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美國通過頁巖氣革命實現了油氣的自給自足，還成為油氣能源出口型國家。同理，作為頁巖油氣資源豐富的中國能否復制美國的成功，實現油氣的自給自足？當然這只有在頁巖氣氣上做足文章才能實現。今年9月6日，涪陵頁巖氣作為我國首個大型頁巖氣田累計產氣突破200億方，充分證明了中國有能力在頁巖氣上實現量產。今年，中石油、中石化更是公開表示要加大頁巖氣開發，在國家政策更加鼓勵頁巖氣開發的背景下，相信新的頁巖氣開發熱潮即將到來。與此同時，我們也要認清規模化、商業化開發頁巖氣的困難。經濟效益差成為影響企業開發頁巖氣的積極性的主要原因。未來如何解決中國頁巖氣開發的經濟性問題，事關中國頁巖氣產業發展的成敗。
 
涪陵的經驗與問題
 
目前，中國開發頁巖氣的主要力量是三大油公司，尤其是中石油、中石化已在頁巖氣開發上取得一定經驗和突破，并且建成了中國頁巖氣的示范區。以中石化涪陵頁巖氣為例，涪陵已成為國家頁巖氣示開發范基地，2017年涪陵大型海相頁巖氣田高效勘探開發技術還獲得國家科學技術進步一等獎，涪陵地區已累計探明儲量6000多億方，寒氣面積576平方千米，產能建成100億方，累計投產氣井超過300口，累計產氣量突破200億方，最高日產1700萬方。2013-2016年，涪陵一期鉆水平井257口，建產能65.4億方，2016-2017年，涪陵二期在江東、平橋和白濤、白馬、梓里場等區塊部署155口水平井，建產能33.7億方。此外，中石化還在涪陵地區增建基礎配套設施，如LNG加氣站，外輸管道，基本實現了該地區頁巖氣的產銷一體化。
 
據涪陵相關負責人介紹，涪陵的成功經驗主要分為管理經驗和技術裝備經驗。在管理方面，中石化不斷優化管理，創新管理，最大程度降低人員成本、管理成本。在技術裝備方面，一期產建時期，中石化一邊向美國頁巖氣取經，一邊自主攻關技術裝備，最終形成中石化自己的一套技術裝備體系，降低開發成本，重點圍繞實現陸相、常壓和深層頁巖氣經濟有效性進行攻關，取得了很多經驗，也獲得了一些教訓，最終從勘探到鉆井、壓裂、完井形成適合涪陵地區的技術體系，如頁巖氣藏綜合評價技術和水平井組優快鉆井技術等等，其中部分技術已達到國際領先水平。相關負責人還表示，技術的進步，管理的提升與創新，使得頁巖氣開發成本下降了一半，鉆井周期縮短30%以上，壓裂效率提高了50%。同時，近幾年涪陵頁巖氣也響應國家環保的號召，泥漿不落地技術裝備的推出，實現了土地無污染，實現了返排液循環處理、油基鉆屑無害化處理。
 
隨著涪陵頁巖氣開發的深入，新的問題也隨之而來。在上海頁巖氣論壇上，中石化工程技術服務公司薛承瑾副總工（以下簡稱薛工）介紹了涪陵二期項目面臨的問題。據薛工介紹，涪陵二期項目開發難度比一期更大，技術裝備與管理方面仍然需要進一步優化、創新。薛工說道：“從區塊特性上看，二期區塊地質構造更為復雜，氣藏埋藏更深且物性更差，儲層改造困難，且區塊面積小而散，多為斷層發育，非常不利于壓裂作業。由于地質條件差導致技術施工難度大，壓裂難度增加，作業風險和作業事故增多，其結果是二期試氣產量與一期相比相差甚遠。盡管水平井技術、壓裂技術及其它施工技術也再提高，但投資與收益的反差依然突出，綜合效益下降，開發成本上升。”
 
技術創新是關鍵
 
薛工表示，目前涪陵二期施工技術方案與一期施工方案大致相同，部分技術工藝仍需進一步改良，如產氣甜點識別技術，該技術能夠減少無效段、無效簇、優化壓裂段、簇；大孔徑射孔技術，該技術可降低破裂壓力；趾端壓差滑套與可溶橋塞裝備的研發，兩項裝備可免去首段射孔作業，免去鉆塞作業，降低風險和成本。薛工認為，在現有開發的成本上再次降低是很有可能的，在優化加砂技術方面，在壓裂液、支撐劑、降阻劑、穩定劑、助排劑，支撐劑陶粒應用方面還可以大幅降低成本。薛工提出，能否用石英砂代替支撐劑陶粒？應用其它材料來替代支撐劑？相關實驗數據顯示，采用優化簇段、可溶橋塞、趾端滑套、優選滑溜水、膠液、陶粒、石英砂組合工藝技術，能再降低頁巖氣開發整體費用的20%；若支撐劑能夠用石英砂替代，則費用會再降30%。總之，經濟效益、成本是現階段開發頁巖氣的關鍵，相關核心技術裝備的創新至關重要。
 
行業專家們一致同意高效開發頁巖氣要靠技術裝備創新，制約頁巖氣的主要問題是成本問題。近年來，我國頁巖氣發展快速正式邁進大規模商業化發展階段，這主要得益于關鍵技術的系統突破，使得開發成本降低，形成一定的經濟效益。對此，中石化集團副總裁焦方正曾表示，通過引進和集成創新，自主成熟的頁巖氣藏綜合評價、頁巖氣開發設計技術、水平井高效鉆井及壓裂關鍵技術、關鍵裝備和工具、綠色開發技術等已經形成。為實現高效快速勘探開發，中石化還創造性地利用國內首臺輪軌式鉆機開展“井工廠”模式鉆井試驗，采用類似工程流水線的作業方式，優化組合施工工序，實現了涪陵頁巖氣的圖片。正是依靠這一系列的技術突破，才有了涪陵頁巖氣國家示范基地，才實現低成本開發頁巖氣。目前，中石化正在完善涪陵頁巖氣的上中下游產業鏈。
 
頁巖氣高效開發的意義是巨大的。據涪陵當地政府統計，涪陵頁巖氣已拉動涪陵區GDP增長1.5個百分點，每開發一口頁巖氣井，就會給焦石鎮帶來20萬-50萬元收入。由此可見，頁巖氣的開發將是雙贏的，滿足市場天然氣需求的同時，還促進了當地經濟發展。相信隨著涪陵頁巖氣技術裝備體系的進一步創新，涪陵二期頁巖氣開發將會帶來更多驚喜，讓我們拭目以待。