頁(yè)巖氣的無(wú)國(guó)界行動(dòng)

 

　　這里并非旅游景點(diǎn)，卻成為游客們爭(zhēng)相拜訪的“圣地”。一切源于切薩皮克能源公司在那里成立了一座學(xué)習(xí)中心，游客可以就近參觀這里的天然氣鉆探操作。“鉆井一日游”就此風(fēng)靡。

 

　　如此風(fēng)尚源于人們對(duì)能源神秘世界的好奇心，而頁(yè)巖氣正是這個(gè)世界里最具有吸引力的主角。

 

　　有一段時(shí)間，美國(guó)能源進(jìn)口依賴度的增加，常常被視為衰落的最有力證據(jù)。不過(guò)，頁(yè)巖氣革命改變了一切。

 

　　今天，石化巨頭們開始相信，能源業(yè)的未來(lái)在美國(guó)。蒸蒸日上的頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)，不僅直接影響了美國(guó)能源市場(chǎng)格局，還使許多高能耗重化工業(yè)的命運(yùn)發(fā)生逆轉(zhuǎn)。

 

　　十年前，人們還陷于對(duì)石油危機(jī)及發(fā)展生質(zhì)燃油等問(wèn)題的焦慮中，但近十年的無(wú)國(guó)界頁(yè)巖氣行動(dòng)，卻使全球能源版圖迎來(lái)了一場(chǎng)曠世變革。

 

　　在目睹了中東地區(qū)數(shù)十年間飽經(jīng)各種戰(zhàn)爭(zhēng)、制裁與動(dòng)蕩后，油氣生產(chǎn)商開始改變方向，試圖降低對(duì)該地區(qū)的依賴。

 

　　一場(chǎng)聲勢(shì)浩大的無(wú)國(guó)界行動(dòng)粉墨登場(chǎng)�；A(chǔ)是神秘的沉積巖，摻和一些特殊的化學(xué)藥劑，再加上一點(diǎn)石英顆粒，諸多元素完美融合，催生了這個(gè)時(shí)代最重要的商業(yè)故事主角之一——頁(yè)巖氣。

 

　　從上下游極其細(xì)分的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，到美國(guó)能源市場(chǎng)格局的面目一新，再到全球能源版圖的曠世變革，蒸蒸日上的頁(yè)巖氣，改變了一切。

 

　　與此同時(shí)，這種神奇的力量正在“東渡”，中國(guó)企業(yè)躍躍欲試。未來(lái)，隨著頁(yè)巖氣開發(fā)嫁接金融創(chuàng)新，以及礦權(quán)交易等市場(chǎng)化步伐加快，我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)也將全面開花。

 

　　頁(yè)巖寶藏非常規(guī)能源崛起

 

　　頁(yè)巖氣，近十年來(lái)最具有吸引力的新興能源之一。傳統(tǒng)天然氣由遠(yuǎn)古生物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年分解而成，但頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣，存在于油頁(yè)巖層、煤層與砂巖層等較深地層。

 

　　頁(yè)巖是一種層狀的松脆沉積巖，它具有堅(jiān)硬且易于呈薄片狀剝離的性質(zhì)，在頁(yè)巖的極小空隙中儲(chǔ)藏著天然氣及原油。和那些只要從地面向氣層鉆井，就會(huì)自動(dòng)從地下噴出來(lái)的常規(guī)天然氣不同，稀薄且分布廣泛的非常規(guī)天然氣必須采取特殊的挖掘方法，才能從地下開采出來(lái)。

 

　　有業(yè)內(nèi)人士形容，傳統(tǒng)開采油氣如同在“靜脈中抽血”，因?yàn)閹r層縫隙大，易開采，但開采頁(yè)巖氣則如同在“微血管抽血”。

 

　　并且由于開采成本較高，這種能源一度被稱為“無(wú)法開采的燃?xì)?rdquo;。

 

　　隨著上世紀(jì)八十年代開始的技術(shù)革新，人們首先實(shí)現(xiàn)了頁(yè)巖氣的高效開采。此后，以開采頁(yè)巖氣及頁(yè)巖油為目的的舉措迅速增多。

 

　　要如何把頁(yè)巖中的油氣“逼出來(lái)”，是整個(gè)頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)的最核心技術(shù)。美國(guó)目前主要應(yīng)用的開采技術(shù)有水平井加多段壓裂、清水壓裂及同步壓裂等。

 

　　其中，最為廣為人知的是美國(guó)人稍早發(fā)明的水力壓裂開采技術(shù)：將摻有化學(xué)藥劑的水用高壓泵注入地下頁(yè)巖層，能夠讓天然氣井附近的頁(yè)巖層產(chǎn)生裂縫，之后用高壓將含有石英顆粒和化學(xué)成份的水注入鉆孔中。水壓給頁(yè)巖造成了許多小裂隙，而石英顆粒進(jìn)入孔隙使其不能閉合。以此將天然氣擠壓出來(lái)，使其流入氣井。

 

　　這些頁(yè)巖氣有時(shí)很快就能到達(dá)地表。但如果頁(yè)巖過(guò)于致密，其到達(dá)地表的過(guò)程甚至可能超過(guò)一年。

 

　　技術(shù)東渡中國(guó)企業(yè)躍躍欲試

 

　　相比北美地區(qū)數(shù)十年的開采歷史，中國(guó)直到2005年前后才逐步有了頁(yè)巖氣概念，2008至2009開始實(shí)質(zhì)工作。國(guó)內(nèi)第一口頁(yè)巖氣水平井威201-H1井于2009年12月開鉆，僅5年歷史。

 

　　美國(guó)打了幾萬(wàn)口井，形成了成熟的體系，而中國(guó)才打了兩三百口井，經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、裝備尚未完全成熟。盡管如此，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍在努力嘗試。中國(guó)石化上個(gè)月宣布，國(guó)土資源部油氣儲(chǔ)量評(píng)審辦公室組織專家組評(píng)審認(rèn)定，涪陵頁(yè)巖氣田是典型的優(yōu)質(zhì)海相頁(yè)巖氣，新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量1067.5億立方米。這標(biāo)志著中國(guó)首個(gè)大型頁(yè)巖氣田正式誕生，拉開了中國(guó)頁(yè)巖氣商業(yè)開發(fā)的序幕。

 

　　中石化石油工程技術(shù)研究院戰(zhàn)略規(guī)劃研究所副所長(zhǎng)王敏生向記者介紹，初期中國(guó)頁(yè)巖氣開采的關(guān)鍵技術(shù)如水平井壓裂等都是向國(guó)外學(xué)習(xí)，“美國(guó)經(jīng)驗(yàn)豐富，借鑒比另起爐灶起點(diǎn)高”。然而由于我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜，頁(yè)巖儲(chǔ)層比美國(guó)深，技術(shù)引進(jìn)后需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行改進(jìn)。

 

　　他進(jìn)一步說(shuō)，未來(lái)主要是提高效率和降低成本兩大方向的技術(shù)攻關(guān)，依靠井工廠連續(xù)作業(yè)、連續(xù)生產(chǎn)的模式實(shí)現(xiàn)，“即在同一個(gè)小范圍內(nèi)打很多口井，幾口井同時(shí)鉆井、壓裂、生產(chǎn)，進(jìn)行重復(fù)、批量化作業(yè)，包括重復(fù)利用鉆井液、施工車輛等”，這樣可以降低設(shè)備搬運(yùn)、人力等待和水資源等成本，此外同步壓裂形成的裂縫網(wǎng)絡(luò)大大提高了頁(yè)巖氣井的產(chǎn)能和最終采收率。

 

　　“井工廠”的概念最早來(lái)自于加拿大能源公司，目前國(guó)內(nèi)設(shè)備商也陸續(xù)開發(fā)了成套的“井工廠”解決方案。關(guān)鍵技術(shù)包括井場(chǎng)部署、批量化作業(yè)、特種作業(yè)鉆機(jī)、井眼軌跡控制技術(shù)、同步壓裂技術(shù)、裂縫監(jiān)測(cè)技術(shù)、鉆井液循環(huán)利用和壓裂液回收利用等。

 

　　“下一步開發(fā)頁(yè)巖氣能不能成功，經(jīng)濟(jì)性是關(guān)鍵因素之一。其中很重要的一條就是我們的裝備，能不能使我們開發(fā)頁(yè)巖氣的成本能夠往下走，除了鉆機(jī)以外，就是壓裂，單靠進(jìn)口成本是比較高的，因此要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。”中國(guó)石油[0.25%資金研報(bào)]石化設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)首席顧問(wèn)趙志明指出。

 

　　令人欣慰的是，包括中石化下屬的江漢四機(jī)廠、杰瑞、科瑞以及寶雞的民營(yíng)企業(yè)等都在不斷開發(fā)國(guó)產(chǎn)新設(shè)備。

 

　　民營(yíng)油氣設(shè)備龍頭杰瑞股份去年10月發(fā)布了“小井場(chǎng)大作業(yè)”成套頁(yè)巖氣壓裂解決方案，這是目前世界首套針對(duì)復(fù)雜地理?xiàng)l件下頁(yè)巖氣開采的解決方案。目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的世界最大功率3100型壓裂車已在川慶地區(qū)進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，240桶閉式混砂車、壓裂全自動(dòng)混配車等都在新疆油田得到應(yīng)用，效率和產(chǎn)量較常規(guī)設(shè)備提升50%以上。此外，公司今年3月推出了中國(guó)第一臺(tái)渦輪壓裂車，最高功率達(dá)4500水馬力。使中國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后，第三個(gè)擁有渦輪壓裂裝備的國(guó)家。

 

　　另一家民營(yíng)鉆機(jī)龍頭、港股上市公司宏華集團(tuán)今年3月亦發(fā)布了“一體化”全新頁(yè)巖氣整體解決方案，徹底改變了原有頁(yè)巖氣開發(fā)過(guò)程中的柴油驅(qū)動(dòng)模式，設(shè)計(jì)了“以氣打氣，氣電結(jié)合”的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，即用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)取代了傳統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，利用自身生產(chǎn)出的頁(yè)巖氣驅(qū)動(dòng)井場(chǎng)鉆采設(shè)備。并在頁(yè)巖氣井場(chǎng)建立變電站及輸電電網(wǎng)，以頁(yè)巖氣發(fā)電結(jié)合頁(yè)巖氣自身驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，配備6000馬力壓裂泵、6套柔性水罐，其獨(dú)有的水罐是傳統(tǒng)水罐4倍容積，僅用1/4占地面積，可折疊移運(yùn)。據(jù)悉，運(yùn)用該套解決方案，可減少開采占地面積50%-65%，節(jié)省10%鉆井成本，減少每口井二氧化碳排放量226噸。

 

　　業(yè)內(nèi)人士分析，隨著國(guó)內(nèi)裝備制造能力進(jìn)步，頁(yè)巖氣井工廠作業(yè)、水平井分段壓裂等關(guān)鍵技術(shù)重新組合應(yīng)用，國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣打井單井成本已經(jīng)從初期1億多降到7、8千萬(wàn)，規(guī)模開發(fā)后還有繼續(xù)下降空間。未來(lái)隨著頁(yè)巖氣開發(fā)金融創(chuàng)新，礦權(quán)交易等市場(chǎng)化放開，我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)將從先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)、南方海相頁(yè)巖突破逐步過(guò)渡到陸相頁(yè)巖全面開發(fā)。

 

　　挖掘“金礦”衍生品中大有文章

 

　　頁(yè)巖氣的開發(fā)已經(jīng)在全球多個(gè)國(guó)家掀起熱潮，形成客觀的市場(chǎng)前景。據(jù)研究公司GrandView本周發(fā)布的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，全球頁(yè)巖氣市場(chǎng)規(guī)模有望在2020年達(dá)到670.2億美元。而頁(yè)巖氣產(chǎn)量有望在2014至2020年間實(shí)現(xiàn)8.3%的復(fù)合年增長(zhǎng)率，其中，亞太市場(chǎng)將成為增長(zhǎng)最快速的市場(chǎng)，2015年至2020年間的復(fù)合年增長(zhǎng)率將高達(dá)66.7%。

 

　　隨之而來(lái)的衍生產(chǎn)業(yè)也欣欣向榮地出現(xiàn)了變革。在美國(guó)，利用頁(yè)巖氣的主要成分甲烷制造甲醇的工廠建設(shè)接連涌現(xiàn)。海外媒體披露，包括全球最大的甲醇生產(chǎn)商Methanex公司在內(nèi)，多家企業(yè)都會(huì)在2014年至2017年增產(chǎn)，總增產(chǎn)規(guī)模預(yù)計(jì)為每年500萬(wàn)噸。

 

　　頁(yè)巖氣還有其他一些有用的副成分。這些副成分是樹脂和涂料等多種有機(jī)材料的原料，乙烷就是其中的代表。從頁(yè)巖氣中提取的乙烷價(jià)格低，使得化工業(yè)的成本競(jìng)爭(zhēng)力提高，樹脂等副產(chǎn)品的價(jià)格也有望大幅降低。

 

　　而南非石化巨頭Sasol在美國(guó)路易斯安那州的萊克查爾斯河口附近興建了一處能源設(shè)施。利用墨西哥灣沿岸地區(qū)以水力壓裂技術(shù)開采的廉價(jià)天然氣，并將天然氣分解成乙烯，這是用于制造塑料、涂料和食品包裝的化工原料。該公司還計(jì)劃將天然氣轉(zhuǎn)化成高品質(zhì)柴油和其他燃料。

 

　　頁(yè)巖氣不僅是燃料和化學(xué)品的原料，還能在制鐵工藝中作為還原劑使用。據(jù)外媒披露，普通高爐的還原劑使用焦炭，但稱為直接還原法的制鐵工藝?yán)锰烊粴膺�原。因此，廉價(jià)的頁(yè)巖氣受到了關(guān)注。美國(guó)大型電爐企業(yè)紐柯鋼鐵公司與奧地利奧鋼聯(lián)公司分別在美國(guó)路易斯安那州和德克薩斯州建設(shè)了還原鐵工廠。

 

　　亞洲石化公司則在興建油罐及更新工廠設(shè)備，以儲(chǔ)存并加工處理自美國(guó)進(jìn)口的液化石油氣(LPG)。這些石化公司指望美國(guó)頁(yè)巖氣開采熱潮帶來(lái)的大量供應(yīng)，取代成本較高的石腦油作為原料。美國(guó)顧問(wèn)公司ESAI表示，頁(yè)巖氣熱潮料將推升美國(guó)LPG產(chǎn)量。2019年前，美國(guó)LPG過(guò)剩量將從2014年的每日27萬(wàn)桶，倍增至每日55萬(wàn)桶。能源顧問(wèn)公司FACTS則估計(jì)，到2020年，美國(guó)LPG出口預(yù)計(jì)較去年增加約兩倍，達(dá)到每日63.5至79.5萬(wàn)桶左右。

 

　　格局之變　能源版圖醞釀革新

 

　　盡管頁(yè)巖氣被視作未來(lái)能源之星，一些批評(píng)者認(rèn)為，人們低估了在天然氣開采、運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程中向大氣中泄漏的甲烷量。甲烷是天然氣的主要成分，它對(duì)環(huán)境的危害比碳嚴(yán)重很多倍。德國(guó)政府日前便計(jì)劃未來(lái)七年中止頁(yè)巖氣鉆探，原因是擔(dān)心頁(yè)巖氣的勘探技術(shù)可能會(huì)污染地下水。

 

　　然而，伴隨政策及技術(shù)的不斷完善，技術(shù)人員也在不斷探索環(huán)境和效率間的平衡。在政策層面，業(yè)內(nèi)共識(shí)是，頁(yè)巖氣大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)除了國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼，更需要良好的市場(chǎng)環(huán)境。在美國(guó)，頁(yè)巖氣開發(fā)蓬勃發(fā)展就是由幾千家中小民營(yíng)企業(yè)帶動(dòng)的，中國(guó)目前仍是巨大石油巨頭主導(dǎo)的局面，民營(yíng)企業(yè)因礦權(quán)、資金、區(qū)塊、技術(shù)等限制，進(jìn)入阻礙仍較大。

 

　　對(duì)此，記者獲悉，受國(guó)家能源局委托，中石化、中石油及中海油下屬能源研究院等多家單位，正聯(lián)合進(jìn)行“十三五”及中長(zhǎng)期頁(yè)巖氣開發(fā)問(wèn)題研究。據(jù)中海油相關(guān)人士透露，深化頁(yè)巖氣體制機(jī)制改革，其課題聚焦礦權(quán)、生態(tài)區(qū)建設(shè)、氣價(jià)、財(cái)稅補(bǔ)貼、企業(yè)激勵(lì)、地方積極性、配套基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)保八方面創(chuàng)新。

 

　　咨詢公司W(wǎng)oodMackenzie分析師帕尼·加爾達(dá)認(rèn)為，頁(yè)巖氣產(chǎn)業(yè)剛剛起步，“它甚至還沒(méi)有到年輕人的年紀(jì)。如何實(shí)現(xiàn)最大化生產(chǎn)的方案尚未敲定，因此還有很大的增長(zhǎng)空間。”

 

　　在成長(zhǎng)過(guò)程中，頁(yè)巖氣更為被關(guān)注的另一個(gè)身份是全球能源格局顛覆者。據(jù)國(guó)際能源署(IEA)評(píng)估，全球頁(yè)巖氣蘊(yùn)藏量是187萬(wàn)億立方公尺，與傳統(tǒng)天然氣蘊(yùn)藏量的196萬(wàn)億立方公尺相當(dāng)，在頁(yè)巖氣開采全面商業(yè)化后，全球天然氣開采年限，預(yù)估由過(guò)去的59年大幅拉高到超過(guò)100年。

 

　　進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著開采新技術(shù)的涌現(xiàn)，開采成本迅速降低，目前已經(jīng)可以和常規(guī)天然氣相媲美。價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)，使用煤炭發(fā)電的企業(yè)紛紛轉(zhuǎn)向使用廉價(jià)的頁(yè)巖氣，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力由此明顯提升。頁(yè)巖氣除影響石化業(yè)外，對(duì)能源發(fā)電業(yè)也帶來(lái)深遠(yuǎn)影響，它幫助美國(guó)電價(jià)成為全球最具競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家，使用能源比重高的制造業(yè)有轉(zhuǎn)向美國(guó)投資設(shè)廠的趨勢(shì)。

 

　　日本媒體評(píng)論稱，頁(yè)巖革命帶來(lái)的能源降價(jià)拉低了美國(guó)的電費(fèi)。另外，頁(yè)巖氣還是樹脂和涂料等多種有機(jī)材料的廉價(jià)原料，因此，有機(jī)材料的價(jià)格也有望降低。將來(lái)，能源、電力和材料價(jià)格都非常低的美國(guó)將成為極具魅力的生產(chǎn)基地，所以說(shuō)，美國(guó)今后可能重新成為世界工廠。

 

　　掌聲與非議共存，盡管看起來(lái)頁(yè)巖氣所貼上的標(biāo)簽讓人捉摸不透。但是我們?nèi)匀豢吹饺蛐碌哪茉窗鎴D在緩緩拉開。

 

　　曾在福特和卡特執(zhí)政美國(guó)時(shí)任政府顧問(wèn)的能源經(jīng)濟(jì)學(xué)家PhilipVerleger用足球比賽打了一個(gè)比方：頁(yè)巖就像是一種在朋友間舉行的對(duì)抗賽，如果比賽時(shí)開始下雨了，每個(gè)人都躲進(jìn)室內(nèi)避雨，一旦雨停了，他們可以迅速重新開始比賽。大型傳統(tǒng)能源項(xiàng)目更像是世界杯比賽：取消的代價(jià)很大，而一旦取消，他們需要花很長(zhǎng)時(shí)間重啟。頁(yè)巖產(chǎn)出很可能會(huì)很快地下降，但是它也極有可能迅速?gòu)?fù)蘇。