页岩气之惑

　　相对于称石油为“黑金”，页岩气则被称为“蓝金”。中国页岩气的可采储量高达36万亿立方米，高居全世界首位。然而我国在开采页岩气的道路上恐怕并不会一帆风顺

　　■ 《环球财经》特约撰稿 张斌

　　21世纪，一种新能源逐渐火热起来。

　　2000年，这种新能源在美国能源总消耗量中占的比重还不到1%，但自2006年开始，其开采速度突然加快，短短几年，每年开采的速度都至少翻倍。到2009年已经占美国能源总消耗量的14%，时至今日这一比例已经上升到30%左右。据估计，到2035年还会进一步增加到近50%。

　　这种新能源就是页岩气。

　　得益于页岩气的大规模开采利用，美国再一次喊出了“能源自主”的口号。有人将此称为“页岩气革命”，相对于称石油为“黑金”，页岩气则被称为“蓝金”。2012年，国际能源署发布的《世界能源展望》中称，到2017年，美国就将取代沙特阿拉伯，成为全球最大的石油天然气生产国。

　　其实美国并不是全世界页岩气储量最多的国家。2011年，美国能源信息署(EIA)对全世界33个石油天然气储量较大国家的页岩气资源进行了估算，得出的结论是，这33个国家拥有可采页岩气资源合计187万亿立方米，其中美国有24万亿立方米，而中国的可采储量则高达36万亿立方米，高居全世界首位，占初步探明可采储量的20%左右。

　　受此鼓励，国家在“十二五”计划中专门规划了页岩气开发项目。计划在此期间优选30到50个页岩气远景区和50到80个有利目标区;探明可采储量2000亿立方米;到2015年实现页岩气年产65亿立方米。同时进一步规划到2020年实现年产页岩气1000亿立方米的目标。

　　与使用煤炭相比，页岩气最大的优势在于环保。按照年产65亿立方米页岩气这个数字来计算，相比使用煤炭可以减少二氧化碳排放约1400万吨，减少二氧化硫排放11.5万吨，减少烟尘排放5.8万吨，减少氮氧化合物排放4.3万吨。

　　美好的未来似乎正在向我们招手。但事实上，情况却没有想象中乐观。我国在开发利用页岩气的道路上，恐怕还有很多弯路要走，很多困难要克服。

　　页岩气开采的瓶颈

　　页岩气与致密砂岩气、煤层气、天然气水合物一样，都属非常规油气藏。虽然其主要成分跟天然气相同，都是甲烷(CH4)，但在具体开采过程中区别相当大。

　　页岩气普遍存在于页岩的空隙中，以吸附气或水溶气的形式存在。其渗透率非常低，必须想办法打开密封的空隙才能将之提取出来。这种资源已经被发现了约200年时间，之所以到近期才开始开发，正是因为开采页岩气的技术难度相当大。因此曾有人将开发页岩气形容为“从石头里榨出血”。美国开采页岩气的成功，很大程度上得益于水力压裂技术的逐渐成熟。

　　水力压裂技术开发页岩气，当然需要水，而且是大量的水。由于需要在水中添加药物，为避免药物跟水中其他物质起化学反应丧失效果，对水质的要求还相当高。据说其纯净程度甚至高于饮用水。在目前技术条件下，水资源匮乏的地区无论有多少页岩气资源，其意义也相当于食之无味，弃之可惜的鸡肋。而众所周知，中国正是水资源相对匮乏的国家。

　　另外，添加在水力压裂液中的药物，很多都是对环境有害的。比如说为增加压裂液的粘度而加入的胍胶，为防止储层中的粘土膨胀而加入的钾盐。这些药物进入地下之后，短期内可能影响不大，但经过长期渗透、扩散，很可能会污染浅层地下水。这种污染到目前为止基本无法治理。

　　同时，页岩气的主要成份甲烷极易扩散、挥发，之所以能保存下来，完全是因为页岩层的密封性。要开采页岩气首先就要破坏页岩层的密封，密封破坏后甲烷会迅速散失掉。目前的开采方法只能做到先破坏，再设法恢复。即便采用低伤害压裂液等先进技术，最多也只能恢复到原来水平的10%到20%。

　　这种特性导致页岩层的采收率相当低。传统天然气采收率可以达到约60%，而页岩气的采收率只有约5%到6%。如果按照这个采收率计算的话，我国数十万亿立方米的可采页岩气资源开发后，能拿到手的恐怕也只有区区几万亿立方米而已。原本够用几百年的资源，开采过程中大量损耗，到手的只能用几十年，这恐怕就得不偿失了。

　　甲烷也是主要温室气体，有人认为其对环境的破坏作用比二氧化碳还大。如果利用页岩气减少二氧化碳排放的同时，导致更多甲烷通过土壤、地下水渗透后排放到大气层中，这岂不是会造成更严重的环境问题?

　　另外，页岩气开采的另一个特点是虽然可开发周期长，但初期早期产量递减快，需要打很多井，占用很多土地。美国目前采用的水平井水力分段压裂技术，能够打一个直井之后横向发展，采集一个水平面上的页岩气，可仍然没能有效解决这个问题。我国目前还没能完全有效的掌握水平井水力分段压裂技术，已建成的页岩气井以直井水力压裂技术为主。这就会占用更多的土地。

　　成功不能复制

　　开发页岩气有如此多的困难和问题，但我们没有现成可学的经验，从现实情况看，中国绝不可能复制美国在页岩气方面的成功。

　　虽然中美页岩气储量都很丰富，但成藏机理却有极大不同。从形成年代看，美国页岩气主要形成于距今7000万年到4亿年的中生代至古生代晚期。而中国则主要形成与距今4亿到10亿年的古生代早期到元古代晚期。这导致中国的页岩气比美国的埋藏更深。美国主要页岩气矿藏集中在800米到2600米之间，但中国页岩气的埋藏深度大多至少在2000米以上，很多地方甚至在3000米以上。这无疑增加了开采的难度。

　　另外从沉积相上看，美国页岩气层以均质性相对较好的海相沉积层为主，而中国有很大一部分页岩气层为陆海过度相和陆相，均质性很差。虽然2011年我国在陕西省甘泉县打出第一口有产量的陆相页岩气井，粉碎了国内外部分专家提出的“陆相页岩气井不出气”的假说，但毫无疑问，陆相和陆海过度相页岩气层的开发相对要困难一些。

　　同时因为中国地壳构造比较复杂，页岩气生成后受到的地质改造破坏较严重，我国的页岩气资源保存条件较差，散失很严重。这导致即便找到好的页岩层，其中的页岩气含量也未必就高。对勘探和开采都会产生不利影响。

　　从页岩气储量的分布上看，我国的情况也未必有利。国土资源部的调查结果显示，除青藏高原外的页岩气资源，约15%左右分布在西北，约18%分布在长江中下游及东南沿海地区，约27%分布在华北和东北地区，约40%分布在长江上游及西南地区。

　　水资源相对匮乏的西北、华北、东北等地区就很难大规模进行页岩气开发。长江流域、东南沿海地区和西南地区，水资源可能不成问题。但这几个地区也是传统的农业生产区，大规模开发页岩气不可避免地会出现页岩气与农业灌溉“争水”的情况。长江中下游和东南沿海地区经济发达，土地资源非常紧张，在这一地区开发页岩气需要为占用土地支付更多的成本，也不太划算。长江中上游和西南地区山高路险，基础设施薄弱。无论是勘探、开采还是资源外运都不是件轻松的事情。在很多地方，想开采页岩气甚至需要先修通道路。

　　从石油工业基础设施的角度看，我国与美国也相差甚远。美国石油天然气工业发展了一百多年时间，国内输油、输气管道多达50万公里左右，称得上密如蛛网，页岩气开采出来之后可以直接进入管网成为商品。而我国即便经过多年建设，到目前为止也只有输油、输气管道6万公里。管网建设是需要时间的，没有捷径可走，这导致页岩气开采出来后很难商品化，对开发商的吸引力就要小得多。

　　同时，我们也应吸取美国开发页岩气当中环保方面的教训。

　　前文讲到，水力压裂液中添加的药物在长期扩散后可能造成地下水污染。因此美国过去一直通过《安全饮用水法》对水力压裂进行限制，这方面施工要受到环保部门的监督。但在2005年，迫于能源需求的巨大压力，以及资本对开发页岩气并从中获得利润的需求，美国通过《能源政策法案》，废除了《安全饮用水法》中关于水力压裂的内容，解除了环保部门的监督权。

　　换言之，美国很可能是牺牲了未来几十甚至几百年的环境安全，来换取眼下对页岩气开发的辉煌成果。能否称为饮鸩止渴尚不能定论，但这么做肯定不是什么好事。

　　美国国土面积比中国还大，人口只有不到中国的四分之一，他们或许可以这样做。但中国明显不行。别说在长江中下游和东南沿海，即便是长江上游和西南的几个省市，也集中了将近3亿人口，几乎跟美国全国人口相当。在这些人口密集的地区，如果因为开发页岩气造成水源污染，那后果无疑是灾难性的。

　　走自己的路

　　综上所述，对我国来讲一方面是页岩气资源蕴藏量巨大，另一方面是开发和利用仍然存在困难，条件尚不成熟。在目前阶段，国家不该仅仅因为急需资源就盲目搞规划、投资金、上项目，定产量，尤其不该过早地引入资本。

　　资本是趋利的，他们计算的是本集团的利益，在乎的是眼下的利润最大化，只会看目前的产量和开采成本，不会管对环境造成了多大破坏，不会在乎贻害多少年，更不会去管采收率，不会在乎开采一立方米页岩气的同时糟蹋了多少资源。只有相关技术发展到适合的程度，相关政策法规已经完善并落实到位了，资本的进入才能起到提高效率的作用。否则，资本的利益和国家的利益就是对立的。

　　真正科学的做法是稳扎稳打，一方面完善勘探工作，另一方面进行科学和技术方面的研究。完善勘探工作，也不该仅仅针对页岩气，应该针对包含页岩气、致密砂岩气、煤层气和天然气水合物等资源在内的整个非常规油气藏。只有真实可靠地摸清我国非常规油气藏的储量、埋藏深度、沉积相特征等关键信息，才可能建立适合中国的非常规油气藏开发策略，让有限的资源得以最大化的开发和利用。

　　长远来看，更应着眼于页岩气开发方面的新技术，比如超临界二氧化碳开发技术。与水力压裂技术相比，超临界二氧化碳开发技术有几大优势。

　　首先就是可以大幅度减少水资源的占用。利用这一技术，即便在水资源奇缺的西北、华北地区，一样可以成功开发页岩气。在长江流域和东南沿海、西南地区，也可以解决页岩气开发用水跟农业生产之间的矛盾。

　　其次是可以充分保护油气层。在打开油气层的时候就使用超临界二氧化碳进行保护，可以彻底解决目前页岩气开发中先破坏再恢复的不良状况，明显提高采收率。

　　最后是环保。二氧化碳本身既是工业废气又是温室气体，过去通常直接排放到大气中，现在全世界对环保和碳排放问题越来越重视，直排这种做法早晚要改变。据说已经有企业准备将其深埋到地下了。既然如此，那将之用于页岩气开发就属于变废为宝。而且二氧化碳本身无毒，过去就一直用于生产碳酸饮料，直接摄入也不伤害人体，自然不存在污染地下水的问题。

　　与水力压裂法相比，超临界二氧化碳法的环境成本要低得多。开采时多一点投入，未来在治理、恢复环境上少花许多人力物力，这无疑是划算的。而且相信只要实现规模化利用，其成本也是可以逐步降低的。

　　另外，超临界二氧化碳从技术上讲也并不复杂。其临界温度是31.1摄氏度，临界压力是7.38兆帕，这种要求在700多米以上的井深中很容易达到。前文已经讲到，中国的页岩气层多数在2000米以上，达到这个条件并不困难。

　　当然，从目前来讲超临界二氧化碳法的理论上还存在很大空白。这种技术涉及到的油田开发相态变化，我国并没有进行深入研究。通俗讲就是仅仅知道利用这个方法可以开采页岩气，但还讲不清其中的道理，贸然利用的话，谁也不知道什么地方可能产生问题，更不知道会产生多大问题。但为了开发干旱缺水地区的页岩气资源，为了避免页岩气开发对农业生产的影响和对环境的破坏，这部分工作是我国必须要做的。

　　我国政府对页岩气开发的投入力度不可谓不大。仅从对企业的补贴看，中央财政就设立了专项资金，为每立方米页岩气提供0.4元的补贴。但这种补贴仅能使更多企业对开发页岩气产生兴趣，完全解决不了最根本的科学研究、技术突破等问题。想要解决这些问题，还是只能靠政府牵头，把地质、物探和钻井等方面的专家集中起来，群策群力共同进行研究和商讨。

　　我们只有立足于自己的实际情况，在具体技术和经验上学习美国，在宏观管理上建立自己的指导方针，走出适合自己的道路，才能真正有效的把地下的“蓝金”变成手中的财富。

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