页岩油开发：从梦想到现实

近日，国际油气巨头壳牌与中国石化签署协议，将与中国石化胜利油田联合研究勘探中国胜利区的页岩油资源。这表明壳牌对中国非常规上游资源的兴趣与日俱增，也释放出这样的信号——中国页岩油市场前景可期。

据国际能源署的统计，作为全球仅次于俄、美的页岩油资源量大国，中国的页岩油可采储量接近50亿吨，占据全球页岩油可采储量超过10%。从目前中国的页岩油开采规模来看，拥有非常高的增产潜力。

不过，当前我国页岩油开发总体进展仍不容乐观。中国的页岩油开采已近十年，但目前国内的勘探开发进度和我国页岩油资源的资源禀赋相比，显然相对落后。

为此，中国科学院院士金之钧近日在第二届页岩油资源与勘探开发技术国际研讨会上呼吁，我国亟待加强页岩油基础理论及勘探开发关键技术的研究，应尽快制定页岩油发展战略规划，确保该产业的健康、稳定和可持续发展。

美国的启示：降本增效有一个过程

过去，人们普遍认为页岩似“磨刀石”铁板一般没有孔隙，只可作为常规油气的盖层，而如今，页岩不仅可储油、储气，甚至可产油、产气，勘探理论的深化加速非常规页岩油气革命的到来。

据金之钧介绍，页岩油是指蕴藏在以富含有机质页岩和页理与纹层发育的碳酸盐岩，具有超低孔隙度和渗透率的烃源岩层系中的石油资源，包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩中的石油资源，其开发需要使用与页岩气类似的水平井和水力压裂技术。

尽管页岩油资源广泛存在于世界各地，但是由于自然环境、地质构造和技术水平等因素的限制，页岩油开采并没有在全世界大规模普及。目前，世界上只有美国和加拿大进行了大规模商业化的开采活动。其中，美国页岩油的生产占绝对主导地位。

金之钧表示，当前，页岩油已经成为北美地区石油工业快速发展的主要资源，2018年，美国页岩油产量达3.29亿吨，占原油产量的59%，形成了美国原油产量的第二次高峰，正深刻地影响着国际能源格局。

美国页岩油霸主的地位与其较低的成本不无关系。金之钧给出一组数据：美国早期阶段主要页岩区带页岩油成本在80美元/桶以上，目前保本成本大致在45~55美元/桶，单井钻完井成本2012~2016年持续下降，2017~2018年有所上升，但仍低于油价下跌前。

此外，美国页岩油开采效率也在不断提升。“美国主要页岩区带的钻完井效率和生产效率持续增高，低油价以来尤为明显，钻井效率提高了约50%、水平效率提高了100%。单台钻机新井页岩油日产量是油价下跌前的3倍左右。”金之钧说。

不过，从美国页岩油勘探开发历程来看，虽然现在的成本很低，但在初期阶段成本依然很高，最高时可达100~120美元/桶。所以，在金之钧看来，美国的经验带来的启示是，页岩油开发降本增效需要有一个过程，任何国家都无法做到一下子降低成本，他认为这个概念国内产业界一定要树立起来。

“页岩油开发在开始阶段一定是高成本的，只有慢慢随着技术的进步与成熟，成本才可能降低。随着规模的展开，成本慢慢摊薄，才能够把成本逐一地降下来。”金之钧强调说，自2014年以来，美国通过技术进步降低成本才取得了如今的成就。

金之钧进一步举例称，美国先进的选区与甜点评价技术，能够精准识别甜点区，这也是其成功的要素之一。另外，美国超长水平井技术也十分惊人，一趟钻水平井段可以达到5000米，而我国最长记录只有2000多米，差距十分明显。不仅如此，美国立体井网布井技术、多分支井技术、细切割水力压裂技术以及重复压裂技术等技术的进步，也都成为其页岩油降本增效的核心。

中国的挑战：仍需加强科研攻关

技术不对路，油就出不来；管理不革命，就不能实现经济开采。要想达到页岩油规模巨大的效益开发，建井周期长、开发成本高、核心技术未突破等都是我国必须要迈过的坎儿。

虽然我国页岩油开发起步较晚，但是近年来我国页岩油勘探开发在东、中、西部多点取得突破，特别是在地质认识和工程技术上也取得一定进展。

金之钧介绍，我国目前已经初步形成了页岩油水平井钻井关键技术，优化形成了二开制井身结构方案，降低了钻井成本；形成了“一趟钻”钻井配套技术，钻井周期大幅度下降；长水平段固井技术日趋成熟。

此外，我国也实现了工厂化钻井作业模式，大幅降低了钻井综合成本。例如，吉林油田通过井工厂作业，钻井费用降幅达40%~55%。

不仅如此，金之钧表示，我国还形成了各具特色的页岩油体积压裂技术系列，压裂效果取得突破；规模优化了压裂材料，压裂综合成本有所降低；充分利用压裂液增能、渗析置换作用，低返排率提高压后产量等一系列工程技术进展。

但他也同时指出，我国页岩油地质条件复杂，富有机质页岩以陆相的湖泊沉积为主，盆地形成时间晚，热演化程度偏低，具有油质重、黏度高、流动能力差、黏度矿物含量高、脆性较差、气油比低、地层能量不足等特点，依靠现有的技术还无法实现规模效益开发。

“我国页岩油的勘探开发工作起步晚，油藏特征复杂，在理论和技术层面还没有找到适合我国陆相特点的页岩油开发技术，亟须加强科研攻关。”金之钧强调，“在设备与人才队伍支撑上，我国从企业到研究院所和高校都普遍缺乏针对页岩油理论研究与技术研发的实验条件和科研队伍。”

中国工程院院士、中国石油化工股份有限公司总经理马永生在致大会的贺信中也表示，我国油气对外依存度越来越高，大力提升油气勘探开发力度，既是保障国家能源安全的需要，又是各大石油公司肩负的重要使命。为此，各油气企业应加强交流，增进合作，共同寻找资源与勘探开发领域下一步攻关的突破口和技术路线。

未来发展与建议

“加强页岩油勘探开发是保障国家能源安全的重要举措，也是老油田及百万石油人可持续发展的关键。”为此，金之钧建议，首先应在理论研究的基础上，尽快组织专业队伍开展全国页岩油资源评价工作，进一步摸清家底，制定我国页岩油发展战略和相关规划，从总体上对其开发进行战略部署，进而确保该产业的健康、稳定和可持续发展。

其次，要加强基础理论及勘探开发关键技术研究——2019—2025年，重点突破陆相页岩油甜点预测技术、水平井多分段压裂技术，能够有效动用我国中高成熟度高压区页岩油资源；2028年前，重点突破陆相页岩油水平井增能驱油压裂技术，能够有效动用我国普遍存在的常压低压中高成熟度页岩油资源；2030年前，重点突破陆相页岩油储层高效原位改质开采技术；2035年前，具备规模化工业产能，能够有效动用我国中低成熟度页岩油资源。

在实验室与人才队伍建设方面，金之钧建议国家发展改革委能够给予重大装备研发支持，包括大型压裂设备、旋转导向钻井、低下原位加热工具等重大装备。另外，通过走出去与请进来相结合、研究与实践相结合的办法，加大加快人才队伍建设，加强国家实验室建设，并考虑建立页岩油勘探开发国家实验室。

最后，金之钧还建议推进勘探开发重点示范工程建设，重点开展准噶尔盆地吉木萨尔芦草沟组页岩油、渤海湾盆地古近系页岩油、汉江盆地古近系页岩油、鄂尔多斯盆地三叠系页岩油、松辽盆地白垩系页岩油五大勘探开发示范工程先导试验区建设，做到先行先试。

中国科学院院士、中国石油勘探开发研究院副院长邹才能表示，陆相页岩油革命之梦是中国石油工业的一个愿景，也许很快实现，也许路途艰难。只有不断求索科学真理，不断研发工程技术，探索出一条成熟的技术路线，才能完成“页岩油革命”的历史使命。