《一、前言 》

一、前言

非常规天然气主要包括致密气(致密砂岩气简 称)、页岩气、煤层气和天然气水合物等,是科技 进步和政策扶持驱动下出现的新型化石能源,与常 规天然气具有相同的产品属性 [1]。美国是全球非常 规天然气资源开发利用最早、最成功的国家,2014 年美国非常规天然气产量达到 5.29×1011 m3 ,占 其天然气总产量的 70 % 以上,其中页岩气产量达 3.64×1011 m3 ,约占美国天然气总产量的 50 %[2]。 美国非常规天然气大规模开发利用,特别是近 10 年页岩气产量的迅猛增长,使美国再次成为全球 第一产气大国,已经明显改变了其能源供应格局, 并推动全球能源战略布局调整,影响深远。相比之 下,我国天然气工业刚刚进入快速发展阶段就出现 严重的供需缺口,2014 年天然气对外依存度已达 32 %,而面对生态环境保护与温室气体减排的双重 压力,又迫切地需要大幅提高天然气的消费比重。 我国非常规天然气资源比较丰富,且具有后发优势, 加快非常规天然气资源开发利用,将对改善国家能 源结构和保证能源安全都具有重大战略意义 [3]

《二、我国非常规天然气资源潜力与分布》

二、我国非常规天然气资源潜力与分布

我国地质条件有利于非常规天然气资源的形成 和赋存。根据本次研究和专家作出的评价,我国页 岩气、致密气、煤层气和天然气水合物资源都比较 丰富,其中页岩气、致密气和煤层气技术可采资源 量约为 3.1×1013 m3 ,是我国常规天然气可采资源 总量的 1.5 倍左右(见表 1)。

《表 1》

表 1 我国常规与非常规天然气资源潜力对比表

我国致密气分布范围广、分布层系多,主要 沉积盆地近 10 套层系均有致密气发育,但规模发 育的致密气主要分布在三大层段:以鄂尔多斯盆 地为代表的石炭系—二叠系,以四川盆地、塔里木 盆地为代表的三叠系—侏罗系,以塔里木盆地库车 地区、松辽盆地、渤海湾盆地为代表的白垩系—第 三系。本次评价我国致密气技术可采资源量约为 1.1×1013 m3 ,主要分布在鄂尔多斯、四川、准噶尔、 塔里木、松辽、渤海湾和东海等主要含油气盆地 [1,4]

我国发育海相、海陆过渡相和陆相 3 类富有 机质页岩,均可形成页岩气。本次研究与近期钻探 结果表明,我国海相页岩的集中段厚度大、分布较 广、含气量高、可压裂性好,页岩气资源潜力与现 实性最好;海陆过渡相页岩的集中段厚度小、连续 性差、含气量低、可压裂性一般,页岩气资源潜力 有待落实;陆相页岩以生油为主,横向变化快、含 气范围小、可压裂性差,页岩气资源潜力有限。本 次重点评价出我国海相页岩气技术可采资源量约为 8.8×1012 m3 ,与国土资源部 2012 年 4 月公布的海 相页岩气资源量数据十分接近,主要分布在川渝、 湘鄂、云贵和苏皖等地区 [1,5]。因现阶段资料有限, 本次研究对海陆过渡相和陆相页岩气暂未给出具体 资源量结果。

我国煤层气分布受聚煤作用与后期改造控制, 主要赋存于华北地区石炭系—二叠系、华南地区 上二叠统、西北地区中—下侏罗统和东北(含内 蒙东部)地区上侏罗统—下白垩统 4 大地区 4 套 层系。本次评价我国煤层气技术可采资源量约为 1.1×1013 m3 ,其中具有整装规模性开采条件的煤层 气可采资源量达7.0×1012 m3 ,主要分布在鄂尔多斯、 沁水、准噶尔、滇东—黔西、二连等盆地 [1]。 我国南海北部陆缘、东海大陆坡、青藏与东北 陆地冻土带均具有形成天然气水合物的地质环境和 条件。受资料与认识程度所限,本次利用蒙特卡罗 法初步估算,我国天然气水合物远景地质资源量约 为 1.16×1014 m3 ,主要分布在南海海域和青藏高原 冻土区 [1]

《三、我国非常规天然气开发利用现状与发展趋势 》

三、我国非常规天然气开发利用现状与发展趋势

《(一)致密气已进入规模发展期,经过 10 年左右快速发展,将进入产量高峰阶段 》

(一)致密气已进入规模发展期,经过 10 年左右快速发展,将进入产量高峰阶段

致密气在我国发现最早、开发最成功,已成为 天然气增储上产的重要领域。2006 年以来,随着压 裂改造、水平井技术进步以及生产组织管理模式创 新,致密气开发利用进入快速发展阶段,发现了鄂 尔多斯盆地上古生界、四川盆地须家河组两大致密 气现实区,年均新增探明致密气储量占全国比例已近一半,2014 年致密气产量达 3.8×1010 m3 ,约占 天然气总产量的 29 %。其中,鄂尔多斯盆地苏里格 致密气田探明和基本探明地质储量已超 4×1012 m3 , 2014 年产量为 2.35×1010 m3

在分析致密气资源潜力与储量、产量历史增长 趋势基础上,采用模型法与情景分析法,结合重点 探区发展规划,综合预测我国致密气未来产量发展 趋势 [1,6]。结果表明,未来相当长一段时间内,我 国致密气产量都将保持快速增长,2020 年致密气产 量有望达到 6×1010 m3 ,2030 年前后进入产量增长 高峰,年产量预计为 1.2×1011 m3

《(二)页岩气已实现工业起步,经过 10 年左右技术准备,有望进入快速发展阶段 》

(二)页岩气已实现工业起步,经过 10 年左右技术准备,有望进入快速发展阶段

借鉴北美页岩气勘探开发成功经验,我国开展 页岩气综合评价和勘探开发试验,在四川盆地威远 地区古生界海相页岩地层率先获得突破。此后在上 扬子地区古生界、四川和鄂尔多斯盆地中生界发现 页岩气,创建了威远、长宁、富顺—永川、涪陵、 延长等先导试验区。近期生产实践证实,我国三类 页岩气中海相页岩气现实性最好,且已形成工业生 产能力,2014 年产量已达 1.25×109 m3 。类比美国 页岩气发展历程与经验,考虑我国页岩气发展的后 发优势,认为我国页岩气实现大规模开发利用至少 需要 10 年左右的技术准备与试验时间。

本次选用典型产气区类比、井场平台(PAD) 模型计算、发展历史类比、情景分析法等多种方 法 [1,7],综合预测未来5~ 10 年是我国页岩气技术 准备与实现工业起步的关键期,之后随着页岩气资 源核心开发区落实与技术成熟配套,页岩气产量将 进入快速增长阶段,预计 2020 年、2030 年我国页 岩气产量有望达到 2×1010 m3 和 1×1011 m3

《(三)煤层气已实现工业生产,经过 10 年左右产业化布局,将进入大规模发展阶段》

(三)煤层气已实现工业生产,经过 10 年左右产业化布局,将进入大规模发展阶段

经过近 20 余年的技术攻关与开采试验,我国 煤层气已实现工业化生产,初步建成沁水南部、鄂 尔多斯东缘两大地面煤层气生产基地,2014 年煤层 气产量已达 1.69×1010 m3 ,其中地面煤层气开采量 已达 3.6×109 m3 。 采用情景分析法,对地面井、矿井煤层气产 量规模及发展趋势进行测算,再综合判断全国煤层 气产量规模及发展趋势 [1,8~10]。预计未来5~ 10 年 矿井抽采、地面开发的煤层气产量均将保持快速增 长,之后矿井抽采煤层气产量可能进入稳产期至衰 减期,地面开发煤层气产量仍会保持较快增长速度, 综合预计 2020 年、2030 年我国煤层气产量将分别 达到 4×1010 m3 、8×1010 m3

《(四)天然气水合物已跨越发现阶段,经过 10 ~ 20 年资源调查和试采,可望实现工业起步 》

(四)天然气水合物已跨越发现阶段,经过 10 ~ 20 年资源调查和试采,可望实现工业起步

我国天然气水合物资源调查与研究起步较晚, 但进展较快,目前已在南海海域、青藏高原冻土带 钻探获得了天然气水合物实物样品,并在南海北部 陆坡初步控制天然气水合物面积 55 km2 ,估算天然 气储量 1×1011~1.5×1011 m3[11],证实我国天然气水 合物资源不仅存在,而且比较丰富。根据我国天然 气水合物调查研究与技术储备现状,综合分析国外 对天然气水合物试开采进展,预测 2025—2030 年, 我国有望实现深海天然气水合物工业开发技术与装 备的突破,2035—2050 年,有可能实现深海天然气 水合物的商业开发。

综合上述预测结果,预计我国非常规天然气产 量 2020 年前后有望达到 1.2×1011 m3 ,与常规天然 气产量基本相当;2030 年前后有望达到 3×1011 m3 , 约占届时天然气总产量的 2/3(见图 1)。

《图1》

图 1 全国天然气产量增长趋势预测图

《四、我国非常规天然气开发利用战略与对策 建议 》

四、我国非常规天然气开发利用战略与对策 建议

《(一)总体发展战略》

(一)总体发展战略

非常规天然气资源开发利用在加快我国天然气 工业发展中占有极其重要的战略地位。坚持能源领 域国际化和市场化战略,统筹组织我国非常规天然 气资源的开发利用。通过机制引导和政策扶持,积 极推动非常规天然气领域科技创新,加快先导开发 示范区建设。在保持常规天然气快速发展的同时, 加快非常规天然气资源的开发利用,用 10 ~ 20 年 时间,把非常规天然气发展成为支撑我国天然气工 业快速、健康发展的主体资源,为改善能源结构、 保障能源安全和保护环境做出重大贡献。

《(二)发展路线图 》

(二)发展路线图

从资源可靠性、经济性和技术成熟性看,应针 对不同类型非常规天然气,采取不同的发展策略和 路线图。

(1)致密气发展的现实性最好,通过积极推 动,可以先行一步,担当加快非常规天然气发展的 主力军。未来致密气发展也可采取“三步走”的路 线:第一步,“十二五”期间加快鄂尔多斯、四川 盆地两大基地上产步伐,加强塔里木、准噶尔、松 辽和渤海湾等盆地致密气勘探,发展完善勘探开发 配套技术,继续保持快速发展,2015 年产量达到 4×1010 m3 以上;第二步,“十三五”期间通过技术 进步和优化,形成系统配套、高效和低成本技术体 系,主要盆地致密气实现大规模开发利用,产量大 规模增长,2020 年将达到 6×1010 m3 左右;第三步, 2020 年以后致密气逐步进入稳定发展期,2030 年 产量将达到 1.2×1011 m3 左右。

(2)页岩气发展前景令人鼓舞,通过加强科技 攻关和加快先导开发示范区建设,可以担当加快非 常规天然气发展的生力军。未来页岩气开发利用可 以采取“三步走”的路线:第一步,“十二五”期 间选择海相、海陆过渡相和陆相页岩气有利富集区, 做好先导开发示范区建设,初步形成 3 500 m 以浅 页岩气勘探开发关键技术和经济有效开发方式,四 川盆地海相页岩气示范区建设取得重要进展,实现 页岩气工业开发的顺利起步;第二步,“十三五” 期间以四川盆地及周缘海相页岩气规模开发为重 点,突破海陆过渡相和陆相页岩气工业性开发,初 步实现页岩气规模开发利用,2020 年产量力争突破 2×1010 m3 ;第三步,2020 年以后形成适合我国地 质与地表特点的便捷、高效、低成本、环境友好的 页岩气勘探开发配套技术和行之有效的管理体制机 制,实现页岩气产量快速增长,力争 2030 年前后 达到 1×1011 m3

(3)煤层气已有较好发展基础,通过积极推动, 可以担当加快发展的重任。未来煤层气开发利用按 照“能源、安全、环境”三重效益的原则,坚持地 面与井下“两条腿走路”,采取“三步走”的路线, 积极推动,加快发展。第一步,“十二五”期间依 托沁水、鄂尔多斯东部两大基地奠定产业规模,突 破低阶煤、多层薄煤和巨厚煤层的煤层气地面开发 技术,2015 年产量达到 2×1010 m3 左右;第二步, “十三五”期间实现煤层气产量规模扩张,突破矿 井与地面煤层气联合抽采技术以及深部煤层气地面 开发技术,产业化基地扩展到 4 ~ 6 个盆地,力争 2020 年产量达到 5×1010 m3 左右;第三步,2020 年以后基本完成煤层气产业的战略布局,突破构造 煤地区煤层气地面开发技术,产业化基地覆盖全国 主要含煤盆地,力争 2030 年产量达到 9×1010 m3 左右。

(4)天然气水合物资源前景广阔,通过加快勘 查、适时开展试采,尽早实现商业开发利用。未来 水合物开发利用按照不落后于世界先进水平的战略 目标,充分发挥产业部门优势,采取“三步走”的 路线:第一步,2020 年以前初步查明我国天然气水 合物资源潜力和分布状况,提高南海北部水合物资源评价精度,加强具有自主知识产权的水合物勘探 开发技术创新与储备;第二步,2021—2030 年在南 海北部陆坡区选择可靠、有规模的富集区,开展试 采;第三步,2030 年以后尽快形成有效的开采技术, 率先在南海实现天然气水合物的商业开发。

《(三)措施建议》

(三)措施建议

(1)提升非常规天然气资源开发利用的战略地 位。把非常规天然气作为支撑我国天然气工业长期 持续发展的主体资源,统筹兼顾国家、地方和企业 利益,运用市场、资质约束与政策鼓励等手段,调 动多方积极性,形成综合优势,加快非常规天然气 资源的开发利用。

(2)分类加大非常规天然气先导开发示范区建 设,形成有中国特色的技术体系、管理体制机制和 低成本有效发展之路。优先在川渝、陕北等页岩气 富集区,加快先导开发示范区建设;选择有规模、 难动用的致密气储量区以及低阶煤、构造煤、厚层煤、 深层煤等煤层气富集区,开展先导开发示范区建设。

(3)给予非常规天然气财税优惠政策。对 2020 年以前企业在非常规天然气领域投入的勘探、关键 设备、技术引进与创新费用给予免税政策;在气价 改革方案的基础上,进一步加大对非常规天然气开 发利用的价格补贴。

(4)搭建国家级研发平台,加强基础理论研究、 重大关键技术攻关与相关标准的制订。在国家油气 重大专项中增设页岩气、致密气等非常规天然气项 目,择机建立页岩气、致密气、煤层气和天然气水 合物国家重点实验室,集中优势力量,加强协同攻关。

(5)战略谋划天然气与能源安全、气候变化、 生态环境、地缘政治、法律法规及经济发展相关 的策略体系。非常规天然气开发利用要高度重视 对地质、生态环境和水资源的影响,创新发展环 境友好型高效开发利用技术,最大限度地减少负 面影响。

《五、结语 》

五、结语

我国独特的地质条件造就了非常规天然气资源 潜力远大于常规天然气,且随着勘探开发程度的不 断提高,非常规天然气地位正日趋重要。但非常规 天然气资源总体品位偏低、经济性偏差,技术进步 和政策扶持是实现非常规天然气大规模开发利用的 关键。我国应充分发挥后发优势,坚持非常规天然 气与常规天然气并重发展 [12],在技术进步与政策扶 持“双轮”驱动下,力争用 10 ~ 20 年时间积极组 织、加快发展,使非常规天然气成为支撑我国天然 气工业持续健康发展的主体资源,为优化能源结构、 保障能源安全和改善生态环境做出重大贡献。