǔ)量（它的大部分可屬于致密儲(chǔ)層）占全國(guó)新增天然氣儲(chǔ)量比的均值達(dá)91.6％。

致密油

致密油的勘探和效益開發(fā)要比致密氣困難的多，二者間的關(guān)系與前述頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣間相類似，不再贅述。致密油的主產(chǎn)地是鄂爾多斯盆地，儲(chǔ)層為延長(zhǎng)群，特別是主力烴源巖長(zhǎng)7段上下和其內(nèi)的砂巖。2014年探明據(jù)稱是我國(guó)第一個(gè)地質(zhì)儲(chǔ)量過(guò)億噸的新安邊致密大油田。2008年該盆地致密（超低滲透）油藏產(chǎn)能為30×104t，2018年迅速上升到800×104t。依托長(zhǎng)期開發(fā)的基礎(chǔ)，該盆地內(nèi)已建成3個(gè)致密油開發(fā)示范區(qū)。近年來(lái)，僅中石油依托鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段、松遼盆地扶余油層、三塘湖盆地條湖組等就獲得超過(guò)3×108t致密油儲(chǔ)量。筆者據(jù)《儲(chǔ)量通報(bào)》統(tǒng)計(jì)，在2000~2016年間按我國(guó)儲(chǔ)量規(guī)范劃分的低滲－特低滲儲(chǔ)量（它的絕大部分可屬于致密儲(chǔ)層）占全國(guó)新增石油儲(chǔ)量的均值達(dá)83.6％。

鄂爾多斯盆地的成功啟發(fā)了許多盆地向近源的致密砂巖油探索。四川盆地陸相中生界侏羅系和三疊系須家河組存在類似地層源儲(chǔ)組合。上世紀(jì)50年代末至60年代基于良好的烴源巖和較多井油氣發(fā)現(xiàn)（有的井能短期自噴高產(chǎn)，如桂花油田）引來(lái)兩次找油的川中會(huì)戰(zhàn)，但因大多數(shù)井無(wú)工業(yè)產(chǎn)量無(wú)法圈定面積拿下儲(chǔ)量和穩(wěn)定的產(chǎn)量而失敗。產(chǎn)油井被認(rèn)為是基于儲(chǔ)層裂縫，難以掌握規(guī)律。少數(shù)井作為“雞肋”，但仍能堅(jiān)持?jǐn)?shù)十年生產(chǎn)。當(dāng)從非常規(guī)油觀點(diǎn)回頭看這些低產(chǎn)井時(shí)，則發(fā)現(xiàn)無(wú)論是頁(yè)巖里的油（包括其灰?guī)r夾層）還是致密砂巖里的油都可以在改造儲(chǔ)層后獲得較高效的產(chǎn)量，并因油層埋藏較淺而可有較好的效益。中國(guó)石化在川東萬(wàn)州東部的開發(fā)成功便是例證。類似的情況也出現(xiàn)在準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組。在自上而下的6個(gè)層段中，依托主要分布于P23、 P26的良好烴源巖，形成致密油的P21、 P24兩個(gè)甜點(diǎn)段和頁(yè)巖油的P23、 P26兩個(gè)甜點(diǎn)段，勘探獲較大進(jìn)展。在試油的16口井中獲“工業(yè)油流”者9口。其中吉172-H井初產(chǎn)77.8t/d。前面已提到，二疊系為源巖的油氣已進(jìn)入三疊系成藏，而且生產(chǎn)企業(yè)不再細(xì)分什么致密油、頁(yè)巖油，已把它們合在一起進(jìn)行規(guī)模性的工業(yè)勘探。顯然，該盆地深部的上古生界和下中生界致密油、頁(yè)巖油亦可作為勘探的有利目標(biāo)。

煤層氣

煤層氣的探索無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)均早于頁(yè)巖氣，但我國(guó)在2007年國(guó)務(wù)院統(tǒng)一布署并做出補(bǔ)貼的具體安排后才有了較快的發(fā)展，此后卻經(jīng)歷了比頁(yè)巖氣更艱難曲折的道路。以探明地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)，2010~2014年間年增率達(dá)23.0％，2014~2016年間降至7.5％。而2017年進(jìn)一步降至—8.4％。2018年累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量和（表觀）經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量分別為6522×108m3和2625×108m3，（表觀）采收率40.2％，明顯小于常規(guī)氣而略大于頁(yè)巖氣和致密氣。特別令人關(guān)注的是已探明儲(chǔ)量開發(fā)甚為遲緩，2018年經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的末開發(fā)率高達(dá)80.5％?？碧介_發(fā)增速趨緩甚至停滯。其主要原因是投資嚴(yán)重不足。以國(guó)家補(bǔ)貼計(jì)，對(duì)煤層氣開發(fā)的補(bǔ)貼開始為0.2元/m3、2016年增為0.3元/m3，而對(duì)頁(yè)巖氣卻是0.4元/m3。煤層氣的開發(fā)難度比頁(yè)巖氣更大（僅以單位產(chǎn)能建設(shè)投資計(jì)亦為頁(yè)巖氣的四五倍），致使除晉南潘河、潘莊兩區(qū)塊為微利外其他開發(fā)區(qū)均為虧損經(jīng)營(yíng)。在強(qiáng)大的扭虧壓力下企業(yè)被迫把本來(lái)已明顯減少的勘探資金轉(zhuǎn)入常規(guī)氣和頁(yè)巖氣致密氣生產(chǎn)。據(jù)門相勇的資料，以投入強(qiáng)度計(jì)，2012年為6.36萬(wàn)元/km2、2017年為3.24萬(wàn)元/km2，后者僅為前者的51％。筆者統(tǒng)計(jì)，2010至2012年間煤層氣鉆井抽采產(chǎn)量的平均年增量和年增率分別為9.98×108t和120.5％，2012至2014年間以上兩數(shù)字分別為5.89×108t和21.2％，2014至2017年間以上兩數(shù)字分別為-1.26×108t和-3.7％。2018煤層氣鉆井抽采產(chǎn)量有所上升，為35.55×108t，僅略高于2014年。2018年煤層氣產(chǎn)量?jī)H占頁(yè)巖氣的32.7％。筆者曾在“十一五”“十二五”的中期就已指出相應(yīng)的煤層氣期終產(chǎn)量指標(biāo)（包括地面鉆采和礦井排采產(chǎn)量及它們的利用率）難以完成，近期又預(yù)測(cè)“十三五”也難以達(dá)標(biāo)。中國(guó)煤層氣儲(chǔ)產(chǎn)量增加的難度大很大程度上受制于其本身的特點(diǎn)。在其資源量中，中低煤階、中煤階、高煤階者各占32％、37％、31％，但在已探明儲(chǔ)量和產(chǎn)量中高煤階者分別占94％、80％，中煤階者分別占3％、13％，低煤階者皆為占1％。近年在二連盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等加強(qiáng)對(duì)中低煤階煤層氣的探索，有所進(jìn)展，但仍未能形成工業(yè)產(chǎn)能。此外，在中國(guó)較強(qiáng)的晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下，原始結(jié)構(gòu)被破壞的“構(gòu)造煤”也占較大比倒，其大量的粉煤不利于儲(chǔ)層改造和開發(fā)。從煤層氣實(shí)際開發(fā)過(guò)程上看，在完井后須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)期的排水降壓解吸，即使出氣后上產(chǎn)量也“爬坡難”，這也明顯影響著其經(jīng)濟(jì)效益。從目前的技術(shù)和取得效益的經(jīng)濟(jì)門檻看，埋深800m以淺的儲(chǔ)量大部分能動(dòng)用，而中國(guó)近80％的資源卻在更深地區(qū)。這使至今能進(jìn)行工業(yè)性開發(fā)規(guī)模上產(chǎn)的地區(qū)僅局限于沁水盆地南部和鄂爾多斯盆地東緣某些中高階煤層且構(gòu)造穩(wěn)定性強(qiáng)的地區(qū)。

中國(guó)油氣勘探第一、第二次戰(zhàn)略展開的實(shí)踐生動(dòng)說(shuō)明它是油氣工業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)戰(zhàn)略接替獲得可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。目前，我國(guó)進(jìn)行勘探第三次戰(zhàn)略展開的需求已迫在眉睫，也已有了相應(yīng)條件。但也必須看到實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有巨大的難度，可能比前兩次的道路更加曲折。為此，除了要石油人繼續(xù)發(fā)揚(yáng)勇于承擔(dān)艱苦奮斗的精神外，還必須深化油氣體制改革、大力加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究、創(chuàng)新勘探技術(shù)、大幅降低勘探成本，還需要有大量資金投入。