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页岩气革命前景“诱人”陷阱多多

2014-10-09 09:38
潇纵
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  天然气因其热值高、流动性好、相对其它化石能源污染物及碳排放较少,是化石能源中的清洁能源,有“碳氢能源贵族”之称,2011年占到世界一次能源消费的24%。而页岩气作为天然气的一种,资源量巨大,进入21世纪后因技术突破而横空出世,很快就引发了能源业界的震动,甚至被认为掀起了一场“页岩气革命”。

  据美国能源信息署(EIA)2011年发布的《世界页岩气资源》评估,美国页岩气技术可开采储量达24.4万亿立方米,从2000到2010年间,美国页岩气的产量增长了12倍,已经占美国天然气产量 的25%,预计到2035年上升到45%左右。从全球来看,其它32个国家的48个页岩气盆地达160万亿立方米,加上美国的储量总量达185万亿立方米。美国总统奥巴马把页岩气比作“天然气世界的沙特阿拉伯”,并表示其政府将致力于页岩气的安全开发以保障近百年的能源供应。

  中国也对页岩气寄以厚望翘首以待。页岩气发展规划(2011-2015 年)显示,中国页岩气可采资源量预计为25万亿立方米,此前有数据显示为31万亿立方米,综合不同来源,可采资源量介于25-31万亿立方米。根据国土资源部油气资源战略研究中心全国页岩气资源潜力调查评价及富集有利区优选工作,到2020 年页岩气探明可采储量约2万亿立方米,产量1000 亿立方米,页岩气将占天然气消费比重的26%左右,成为我国天然气能源的重要支柱。

  这样的前景看来是如此诱人,但发展的路上却充满不确定性和甚至是“陷阱”,本文将从资源经济可开采潜力,技术储备,管理体制,健康、安全与环境风险,以及对新能源和气候变化政策的影响几个方面来探讨“页岩气革命”不容忽视的另一面,以期增加对页岩气的认识与思考,并在开发的过程中重视可能产生的问题。

  资源详查需确认经济开采储量

  页岩气是埋藏于富有机质的泥页岩及其夹层当中,以吸附或游离状态赋存的非常规天然气。页岩气之所有成为“革命”,最主要有两条:一是资源储量巨大,二是由于钻井技术的进步使得开采成本急剧下降。对于中国而言,现有资源量预估一是来源于美国EIA的评估,二是来源于已经开展的“全国页岩气资源战略选区及评价”工作的预测量。两者都是根据地质条件作出的预测评估,仍然缺乏地质勘探及钻井资料详查的数据支撑,中国最终可开采的页岩气资源,在目前恐怕还是个未知数。

  我们还需区分资源量、探明储量、技术可开采储量和经济可开采储量的差别。根据《联合国化石能源和矿产资源分类框架》,资源的可采性受到三个因素的主要影响:地质认识程度、矿场项目状态与可行性,以及经济与商业存续性,分别可对应探明储量、技术可开采储量和经济可开采储量。虽然这三者的关系随着技术与社会经济条件的变化也是动态的,但是资源基础要转化为技术可开采储量,并最终被开采的经济可开采储量,每一层都要打个大折扣。

  笔者写作此文之时,EIA公布美国天然气的期货价格为2.724美元/mmBtu,相当于0.6元人民币/立方米,比一年前的同一时间下降了1.209美元/mmBtu,降幅达30%。自2008年金融危机后美国天然气一直呈下降趋势,页岩气的产量增加更加剧了这样的趋势。天然气价格下降,使得在原先价格如4美元/mmBtu评估下具有经济开采价值的页岩气将不具备经济可采性,也使得预计最终可采储量显著下降。中国天然气市场仍是一个短缺的市场,但长期需考虑能源价格对于经济可开采储量的影响,做好风险评估。

  此外,资源条件也需开采条件和基础设施的支撑,其中最重要的就是钻井的数量。页岩气井的产量下降曲线非常陡,根据对美国5个主要产区的调查,一般5年内新开井的产量就已经接近枯竭或已经枯竭。所以产量要跟上预期的速度,钻井的速度必须超过产量增长的速度,据油气市场分析网络《油桶》(The Oil Drum)跟踪报道,近期新井钻探增加速度已经在放慢,与此同时,高产的“风水宝地”(sweet spots)也逐渐被相对低产的区域代替,这对未来页岩气的生产将有显著影响。

  技术创新合作开发需形成生态系统

  技术进步,特别是水平(定向)钻井技术和水力压裂技术的突破是页岩气产量突飞猛进的决定性因素。页岩气因埋藏的页岩基质渗透率低,勘探开发非常困难,传统的钻井必须经过酸化、压裂等储层改造才能获得相对较高的产量。

  以水力压裂技术为核心和页岩气开采技术是一连串技术过程的组合,包括压裂、水平(定向)钻井、三维地质成像、加密钻井等。这些技术在中国的起步较晚,目前主要依靠国外公司提供的服务,也有尝试通过合作开发逐步学习自主掌握。但技术创新应用及政府、企业联合创造的技术与市场生态系统却非一朝一夕之功。

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