疯狂的“黑石”_中国工控网

疯狂的“黑石”

2011/6/10 17:24:24

中国长期以来重油轻气，在很大程度上影响了天然气的勘探开发程度和总体认识水平。作为一种“非常规的天然气”资源，中国的页岩气储量居全球第一位。能否突破技术和体制的瓶颈，并正确认识和应对这种新型能源的环境风险，是中国在开始撬动这块“黑色的石头”之初，就需要仔细掂量的。

6月1日，北京CBD，中国大饭店，一场中美技术研讨会正在进行。与会者，一方是来自全球页岩气最大产出国的技术专家，一方则是全球页岩气储量最大国的石油公司代表。实际上，自2009年以来，北京平均每个月至少有一两场与页岩气相关的研讨会。

根据美国能源信息署(EIA)最新发布的报告，中国的页岩气储量居全球第一位;而且，这些“非常规的天然气”资源在中国尚未正式开发。

EIA于4月8日发布的这份报告，首次评估了全球32个国家的页岩气储量。报告指出，全球技术上可开采页岩气储量在163万亿立方米以上，其中中国、美国、阿根廷分居前三，分别为36、24和22万亿立方米。该报告的结论将全球的天然气储量提高了40%以上。

在日本福岛核事故致使全球核电进入低谷、利比亚冲突引起油价波动的背景下，页岩气，这个能源家族的新成员，显然被赋予了更重要的意义。

陌生的“黑色石头”

页岩气这个词你听起来也许还有些陌生。其实，就在5年前，中国地质大学能源实验中心主任张金川外出开会时，还得随身背着一块“黑色的石头”，以便向同行解释什么是页岩气。

“他们说，石头里能出天然气?这是开玩笑嘛!我就让学生把石头扔进水里，水咕嘟咕嘟地冒泡，表明有甲烷释出，他们这才相信了。”从事地质资源评价的张金川，从1999年就开始关注页岩气，堪称国内学术界研究页岩气的第一人。

张金川解释说，所谓页岩气，就是保留在地质页岩层中的天然气。天然气或以游离状储存在页岩石颗粒之间的孔隙或裂缝中，或吸附在页岩中有机物的表面。它是非常规天然气的一种，与“煤层气”“致密气”属同一类。

在中海油能源经济研究院首席能源研究员陈卫东看来，页岩气的开发不啻于油气领域的一次革命。“生、储、盖、运、圈、保”这6个字，是过去观念里石油天然气藏形成的基本条件。一直以来，油气勘探就是通过各种手段寻找这六个条件都具备的地质圈闭层。而页岩是一种渗透率极低的沉积岩，以往被认为是油气运移的天然遮挡。在含气油页岩中，页岩既是气源岩，又是储层。页岩气的这一成藏概念，革命性地颠覆了传统观点。

页岩气的发现由来已久。1821年，美国在纽约州的Chautauqua打出了世界上第一口天然气井，这口气井恰好就是在页岩层。但直到上世纪70年代，美国才开始将页岩气作为非常规气的一个类型加以研究。

过去10年，美国的页岩气产量增长了11倍，如今可满足美国近四分之一的天然气需求。光是在2009年，美国页岩气产量就超过了中国同期所有类型天然气年产量的总和。

自1993年成为石油净进口国以来，中国石油净进口量连年递增，2003年突破1亿吨，2009年，国内原油生产出现28年来的首次负增长。与此同时，中国在2008年已成为天然气净进口国，2009年的天然气供应缺口超过40亿立方米。

而在美国，页岩气的开发大大减缓了美国国内能源需求的压力，2008年该国石油的对外依存度出现了1977年以来的首次下降。

中国长期以来重油轻气，在很大程度上影响了天然气的勘探开发程度和总体认识水平。到目前为止，天然气在中国一次能源消费结构中的比例只有3%～4%，但美国和世界其他主要国家的平均比例却为23%～24%。

张金川指出，“对天然气，尤其是包括页岩气在内的非常规天然气的开发利用水平，很大程度上反映了一个国家在能源领域中的科技进步水平。”

瓶颈：技术还是体制

一直以来，业界有一种论调认为，“页岩气开发的瓶颈在技术。”对此，张金川并不完全同意。他表示，页岩气的勘探、开发和销售，这3个环节各有各的问题，但总体而言，“我比较乐观，认为没有瓶颈，页岩气的开发只是个时间问题。”

他分析说，在勘探环节，目前中国究竟有多大规模的页岩气，业内并无权威定论。EIA发布的数据是36万亿立方米，中石油的预测是100万亿立方米，张金川的估算则在21万亿立方米左右。

目前存在的主要问题是，没有一套成形好用的标准和方法，来精确预测某一地区的页岩气储量。“不过，在地质勘探方面，我们已经做了10多年的技术储备，因此这已经不是页岩气开发的最主要问题。”

开发环节的技术问题被很多人认为是最大的瓶颈，但张金川指出，“美国从1970年代就开始研究页岩气，前期的地质勘探研究花了很长时间，而实际的大规模开发则很快，也就是近10年甚至5年内的事。页岩气的主要技术，就是水平井和压裂技术，这些在国内都是成熟技术，只不过以前没有综合在一起运用过。一件事还没有实际做就说有难度，我认为是不妥当的。”

因此，张金川认为，页岩气的开发技术问题，只要有人潜心研究，在10年之内是能解决的。更何况，目前中国的勘探机构有政府的大力支持，有国外的成熟先进经验可借鉴，也许用不了10年就能突破。

不过他强调，页岩气开发核心技术必须本土化，不能一味买别人的技术。美国的目的是想拿技术换资源。此外，美国的经验拿到中国来也许还会“水土不服”， “比如压裂液，要掺杂不同成分在里面，包括支撑剂、防腐剂、生物促进剂等一些化学物质和药品。”张金川补充说，“由于页岩的成分不一样，即使是在美国本土，东部的配方拿到西部去，也不好使。”

至于很多行业专家提到的管网建设问题，张金川承认，美国的管网建设非常发达，其总公里数是中国的10倍，而在富含页岩气的中国南方地区，几乎没有管网，只有几条主干线。但他认为，这仍然也是个伪命题，在有产量的地区，现建管网也来得及。其次，美国地广人稀，为了将开采出来的天然气卖出去，就必须建管网。但中国南方人口稠密，在合适的地区可以就地消化，根本不需要建管网。陈卫东则指出，管网建设有利可图，目前有很多民营企业都想进入，可以部分参照建高速公路的办法，“谁投资谁受益”，不需政府投入。

陈卫东也认为，技术问题并不是页岩气开发的瓶颈，真正的藩篱是在体制与政策上面。煤层气开发所走过的路，就是最好的例子。

“中国的煤层气开发进行了15年，直到去年，产量还不到20亿立方米，距‘十一五’规划设定的100亿立方米/年的目标差距甚远。” 陈卫东说。而中国煤层气总资源量高达36.8万亿立方米，居世界第三。

发展缓慢的原因，陈卫东指出，除了天然气管道等基础设施严重不足，另外一个重要因素就是许多非市场化的制度安排扼杀了行业活力，如严格的准入限制和采气权与采矿权分离等。

在页岩气的开发上，陈卫东一直高唱他的“特区”论。他说，中国完全可以借鉴当年设立经济特区的办法，在有潜力的地区划出几个“页岩气开发特区”来，把权力和收益多交给地方，多交给投资者，少一些垄断，多一些竞争。美国的页岩气开发，其主角即是上百家中小型石油公司。

据了解，目前国土资源部已确定6家企业作为招标主体，参与8个页岩气区块的竞标，招标区块面积约1万平方公里，主要位于贵州和重庆境内。国土部油气中心副主任张大伟也曾表示，将逐步放开页岩气矿业权，鼓励多种资本投入。

环境风险之争

在美国科罗拉多州，某位居民竟点燃了家中厨房里的自来水。这是去年获奥斯卡提名的环保纪录片《天然气之地》中的一幕。该片在美国国内曾引起强烈反响，导演乔西·福克斯称，页岩气开发已使美国地下水受到了严重污染。

如同一枚硬币总有两面，开采页岩气也有着无法忽视的环境风险，而风险主要源自页岩气的“压裂开采法”——在几千英尺的地下，一种由水、砂、化学制剂等物质混合成类似“鸡尾酒”的液体，会在高压作用下向岩石喷射。天然气会从被裂解的岩石中逃逸出来，被导回气井表面。

此外，页岩气开发对用水量的需求也很大。以巴耐特页岩为例，钻井的平均用水量为182吨/口井，而使用压裂法平均每口井要消耗高达13650吨的水。

根据美国环保署(EPA)发布的信息，尽管压裂液的99%都是水，但由于液体总量太大，使得每个矿井中那1%的成分其实相当于57000升化学物质。在回抽之后，仍有85%以上的浆液留在地下。

2010年初，美国一家名叫环境工作组(EWG)的NGO发布报告称，油气公司往水平压裂矿井中注射了石油蒸馏物，包括煤油、矿物油及其他石油副产品，它们都含有高浓度的苯，这是已知的致癌物质。

对此，中国工程院院士、著名石油专家康玉柱则对《中国新闻周刊》表示，压裂技术即使在常规油气开采中也有使用，对此，石油公司有严格的后续处理技术和程序。

2011年3月，美国环保署出资600万美元深度研究页岩气压裂开采法对环境可能造成的影响。据称该研究将持续两年，这是美国首次开展此类研究。

除了对环境的污染，页岩气的碳排放也遭到人们的质疑。美国康奈尔大学罗伯特·哈沃斯研究小组于今年4月发表了一项研究结果称，较之煤炭，页岩气将对气候变化产生更大影响。这是因为，在页岩气的开采过程中，有大量甲烷释放到环境中，而甲烷则是一种温室效应极强的气体。根据美国政府和行业数据，页岩气井所泄漏的甲烷至少比常规井多1/3，有些甚至会多出2倍。

但在罗伯特·哈沃斯的研究结论发表1个月后，总部位于伦敦的全球变暖政策基金会(GWPF)随即发布了一份为天然气正名的报告，该报告认为页岩气是一种“储量丰富、廉价且对环境友善的能源”。这份报告驳斥了哈沃斯报告中的数个观点，认为哈沃斯得出的结论很多都建立在“推测“的基础上，缺乏事实依据，所以才会得出错误的结论。

争论也许还将继续，但中国的页岩气开发已经起步。正如美国洲际交易所大中国区董事总经理黄杰夫所说，政府、科研机构、企业、环保组织都应对潜在的环境风险心中有数，只有开采前的环境影响评估、开采后的监管都到位，才能有效预防风险。