解開新能源致密氣不為人知的秘密

　　柯文杰(AnthonyCortis)2009年從家鄉加拿大來到中國。他去了四川成都東北方向兩百公里的三臺縣和射洪縣，當地人以種植業為生，關心米棗和麥冬的收成。作為殼牌中國勘探與生產有限公司金秋項目總經理，柯文杰說自己是“巖石愛好者”，他會隨時抽出一疊白紙，邊說邊畫，給人講解密西西比三角洲的成因。

　　2011年，他的同事北區董事兼長北項目總經理徐立來到了鄂爾多斯盆地腹地。那里人跡罕至，平整的作業區里只有一排排復雜交錯的管道和儲氣罐被陽光照得锃亮。平時，徐與柯有一半時間是穿著連體服、戴著安全帽在各自的工作現場，潛心研究一種很冷門的氣體—致密氣。

　　但最近這類氣體卻迅速竄紅。與更廣為人知的美國頁巖氣革命一樣，致密氣正在改變著中國的天然氣生產格局，還會成為中國提高非常規天然氣生產的骨干力量。2012年，中國致密氣產量達到300億立方米，幾乎占到全國天然氣總產量的三分之一，而產量到2030年時有望增至1000億立方米，搶在頁巖氣和煤層氣之前帶動非常規燃料行業的繁榮發展。中國工程院院士童曉光曾表示，三種非常規天然氣中，致密氣是最現實的，應該優先發展。美國非常規氣產量中大部分都是致密氣，超出其頁巖氣產量的二分之一。

　　容易混淆的概念是，地球上很少有完全單純的頁巖氣或致密氣，因為儲藏這些氣體的頁巖和砂巖通常都是混合在一起的。這兩種非常規天然氣不能被分而視之。在大量開發頁巖氣等非常規氣之前，北美地區已經完成了1.7萬口油氣井的建設，隨機抽取其中的500口即可獲得詳盡的地質資料。

　　中國的致密砂巖氣開發始于上世紀70年代，受當時“重油輕氣”政策、技術、市場等條件制約，長期以來致密砂巖氣開發進展緩慢。在殼牌進駐金秋項目之前，整個區塊只有9口井可供提取地質數據。過去的三年，殼牌一直在金秋區塊進行評價工作，試圖弄清地下的巖石情況。“四川的項目還處在開發初級階段，我們現有的作業井數量有了增長，但是并不足以支持預測整個地區的儲量和產量。”柯文杰說。

　　徐立負責的長北區塊位于中石油深耕三十多年的長慶油田的東北角，目前探明天然氣地質儲量961億立方米。他頭疼的問題是如何把儲量龐大的氣體從地下開采出來。殼牌早在1999年就與中石油簽署了協議，共同開發這個面積約為1600平方公里的區塊。但是這在當時并不是最理想的資源：極端致密的砂巖層里，油氣的流動性很差，采收率很低，日產量才十幾萬立方米，毫無經濟效益可言。直到2005年，殼牌和中石油共同開發出了適應長北條件的雙分支水平井技術—在地下3000米的深處，鉆進兩條超過兩公里長的水平氣井，從而大幅度提高單井產量。到2011年底，長北項目已陸續投產29口雙分支水平井。該項目的年產量已經突破了35億立方米，商品量達33億立方米，通過管道輸送到北京及其周邊地區。

　　作為殼牌在中國第一個商業化的非常規天然氣項目，長北區塊的開發和運營皆是典范。“長北項目實現了技術突破，才使得商業化開發變得可行。但是在其他的區塊，同樣的方案未必可行。”徐立表示。柯文杰初到四川時對此深有體會。在長北，勘探開發活動主要集中在單一地層，可預測性較高，靠雙分支水平井就可獲得較高的產量。而金秋區塊的多個地層都富含天然氣，單井或者雙分支井無法有效覆蓋。但殼牌在西加拿大盆地已經成功解決了類似的問題—在單一井場開鉆至 30口井并配以地面設施。在地表之下，這些井則像樹根一樣抵達儲層，通過直井、水平井以及定向井技術的應用盡可能地控制含氣面積，但四川獨特的地貌和風土卻給柯文杰制造了新的難題。

　　四川盆地丘陵起伏，經年的水稻種植使得淺層地表松軟潮濕。金秋區塊所處的地區是四川的產糧重地，人口密度大，農業活動集中，無法提供大量的富余土地。在北美地廣人稀的荒漠里，柯文杰可以很舒服地找到兩個足球場大小的地塊建造井場，五口井同時開鉆，完井后配以壓裂措施，就可以等著氣從地底嘶嘶地冒上來。問題是，在四川為了把井場占地面積降到最小，同時避開不適宜開發的區域，柯文杰和他的團隊要在山間找到平整的臺地，隨著曲折的山勢，建造長條形的場區。盡管過去三年里他們進度迅速，但是在正式投產之前，仍有大量的測井工作需要完成。“如果要在這塊區域獲得像北美地區那樣詳盡的天然氣開發地質信息，需要20年左右的時間。”柯文杰說。

　　在進行正式的鉆井工作前，通常需要一到兩個月時間建設場區。接下來的兩個星期里，鉆頭和鉆桿被卡車分批運到工地上，現場組裝。鉆井過程短則三個月，多則一年。為了保護儲層以及盡可能多的測井和模擬，金秋的鉆井速度并不快，因為對地層狀況的了解和儲層質量將直接影響到后期的水力壓裂效果。

　　相較于北美非常規氣開發，中國現在已經可以自主設計并進行施工，但是壓裂的簇數和裂縫的間距并沒有達到國外壓裂公司的效果，而且工具都是使用進口的。徐立表示，長北區塊早期開發打水平井的時候要求很高，在2800米地下定向施工，誤差不能超過兩米。當時是由哈里伯頓施工的。柯文杰說：“現在中國有先進的設備，施工人員的素質也很高，跟北美的水平差不多。但是數量上太少了。”

　　在美國開發一個項目，柯文杰只需拿起電話就能找到五家公司提供同一種設備，然后選擇報價合理的一家，在指定日收貨。在四川，他最多能找到兩家公司，可能只有其中一家有他需要的設備，或許還得等上三周時間。因為別的公司正在使用。即便如此，他還得付更高的價格去拿這個設備。

　　打一口雙分支水平井的造價從200萬到1000萬美元不等，每一次壓裂的成本是百萬美元，多儲層壓裂還要更貴。“不管是做漢堡還是建氣站，所有的生意都需要估算成本和產出。”柯文杰說。在長北，殼牌還是有一定的收獲。作為中石油多年的老伙伴，殼牌除了懂得如何跟當地政府、社區打交道以外，也在積極學習技術。同時不斷將過去積累的經驗調整翻新。中石油的某些做法并不依賴很先進的技術，例如井間的泡沫技術等，但是中石油對成本控制得非常好。2012 年，殼牌重新招標，中石油長城鉆探和斯倫貝謝聯合中標承擔作業任務。“這就等于有一半都是中石油自己的技術。只要中國企業能做好，我們都找中國承包商。” 徐立說。

　　但非常規天然氣開發規模始終是個軟肋。業內人士表示，中國即便能將頁巖氣和致密氣等非常規天然氣開發出來，規模上可能也無法跟美國相比。因為國內地質情況差異很大，尚未發現大規模的整裝非常規氣田。同時，水力壓裂所需的水用量巨大，這跟中國目前的情況并不匹配。此外，現在的管道建設并不完善，在運輸上也需要相當大的投入。技術上未完全獨立，地質條件也不明確，所以最終的經濟效益目前還不明朗。

　　徐立則非常樂觀。他認為，盡管現在無法判定可采的資源量到底有多少，但是技術上的不斷發展給中國提供了很大的可能性。2005年，殼牌的技術水平跟現在有較大差距。因為過去十年，在北美的非常規油氣開發中，有很多新的技術在被試用和證實，全球的技術能力都比原來強。這些新技術的誕生使得殼牌能掌握、能開發的資源量，比原來提高很多。

　　作為地質學專家，柯文杰相信，國際能源署的預測是有道理的，即中國的非常規氣資源總量或許比北美更多。中國需要做的是，是找到一個完美的組合方式。包括足夠的設備，可控的成本以及技術來開發這些資源。“中國已經萬事俱備。”柯文杰說。