“論劍”非常規能源：打破常規才有更多“非常規”

　　人類對能源的探索從未停息。近些年對頁巖氣、天然氣水合物等非常規能源的發現、勘探和開采越來越受到人們的關注。這些能源大多是在傳統地質理論認為沒有可使用的油氣能源的地層中找到的，因此被稱為“非常規”。

　　“非常規”自然引發許多新挑戰。非常規油氣資源研究在世界各地如火如荼地展開時，各種圍繞它們的新觀念也不斷生發。近日，由中國地質學會青年工作委員會承辦的中國科協第93期新觀點新學說學術沙龍以“觀念與創新：非常規地質”為題邀請多方學者展開討論。

　　——新聞緣起——

　　“非常規”打破傳統勘探理論

　　“如果用以前的地質理論和觀念，現在很多的非常規油氣是無法發現的。”在中國石油大學（北京）非常規天然氣研究院副院長姜振學教授看來，創新的觀念是打開非常規油氣寶庫的一把“金鑰匙”。

　　油氣工業有上千年歷史，現代石油工業的歷史從美國德雷克油井開始也有150多年。隨著油氣勘探的深入，石油地質工作者總結了一系列油氣地質的理論，世界上有代表性的有“背斜理論”“圈閉油氣勘探”“含油氣系統理論”等，對指導工業油氣的勘探開發起到了重要作用。我國在世界油氣地質理論上也做出了重要貢獻，“陸相生油理論”“源控論”“巖性地層理論”等在指導我國油氣勘探開發方面也發揮了重要作用。

　　姜振學介紹說，隨著勘探開發的進展，石油地質工作者也發現了很多與傳統認識相矛盾的地方。比如傳統的石油地質認為儲集油氣的巖石，主要以砂巖和灰巖為主，需要高孔高滲，但現在發現的頁巖氣和頁巖油的巖性卻以泥頁巖層系為主。從物性來說，低孔低滲甚至成為一些非常規油氣成藏的必須條件，比如致密油、致密氣。傳統的油氣成藏一般要求有“圈閉”，即上面有蓋層周圍有遮擋。但是非常規油氣很多是連片甚至準連續的，不需要“圈閉”的條件。

　　此外，傳統認為油氣勘探有“死亡線”，比如說源巖演化程度一般大于4%則找不到油氣，但隨著世界油氣勘探的深入，“死亡線”有的甚至可以達到7%和8%。一些傳統勘探的禁區，比如火山巖現在也找到了油氣。

　　“勘探要轉變觀念，觀念轉變了勘探領域就寬了，資源就豐富了。”姜振學說。

　　——核心關注——

　　我國“非常規”寶庫有多大

　　在多種非常規油氣資源中，頁巖氣和天然氣水合物被提到的最多。這兩種非常規油氣資源目前在我國發展狀況如何備受關注。

　　中國地質大學教授張金川這些年一直研究頁巖氣。在他眼中目前中國的頁巖氣發展是“星火式”的，目前主要進行基礎地質研究，集中于南方海相等主要的幾個地層。這與美國差別很大。美國從1825年開始經歷了幾次“潮汐式”發展，到2000年產生了巨大的影響，最近幾年的頁巖氣年產量超過了中國天然氣年總產量。

　　“我國從2009年獲得了頁巖氣的鉆探發現后，在南方和北方的海相、陸相及海陸過渡相等不同領域中均獲得了比較大的突破”張金川說。

　　有專家統計，到今年4月中國專門進行頁巖氣勘測的井位一共322口。其中調查井108口、探井118、評價井96口。經過水力壓裂和測試，日產超過萬方38口，日產超過10萬方18口。在去年我國頁巖氣2億立方米產量中，中石化產量接近1.55億立方米，中石油4000萬立方米。

　　另一種人們常聽到的非常規油氣是俗稱“可燃冰”的天然氣水合物。中國地質調查局油氣資源調查中心祝有海研究員對可燃冰已有10多年的研究。他介紹說，全球目前共發現155處水合物產地，其中凍土區10處。

　　“我國天然氣水合物資源潛力巨大。目前在南海北部約23平方公里內鉆探控制的水合物氣體儲量約為194億方；南海東北部55平方公里鉆探控制區內水合物氣體儲量超過1000億方。

　　雖儲量不小，但目前我國并未形成可燃冰開采的商業化。祝有海提供的國內外已開展的5次試采進展讓人們看到了一些希望。

　　俄羅斯麥索亞哈氣田從1969年開始開采，到2011年已斷續生產了42年，共開采出天然氣129億方，其中約有54億方來自于水合物分解的氣體，占41.9%，目前年產量4萬方，幾乎全部來自水合物。加拿大西北部凍土區的Mallik，2002年首次試采5天產氣468方；2007年第二次試采半天產氣830方；2008年降壓法試采連續6天產氣1.3萬方。2012年美國阿拉斯加北坡二氧化碳置換試采，產氣2.4萬方。2013年3月，日本東南部海域進行海底水合物首次試采，6天共采出12萬方天然氣。中國祁連山試采時間101小時，采氣量達到95立方米。

　　“非常規”會否成“潘多拉盒子”

　　“目前非常規油氣更多處于地質評價階段，真正工業化開發還需要工程評價、經濟評價、環境評價。很多人更關心的問題是環境問題，開發頁巖氣是否容易引發地震呢？”中國地質調查局付修根研究員拋出了一個人們都關注的問題。

　　他查找的資料顯示，2011年在英國開采頁巖氣時引發兩次小地震；在美國中部地區地震頻發區，開發頁巖氣的時候也引發了地震。

　　山東地礦局康鳳新研究員介紹說，引發地震的問題已有研究，主要因為頁巖氣開采的一項關鍵技術——壓裂（用大量水灌入頁巖層進行液壓碎裂以釋放天然氣）。“很多水打到地下會容易產生小的滑動和小型地震，現在北美趨向于用無水壓裂，這樣可能地震就不會發生。

　　姜振學介紹說，無水壓裂目前在我國也有成功的例子。“‘十二五’末，國家針對頁巖氣開發專門設了4個示范區：涪陵、長寧-威遠、昭通、延長。無水壓裂技術是解決我國西部沙漠、戈壁和缺水地區頁巖氣開發應用的非常好的技術，還有氮氣壓裂、二氧化碳壓裂、LPG壓裂等，都有很多成功的例子。”

　　對于埋藏在地下的天然氣水合物很多人也將其看作是“潘多拉盒子”，怕一打開就會放出“妖魔鬼怪”，但祝有海認為，這些東西是地底下實實在在存在的，無論是不是開發都存在于地下，如果因為地震等因素突然間分解出來可能會災難更大。“如果在可控狀態下開采，對我們來說是一種好事。”

　　——專家觀點——

　　中國需要有針對自己地質特點的研究

　　中國的頁巖氣儲量到底有多大？這個問題似乎令人困擾。美國能源署（EIA）曾給出過36萬億方的數字，這讓很多人懷疑。中國工程院院士、中國地質科學院趙文津研究員就是其中一位。

　　“這是根據什么？知道頁巖厚度，估計個含量就算出來了？現在全國到處打井到處采。這是典型的跟風。”趙文津介紹說，美國從19世紀20年代開始發現頁巖氣，地質調查所進行了40多年的研究前期做了很多分析，逐步形成如今的局面。“但我們現在什么都沒有研究清楚。美國說中國頁巖氣礦藏比他們還多，中國人腦子就熱了，這很荒唐！現在回過頭來還得從基礎做起把問題摸清楚，踏踏實實往前走，否則欲速則不達。”趙文津說。

　　多位地質專家表示，中國的頁巖氣等非常規油氣的地質條件與美國的確大不相同，我們需要針對自己的地質特點進行研究。張金川介紹說：“國外頁巖氣地質條件大多是海相，我國除了海相外還有大量陸相，特別是南方和北方大面積分布的海陸過渡相，這其中既有希望又有挑戰。中國已有的經驗太少，美國的經驗又不適用，我們需要大量的研究來解決這些問題。”

　　此外，張金川建議要重視技術創新。“美國能夠使用非常規油氣是因為他們掌握了先進的開發技術，目前我們的頁巖氣開發成本是美國的好幾倍，這對地質技術的研究提出了更高要求，需要更多的積累和技術儲備，這是很關鍵的。”