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页岩气:美国的今天,不一定是中国的明天 ——中国页岩气行业现状解析【图】

    导语:前几年,美国的页岩气大规模商业开发引领了第三次能源革命,美国本土能源价格被压至谷底,并第一次成功实现了能源输出。随即,美国的制造业大量回流,并与机器人产业完美匹配,这又促进了工业自动化的发展。这场页岩气革命,不仅改变了美国的能源结构和能源战略,也影响了世界政治格局。但这是别人家的页岩气,页岩气革命浪潮中,美国的今天,不一定是中国的明天。中国页岩气行业的储量如何?技术水平如何?政策法规如何?本文将一一道来。(文/MOLBASE 赵镇)

    一、全球及中国页岩气资源分布

    美国能源署估算了32个国家的页岩气的技术可采储量,页岩气总储量为187.6万亿立方米,远超这些国家天然气总储量36.1万亿立方米。其中,中国页岩气可采储量世界第一,达到36万亿立方米,远远超过了探明的3.0万亿立方米天然气储量。国土资源部油气中心采用成因法、统计法、类比法及特尔菲法进行估算,估算的中国页岩气可采资源储量大约31万亿方,与美国能源署估计大体一致。

图1 全球页岩气技术可采储量分布

数据来源:EIA

    中国页岩气资源主要分布在中国南方古生界、华北地区下古生界、塔里木盆地寒武-奥陶系广泛发育有海相页岩以及准格尔盆地的中下侏罗统、吐哈盆地的中下侏罗统、鄂尔多斯盆地的上三叠统等发育有大量的陆相页岩,地理位置上处于塔里木、准噶尔、松辽等9个盆地。

    虽然中国页岩气储量丰富,但开采较困难。页岩气资源多分布在边远山区资源且离地表较远;另外丰度较差,矿井开采期较短;而且中国页岩气地质结构种类较多,需要不同的开发技术,四川盆地属于海相页岩储层,可借鉴美国经验,而吉林东部盆地属于陆相页岩储层,美国技术不适用,需要自主开发技术。

图2 中国页岩气资源分布情况

数据来源:EIA

    二、中国页岩气产业发展历程

    中国页岩气起步较晚,2006年开始页岩气资源的调查研究。在近8年的发展中,尽管阻力重重,但中国页岩气产业仍然获得较快发展。中国与国外相关企业进行了一系列的合作,较快地获得了相关基础技术。此外,作为低品位的资源,中国页岩气受到越来越多的政策支持,2011年,国家能源局提出页岩气十二五规划;2013年,能源局将页岩去开发纳入国家战略新兴产业。

    2014年国际油价开始持续下跌,石油上游利润被压缩。相当“烧钱”的非常规油气勘探开发处境尴尬。我国的页岩气开发已相应慢下来了,这两年页岩气没有太大的发展。

图3 中国页岩气发展历程(截至2013年,2014至今页岩气发展缓慢)

数据来源:MOLBASE

    三、中国页岩气开发技术分析

    页岩油气是特指赋存于页岩中的非常规油气,而页岩气是指位于暗色泥页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。

    页岩气区块的开发流程分为勘探、钻井和采气三个阶段。总体而言,中国页岩气开采仍处于探索及实验阶段。中石油、中石化和延长油田已分别打出了页岩气试验开采井,但目前中国还没有形成页岩气工业化产量。

图4 页岩气开采流程

数据来源:EIA

    页岩气的开发技术包括页岩气资源评价技术、开发技术和工厂化作业技术。美国经过30多年页岩气开发,形成了成熟可靠的开采技术。目前美国是世界上唯一实现了页岩气大规模开采的国家,代表了世界上最先进的页岩气开采技术。中国的页岩气开采技术处于技术储备和合作学习的阶段。

    页岩气的勘探技术与常规天然气类似,使用的勘探设备也基本相同,比较具有技术含量的环节是地震资料的解释和评价技术。中国企业在页岩气勘探方面经验不足,但基本可以满足要求,也能得到国外企业的帮助。中石油、中石化都是全产业链经营模式,国内的勘探企业基本上都集中在这两个公司内部,缺少独立的投资标的。这两家公司勘探作业能力基本能够完成页岩气勘探任务。

    页岩气开发和采集的技术,目前需要学习美国企业的。国内油田技术服务公司基本上不掌握页岩气开采技术,很难参与其中,只能提供一般性的服务。但国内已有部分企业开始前期相关的技术储备,例如安东油田服务和宏华集团。安东油田服务早在2006年就开始储备页岩气开发的相关技术,并参加了中石油第一口页岩气实验开采井的施工。宏华集团在页岩气开发规划服务方面处于国内领先地位,还研发了较多适应中国开发环境的开采设备。

表1 中国与美国页岩气技术开发情况对比

 
技术项目
美国相关技术成熟度
中国相关技术成熟度
页岩气资源评价技术
页岩气开发机理分析研究
★★★★
★★
实验测试与分析
★★★★
★★
含气特点与模拟
★★★
★★
有利选区与评价
★★★★
★★
产能分析及预测
★★★★
★★★
页岩气开发技术
多级压裂
★★★★
★★★
清水压裂
★★★★
★★
水力喷射压裂
★★★
★★★
重复压裂
★★★★
★★
同步压裂
★★★★
★★
氮气泡沫压裂
★★★★★
★★★
大型水力压裂
★★★★★
★★★
压裂液
★★★★
★★
精确导向与储层改造
★★★★
★★
钻直井及完井技术
★★★★★
★★★
钻水平井及完井技术
★★★★
★★
页岩气工厂化作业技术
-
★★★★

注:★★★★★--非常成熟;★★★★--比较成熟;★★★--一般成熟;★★--较不成熟;★--非常不成熟

数据来源:MOLBASE

    压裂技术是页岩气开采中的关键技术,压裂费用一般占页岩气开采总费用的30%左右,是页岩气开采能否实现低成本工业化开发以及保证页岩气产量的关键点。压裂技术一般以岩石力学理论为基础,分为水力喷射压裂、氮气泡沫压裂、同步压裂等多种压裂方式,它们各自的技术特点及适用范围见下表。

表2 压裂技术特点及适用性表

压裂技术项目
技术特点
适用性
多级压裂
多段压裂,分段压裂;技术成熟,使用广泛
产层较多,水平井段长的井
清水压裂
减阻水为压裂液主要成分,成本低,但携沙能力有限
适用于天然裂缝系统发育的井
水力喷射压裂
定位精准,无需机械封隔,节省作业时间
尤其适用于裸眼完井的生产井
重复压裂
通过重新打开裂缝或裂缝重新取向增产
老井和产能下降的井均可使用
同步压裂
多口井同时作业,节省作业时间且效果好于依次压裂
井眼密度大,井位距离近
氮气泡沫压裂
地层伤害小,滤失低,携沙能力强
水敏性地层和埋深较浅的井
大型水力压裂
使用大量凝胶,完井成本高,地层伤害大
对储层无特别要求,适用广泛

数据来源: MOLBASE

    中国页岩气开采仍处于探索及实验阶段,开采技术处于技术储备和合作学习的阶段。中石油、中石化以及延长石油各自拥有试验井,是中国该行业的领先者。另有一些企业(如安东油田服务和宏华集团),在技术储备上走在全国前列。预计未来3-5年内,中国可以完成合作学习阶段。但由于中美页岩地质条件的较大差异,预估需要10年以上的时间才能完成技术消化,15年以上的时间达到技术成熟和工业化采集的程度。

    四、中国页岩气开发政策解读

    近年,中国已为支持页岩气开发出台了多个政策,包括2011年国土资源部将页岩气作为独立矿种加强管理。此外,2012年出台的《页岩气发展规划(2011-2015年)》、《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》,详述了我国页岩气开发的规划、目标、技术路径、补贴、税收优惠等。其中《页岩气发展规划(2011-2015年)》是中国已出台的最重要政策,2013年国家能源局发布的《页岩气产业政策》明确将页岩气开发纳入国家战略性新兴产业,是该发展规划的延续和补充。

    《页岩气发展规划(2011-2015年)》总体方向及目标是为页岩气产业打基础、建体制;支持政策则主要是借鉴煤层气情况,重点加强财税支持。

表3 页岩气发展规划(2011-2015年)的相关情况

总体方向
鼓励政策
到2015 年,基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价
掌握页岩气资源潜力与分布,优选一批页岩气远景区和有利目标区,建成一批页岩气勘探开发区,初步实现规模化生产
主要装备自主化生产,形成一系列国家级技术标准和规范,建立完善的产业政策体系
依法取得页岩气探矿权采矿权的矿业权人或探矿权采矿权申请人可按照相关规定申请减免页岩气探矿权和采矿权使用费
对页岩气勘探开发等鼓励类项目项下进口国内不能生产的自用设备(包括随设备进口的技术),按有关规定免征关税
页岩气出厂价格实行市场定价
优先用地审批
主要目标
配套建设
优选30~50 个页岩气远景区和50~80个有利目标区
探明页岩气地质储量6000 亿立方米,可采储量2000 亿立方米
2015 年页岩气产量65 亿立方米
形成适合我国地质条件的地质调查与资源评价技术方法,勘探开发关键技术及配套装备
天然气管网设施比较完善的页岩气勘探开发区,积极建设气田集输管道,将页岩气输入天然气管网
对远离天然气管网设施,初期产量较小的勘探开发区,建设小型LNG或CNG利用装臵防止放空浪费
根据勘探开发进展情况,适时实施建设页岩气外输管道
相关管理机制
-
确定页岩气招标机制、矿区招标的具体规划、招标管理办法
领导协调机制,协调各中央部委、省份、央企的机制,解决开发存在的重大问题
协调中石油、中石化和各省市矿区重叠的问题
-

数据来源:国家能源局

    五、中国页岩气定价机制及开采成本分析

    中国天然气定价机制比较复杂,国家发改委制定各个油田天然气井口价格和各段管道运输价格,各个省市制定各地零售指导价格。天然气价格处于严格的政策管制中,天然气井口价格远低于进口管道天然气和LNG价格。这产生两个问题:一是国内企业天然气开采投资不足,发展缓慢;二是国际进口管道天然气和LNG价格高,进口亏损巨大。目前天然气价格试点已经启动,已有5个省参与了天然气价格改革,但大范围的改革还需较长时间。

    尽管页岩气的价格已使用市场定价,但由于页岩气和普通天然气的高度可替换性,且页岩气开采经济回报率低于常规天然气,目前国内天然气价格政策一定程度上影响了企业页岩气投资的积极性。

    页岩气投资进展将取决于天然气的价格,以及页岩气与LNG进口、管道天然气进口、煤层气等其他天然气供应方式的竞争力比较。

表4 天然气(包括页岩气)的定价机制

-
试点地区*
非试点地区
定价方法
市场净回值法*
成本加成法
做价方法
分省制定统一的门站价格
区别气源、路径,分别制定出厂价格和管道运输价格
定价权
国家制定的统一门站价格为最高上限价格,供需双方可在不超过这一价格水平的前提下,自主协商确定实际交易价格
出厂价和管输价由国家发改委制定
城市配送服务费由地方政府制定
调整机制
门站价格实行动态调整机制,根据可替代能源价格变化情况,每年调整一次,并逐步过渡到每半年或每季度调整
发改委调整
非常规天然气定价
对页岩气、煤层气、煤制气三种非常规天然气,出厂价格实行市场调节,由供需双方协商确定
进入长途管道混合输送的,执行统一门站价格
N/A

注:*市场净回值法:是将天然气的销售价格与市场竞争形成的可替代能源商品商品价格挂钩,在此基础上倒扣物流成本后回推确定天然气销售各环节的价格
*试点地区:广东、广西、江苏、河南、湖南

数据来源:国家能源局

    根据美国页岩气的开发情况,预测目前中国四川盆地的页岩气开采成本2.5-4.5元/立方米(现阶段预测页岩气开采的经济性尚缺乏很多实证数据,因此该数据仅具备参考意义),高于美国页岩气成本,更远高于国内天然气的开采成本。产量是页岩气开采成本的关键指标,随着开采技术的成熟,页岩气成本具备较大下行空间,预计开采成熟期,四川盆地的页岩气开采成本可降至1.5-2.5元/立方米。

表5 页岩气与常规天然气开采成本对比(单位:元/立方米)

油气田名称
预估平均开采成本
美国典型页岩气
1.5
四川页岩气(开采早期)
2.5-4.5
四川页岩气(开采成熟期)
1.5-2.5
川渝气田
0.63
长庆气田
0.65
青海气田
0.60
新疆气田(不含西气东输气田)
0.51
其他(大港、辽河、中原等)
0.60

数据来源:MOLBASE

    六、中国页岩气产业的优劣势分析

表6中国页岩气产业的优劣势分析

-
优势
劣势
技术
NA
中国页岩气地质结构种类较多,需要不同的开发技术,不能直接应用国外技术,自身技术远未成熟
水平井深度和效率仍较低
油基钻井液等仍难自足
政策
积极推进清洁能源战略
页岩气可保护中国能源安全
目前有财税补贴
政府对天然气价格管控
土地资源归中央所有
主要优质地块不开放
基建
NA
运输管网规模小,运力受限
油气管道运输则未开放,入网困难
页岩气区域大多缺水
市场
中国是天然气净进口国,市场缺口巨大
油气行业准入门槛较高
资本市场不足以支持
其他
页岩气资源丰富,发展潜力巨大
中国的非常规天然气开采难度高

数据来源:MOLBASE

    七、中国页岩气开发项目进展

    国土资源部中国地质调查局油气资源调查中心的数据显示,截至2012年底,全国钻井已超过120口,预计2012年底我国页岩气产量接近2亿立方米,跟之前页岩气“十二五”规划要求仍有较大差距,“十二五”规划要求2015达到65亿立方米。

    中石化和中石油仍然是国内页岩气生产的主要参与者。目前中石油已建成两个国家级页岩气示范区,分别是长宁-威远国家级示范区和云南昭通国家级示范区。

    中石化页岩气开发紧随其后,中石化在四川盆地陆相、海相以及东部断陷盆地古近系页岩气资源勘探方面都取得了突破。
此外,延长集团在鄂尔多斯盆地的页岩气勘探开发也获得了一定进展。

表7 国内主要页岩气项目进展

企业
页岩气项目进展
中石油
获得威远、长宁、昭通和富顺-永川4个有利区块
长宁-威远国家级示范区完钻16口井,完成压裂试气12口井。直井日产量0.2-3万立方米,水平井日产量1-16万立方米
云南昭通国家级示范区完钻7口井,直井日产量0.25万立方米,水平井日产量1.5-3.6万立方米
中石化
黔东、皖南、川东北完钻5口评价井,其中2口井获得工业气流
优选了建南和黄平等有利区块
延长石油
2011年完钻国内第一口陆相页岩气井
延安地区3口井获得陆相页岩气发现
在鄂尔多斯盆地完钻24口井,完成页岩气压裂井14口,其中直井压裂井13口,水平井分段压裂井1口,均见页岩气流
全国总计
截至2012年底,全国累计完成129口页岩气相关钻井,其中包括:
调查直井     46口
探井(直井) 55口
评价井       28口

数据来源:国土资源部

    结合前文中国的页岩气资源分布情况、页岩气技术进展、政策、矿权管理、页岩气项目进展等情况,中国页岩气发展时间表如下图所示。
目前中国页岩气开采还处于探索阶段, 2015年之前中国页岩气以勘探为主,开采井将以学习技术和积累经验为主;2015年后开采条件初步成熟,第一次和第二次页岩气探矿权招标的企业也将完成探矿任务,相关区块进入钻井阶段。

    鉴于政策制定的周期,预计2013-2014年矿权管理和优惠政策将会明朗;鉴于技术学习所需的时间,预计2014年底国内企业开采技术成熟;鉴于价格改革的进展,到2015年初,天然气价格改革将取得较大进展;而勘探、钻井、开采则会在2015年之后逐渐成熟。

图5 中国页岩气开采时间表(截至2015年)

数据来源:MOLBASE

    一些结论:现阶段中国页岩气开采还处于探索阶段,尚未探明页岩气储量分布,也未形成评价和开采的标准,并基本上不掌握页岩气开采的专有技术。在未来3-5年内,将逐步完成技术经验的积累;在未来10年内,各相关条件逐渐成熟;在未来15年内,有望到达页岩气产业的收获期。

本文来源:摩贝视野( qikan.molbase.com )

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标签: 页岩气
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