鄒才能:論非常規(guī)油氣革命及影響

編者按：2018年11月28日，由國際能源署、中國能源研究會主辦，中國能源網(wǎng)承辦的2018油氣創(chuàng)新發(fā)展國際論壇在北京召開。會上，眾多專家討論了當前我國油氣發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，探尋未來油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路徑。除發(fā)言嘉賓的上述觀點引發(fā)與會者強烈共鳴外，新形勢下油氣產(chǎn)業(yè)上下游創(chuàng)新模式探索也成為嘉賓的熱議話題。中科院院士、中石油勘探院副院長、國家能源頁巖氣研發(fā)(實驗)中心主任鄒才能在會上發(fā)表了《論非常規(guī)油氣革命及影響》的主旨演講。以下內(nèi)容為中能網(wǎng)根據(jù)大會發(fā)言實錄整理而成。

鄒才能：尊敬的張局長，各位領(lǐng)導(dǎo)、各位代表，按照會議的安排，我做這么一個報告。

一、非常規(guī)的進展

世界石油工業(yè)從1859年，美國的第一口油井開始，過去150年主要是常規(guī)油氣的快速發(fā)展。最近十年是美國的非常規(guī)油氣革命全新開啟。

如果把石油工業(yè)分為兩個體系的話，一個是常規(guī)油氣工業(yè)，我們所有的勘探開發(fā)都在找，圈閉型油氣藏，而非常規(guī)油氣在找連續(xù)型甜點區(qū)。常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)，非常規(guī)油氣地質(zhì)學(xué)，這兩個有本質(zhì)的區(qū)別。尤其是進入新世紀，全球非常規(guī)油氣的發(fā)現(xiàn)進入了非?；钴S的時期，這個是油，這個是氣，這個是非常規(guī)，在最近十年進展很大。去年全球石油產(chǎn)量44億噸里面，非常規(guī)占14%，天然氣在7.3萬億立方里，非常規(guī)占25%，并且在不斷的攀升。

應(yīng)該說，煤層氣是非常規(guī)里面最典型的，煤層氣的發(fā)展起的比較早，包括中國，美國的煤層氣從556億方降到280億方，加拿大高峰產(chǎn)能接近100億，也減了一半，現(xiàn)在澳大利亞是全球煤層氣產(chǎn)量最大的國家。因為煤層氣產(chǎn)業(yè)在我們國家也起的比較早，有近三十年的歷史，但產(chǎn)量總體比較低，這是出乎我們很多人的意料，現(xiàn)在美國煤層氣產(chǎn)量在逐漸降低。

頁巖氣起來很晚，但發(fā)展很快，全球頁巖氣產(chǎn)量大概在5000億方，美國4772億方，中國排在了第二位，加拿大排到了第三位，阿根廷排到了第四位，但真正加拿大和阿根廷都是各占一半，主體絕大部分還是來自于美國。

美國非常規(guī)占82%左右，另外，它現(xiàn)在對外依存度基本都是可以自給，實際上美國的天然氣第一次高峰是6000億，第二次高峰達到歷史新高，按照美國生產(chǎn)天然氣去年，大概在9300億，真正實際生產(chǎn)的天然氣超過9000億，大概1200億用來提高油氣采出率，所以美國LNG如果要出口的話非常富存，美國天然氣工業(yè)發(fā)展的非常快?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)最大的全球頁巖氣就是Marcel lus頁巖氣，去年產(chǎn)量達到了接近2000億立方米。每年的增幅頁巖氣大概30%-40%，每年增幅200到300億立方米，這是最大的頁巖氣田。

現(xiàn)在這個氣田里面，從09年到現(xiàn)在，特別是最近幾年，產(chǎn)量上的非?？欤@也是美國為什么說頁巖氣快速發(fā)展的其中一個主要氣田。最近還發(fā)現(xiàn)了一個頁巖氣田，含氣面積15.5萬平方公里，這個產(chǎn)量接近500億立方米。2014年只有100億，去年達到了500億左右，現(xiàn)在有一個問題，成份和我們差不多，我們能不能在短短幾年，未來三到五年、五到六年達到500億，這是我們大家很關(guān)心的一個重大問題。我的觀點是，它地面很平，它可以鉆機和地下壓力系統(tǒng)進行全面的加快工作，我們國家正好在這兩點上，我們地表條件不好，同時，我們地下受制于鉆機和壓力系統(tǒng)，所以我們發(fā)展速度和它有很大的區(qū)別。

美國頁巖氣革命有三條經(jīng)驗，理論革命、技術(shù)革命和國家政策的扶持。理論做了22年，真正技術(shù)創(chuàng)新走了接近16年，真正大規(guī)模工程化生產(chǎn)也是最近十年左右，我們做了一個總結(jié)。美國高速頁巖氣發(fā)展有幾個啟示，第一次是科技革命，第二次革命是成本革命，從頁巖氣快速發(fā)展以后，帶來全球的天然氣增加，頁巖氣的技術(shù)又轉(zhuǎn)過來用到致密油領(lǐng)域，使得美國致密油產(chǎn)量增加，現(xiàn)在成本又降了一半。美國的海上頁巖氣在短期可以爆發(fā)式增長，這點和我們國家是不太一樣的，我們國家產(chǎn)量可以上到500億，但是短期地下條件和地下組織難度非常大。所以我們很難像美國這樣短期沖上峰值，這是和它最大的不一樣。包括美國有政府扶持，數(shù)據(jù)信息及時公開共享。給我們帶來了非常大的啟示。

我們國家非常規(guī)經(jīng)過十年攻關(guān)，去年全國石油里面我們的產(chǎn)量是1.92億噸，致密油大概是150萬噸，頁巖油70萬噸，稠油1500萬噸，油砂220萬噸，天然氣產(chǎn)量1476億方，致密氣360億方，頁巖氣90億方，煤層氣49億方。

這幾類非常規(guī)里面我們有一個定位，煤層氣是穩(wěn)步發(fā)展，現(xiàn)在也在研究煤層氣的峰值產(chǎn)量能搞到多少，大家意見不一致，原來說300、500，現(xiàn)在說還看不清楚。致密氣，規(guī)模發(fā)展，致密氣在俄羅斯盆地里面，俄羅斯盆地地面條件相對比較活躍，打起來也很快。頁巖氣屬于提速發(fā)展時期，從中央到能源局，到各油公司，包括我們在座各中小企業(yè)和民營企業(yè)，都在進行頁巖氣的勘探開發(fā)。我們的致密油剛剛開始，處于工業(yè)化起步階段，致密油跟頁巖油是不一樣的，致密油是我們生產(chǎn)的油要經(jīng)過運營，比如把我們這里的人當成頁巖油的話，致密油是人要走到上面的五層，下到下面的一二層。頁巖油是我們這些人在里面不動，包括頁巖氣。所以致密油我們才剛剛起步。我們致密油的概念是2010年才到中國。而且，致密油和頁巖油有很大的本質(zhì)區(qū)別。

水合物我們認為在探索發(fā)展過程當中，去年中央也給予了肯定和鼓勵。

我們重點介紹頁巖氣，從05年到現(xiàn)在，走過十幾年的歷史，真正我們的發(fā)展有比較好的收獲是從最近的五年，如果跟美國比、跟世界比，中國的頁巖氣要點贊的，因為它起步很晚，我們都在努力，從區(qū)域調(diào)查一直到現(xiàn)在，中石油、中石化都取得了很重大的成果。目前已經(jīng)探明的儲量超過1萬億方，今年的產(chǎn)量可能超過100億方。

這是主體的初步進展。

二、非常規(guī)革命

為什么大家都叫非常規(guī)革命，或者叫頁巖油革命，為什么叫革命，理論革命、技術(shù)革命、管理革命、戰(zhàn)略革命。我們常規(guī)油氣分布在高部位，儲存很好，受局部圈閉控制，可以打孔開采。非常規(guī)不是，大面積連續(xù)型甜點區(qū)，打孔不出氣不出油，必須通過人工壓裂開采，這是它們最本質(zhì)的區(qū)別。

現(xiàn)在我們國家已經(jīng)有三個國家標準，一個是致密氣國家標準，2014年6月1號實施的，可以用這個來確定是不是常規(guī)氣，是不是頁巖氣。致密氣主體是從煤層里面的氣運到上面。另外是頁巖氣國家標準，2015年10月1號實施，頁巖里面沒有排出來的部分，有裂解層氣，這個叫頁巖氣。致密油，今年5月1號實施，核心是我們在里面制定夾層小于5米，在全球，包括美國，有三大國家標準的估計只有中國。另外是國家補貼有一個依據(jù)。

所謂常規(guī)油氣，傳統(tǒng)技術(shù)可開采的圈閉型油氣藏，這是我們的圈閉，統(tǒng)一的，是油水界面，這是油氣界面，在單一圈閉中具體的油氣具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)，統(tǒng)一的油氣水邊界，我們學(xué)的時候就是這么學(xué)的，國內(nèi)國外都是這樣的。所有的工作都圍繞著這個，包括資產(chǎn)的購買。生儲蓋圈運保，這是六要素，我們傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)里面最核心的。

傳統(tǒng)認識，致密砂巖、黑色頁巖是油氣勘探禁區(qū)，常規(guī)砂巖孔隙直徑是致密砂巖的10倍、頁巖的1000倍。所謂非常規(guī)油氣，傳統(tǒng)技術(shù)不能開采的連續(xù)型甜點區(qū)，資源占20%，而非常規(guī)在前方部位資源占80%，這是致密油、頁巖油、致密氣、頁巖氣，但評價標準是不一樣的。

這是四川盆地邊界，這是涪陵氣田，這是威遠長寧、富順永川，富順甜點區(qū)大概在1000公里左右，我們中石油在這是3萬平方公里。按照甜點區(qū)分布，就是我們工業(yè)勘探開發(fā)的平面分布，這是平面上的。另外是縱向上的，打直井再打水平井，我們叫甜點段，有頁巖不一定有頁巖氣，有頁巖氣不一定形成工業(yè)堆積，現(xiàn)在我們開采上面的頁巖沒有氣，這個氣是含氣的頁巖，這個段只有20到40米左右，這個甜點段，447Ma到440Ma里面，可以形成30米左右的筆石段，筆石吃藻類，在海平面上，由于后面的硫化環(huán)境，和藻類一起死亡，掉到海里。

這是我們最新的一個成果，這個文章發(fā)表級別比較高，我們研究4.4億年前發(fā)生了什么，有兩次硫化氫事件，造成藻類大規(guī)模死亡，包括冰期，硫化和冰期一起造成藻類死亡，死亡以后埋藏，筆石和藻類放在一起，就構(gòu)成了我們的TOC，由于埋下去以后，這是我們的納米孔，氣就在納米孔隙里面。

根據(jù)我們的研究發(fā)現(xiàn)，一個頁巖里面甲烷分子直徑只有0.38nm，需要一個分子有多大的厚度才能開采，根據(jù)我們的研究是5nm，相當于我們?nèi)顺鋈ヒ_半扇門，一個甲烷分子也一樣，它要進出需要5nm，頭發(fā)的5萬到7萬分之一，不可想象，甲烷分子可以這么小，也不可想象它需要的活動也這么小。

同時，根據(jù)我們的研究發(fā)現(xiàn)，在我們整個四川盆地南部，頁巖氣70%是屬于油里面，只有34%是吸附的，吸附多少呢？首先是有1層束縛水膜厚度，單層厚1.72nm，加2層吸附甲烷厚度0.38nm，必須最小活動5nm氣才能出得來，同時，油氣在里面占主要的，這是我們中石油勘探院做的研究，大概做了五年。我們就要研究這里面油是多少，吸附氣是多少，來進行開采。

現(xiàn)在看，縱向壓力高度大概是15米到20米，橫向長度大概是100到150米，頁理限制裂縫縱向擴展，因此我們提出人工氣藏，這是我們說的理論革命。

現(xiàn)在技術(shù)革命，我們要打直井，再打水平井，這是我們的筆石，筆石死亡以后埋在下面的地上，所謂的頁巖，這個頁巖生成石油，頁巖有頂板和底板，再裂解形成頁巖氣，現(xiàn)在地面打直井再打深井，形成縫網(wǎng)系統(tǒng)，縫網(wǎng)系統(tǒng)的氣納米孔內(nèi)頁巖氣釋放，沿著裂縫系統(tǒng)開采。這就是所謂的理論技術(shù)革命，過去我們不用這個。另外是管理革命，我們說2015年、2016年低油價以后，美國主體公司都虧本，最高油價到了113美元，2016年1月份到26美元，昨天是58美元?，F(xiàn)在國際9家機構(gòu)預(yù)測，今年的平均油價是59美元，現(xiàn)在看也很難說，現(xiàn)在油價又降下來了，這是管理成本帶來的。油的平均成本降了一半，氣也是，氣的平均成本每方只有5毛錢左右，這是管理革命以后降低一倍成本。

另外，戰(zhàn)略革命，美國可以依靠非常規(guī)油氣實現(xiàn)它的能源獨立，今年3月份，在休斯敦，3500名部長官員講，依靠能源增長成為經(jīng)濟主力，特別是化石能源，現(xiàn)在看已經(jīng)達到這個效果。根據(jù)我們的預(yù)測，2026年可能達到能源獨立，他如果大規(guī)模開發(fā)煤炭、油氣，就會實現(xiàn)大規(guī)模油的開采。

因此，全球只有兩個國家在進行非常規(guī)大規(guī)?？碧介_發(fā)，就是美國和中國，致密氣、煤層氣、頁巖氣、致密油，純真的頁巖油還沒有開始。

這是我們從理論技術(shù)角度理解什么是理論技術(shù)革命。

三、挑戰(zhàn)及潛力

中國頁巖氣資源潛力有待進一步落實，我們認為勘探程度很低，畢竟我們發(fā)展時間很短，這都是客觀存在的。另外，3500到4500以深核心技術(shù)裝備沒有完全突破，我們3/4資源在深層，我們希望在座相關(guān)專家能夠在深層的技術(shù)裝備上發(fā)揮更大作用。比如現(xiàn)在卡脖子的技術(shù)就是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，目前中石油在四川最受制約的就是要等壓力設(shè)備，這一點是過去沒有想到的問題，鉆機現(xiàn)在夠了，但是壓力設(shè)備不夠，導(dǎo)向不夠，如果這個技術(shù)你們能夠進行低成本服務(wù)，市場會很大。另外是3500到4500的壓裂設(shè)備，需要的量太大，2/3在這個資源里面，在座諸位如果能夠在整個系統(tǒng)發(fā)揮作用的話，肯定會有很大的經(jīng)濟效益。另外，我們要地面工廠化的建立，美國大規(guī)模的勘探開發(fā)，因為它地表條件很好，我們現(xiàn)在的產(chǎn)量峰值可以達到很多，但是地面條件受制于我們的地質(zhì)導(dǎo)向，不是我們不努力，確實天不幫忙，我們的技術(shù)受制于人。

我們其他的類型就不講了，非常規(guī)油氣定位，中國基本能源安全的砝碼，還有頁巖油氣資源是很豐富的，我們頁巖油資源是常規(guī)的3倍，現(xiàn)在我們正在做頁巖油資源規(guī)劃，我們認為這是繼頁巖氣之后真正的非常規(guī)革命。另外是水合物，常規(guī)油氣的20倍，2050年有沒有可能實現(xiàn)規(guī)?；?。

非常規(guī)革命可以助推世界石油工業(yè)可再發(fā)展150年以上，資源是有的。非常規(guī)革命回答三個問題，80%油氣資源存在的理論問題，過去認為非常規(guī)不可通用，現(xiàn)在把不可能變成可能的技術(shù)問題，還有黑天鵝隨時可出現(xiàn)的思維問題。因此，非常規(guī)油氣革命的影響，增加產(chǎn)量延長石油工業(yè)生命周期，推動低油價引領(lǐng)低成本管理革命，中國油氣供給多路徑并更加安全，如果沒有非常規(guī)革命，俄羅斯的氣油不會這么容易給我們。另外，重構(gòu)大國能源版圖與政治新格局，非常規(guī)帶來的影響太大，我們還要進一步思考它的影響還會多遠，還會多大。

不對之處請張局長和各位專家批評指正，謝謝大家！