湖北省页岩气勘探开发的优势分析

吴非蒙 余书漫

摘 要：页岩气的开发对于调整我国能源结构，缓解能源短缺具有重大意义。根据国民经济和社会发展的指导意见，国家发改委、国土资源部、财政部、国家能源局共同研究制定了《页岩气发展规划（2011—2015年）》，其中湖北省是规划中重点勘探开发区之一。在页岩气开发方面，湖北省烃源岩发育层系分布广泛，但存在诸多潜在问题。如何解决这些问题对于加快湖北省页岩气的勘探开发，推动发展能源工业与社会经济有强烈的现实意义。

关键词：湖北省 页岩气 勘探开发 优势 问题

中图分类号：TK01+9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0249-02

页岩气是储存于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩夹层中的一种非常规天然气。目前，页岩气已成为世界能源勘探开发的热点资源。全球页岩气资源丰富，其中中国具有世界上技术可采储量最大的页岩气资源，预计高达30万亿立方米。作为中部经济最发达的省份，湖北省天然气生产与消费缺口不断扩大，据湖北省统计局公开数据显示，2011年全省天然气产量1.55×109m3，天然气消耗量约1.18×1010m3，约85%以上来自省外，页岩气的开发对湖北省解决天然气供需矛盾、调整能源结构、发展低碳经济具有重大作用。

1 国内外能源格局现状分析

近10年来，由于北美页岩气大规模开发带来的非常规能源革命深刻的影响了国际能源格局，主要体现在以下两点：

（1）能源供需版图的变化。随着美国开发页岩气对传统能源的替代作用逐步显现，美国对进口石油的依存度则相应减小。美国能源情报署发布的一份分析报告中称，中国自2013年10月起的月度石油净进口量，以及2014年起的年度石油净进口量将超过美国（图1）。另据《人民日报》刊登的《中国未来能源发展战略探析》显示，2010～2030年，中国和印度新增石油需求将占全球新增石油需求的一半以上，全球将出现油气消费重心东移，生产重心西移的新趋势。

（2）能源供应结构的变化。根据美国能源情报署的统计，美国页岩气生产前的2006年，天然气产量为18.5×1012ft3，2012年已超过24×1012ft3，增加部分全部来自页岩气。2012年页岩气产量占全国天然气产量的近40%。从国际货币基金组织公布的统计数据也不难看出，2008年，美国市场上每1000立方米天然气价格与同期每桶西德克萨斯原油的比价为3.202，而到2012年则下降到1.097。不同能源间比价变动会产生资源配置的跟进效果，有助于提升高效清洁能源在世界能源结构中的比重。

从我国的能源结构历史上来看，煤炭与石油长期位于能源消费的前两位。近年来，我国油气资源供需矛盾日益突出，对天然气的需求量不断加大，国际市场竞争激烈。大力推进页岩气的勘探开发对于我国具有重要意义。

（1）调整能源结构，保证能源安全。据中国石油集团经济技术研究院发布《2013年国内外油气行业发展报告》称，2013年中国石油和天然气的对外依存度分别达到58.1%和31.6%，中国已成为全球第三大天然气消费国。可以说，开发页岩气对于平衡我国能源需求种类、发展境内能源类商品的交易市场、化解进口依存度过高带来的能源供应隐患有着不可或缺的重大作用。

（2）建设“低碳社会”，促进可持续发展。从环保角度来看，天然气中几乎不含硫、粉尘及其他有害物质，对环境的污染比煤和石油小得多，其燃烧产生的SO2、NOX和温室气体极少，对于空气造成的污染轻微很多。从节能高效的角度来看，与煤炭和石油相比，天然气的热值为8000～10000cal/m3，远高于煤炭；并且天然气的热效率可达70%以上，不仅高于煤炭的40%～60%，而且也高于石油的65%左右。

2 湖北省在页岩气开发方面具有的优势

页岩气為产自低孔低渗、富含有机质页岩地层系统中的天然气，常分布于盆地内厚度较大、分布较广的烃源岩层中。页岩气的成藏机理表明：生烃有机质含量较高的泥页岩是其成藏的最好岩性。中国陆上广泛发育海相、海陆过渡相、陆相三大套富有机质黑色泥页岩，均具备形成页岩气的基本地质条件，其中南方扬子地区古生界、二叠系龙潭组是预测储量最高的区域之一。

2.1 具有大面积、大储量生成页岩气的地质条件

从全国的地质构造划分来看，湖北省属于中上扬子地区。扬子地区寒武系是中国南方古生界最好的烃源岩发育层系之一，上扬子区的鄂西渝东地区广泛分布海相和湖相细粒碎屑岩，志留系发育较好，整个志留系残余地层厚度达1200～2770m，底部存在一套良好的高成熟度、高有机质丰度的烃源岩；而处于中扬子地区的湘鄂西区和江汉平原区，上震旦统、下寒武统和志留系广泛发育的页岩，其沉积层位比较稳定、分布面积大、沉积厚度大，有机碳含量高、有机质类型好，多数已到成熟—过成熟阶段，具备良好的页岩气形成条件（图2）。

由此可见湖北省页岩气的成藏地质条件较好，具备蕴藏大面积大储量页岩气资源的潜力。中国石化华东分公司开展的《中国南方页岩气选区评价研究》课题成果也表明，含湖北省在内的扬子地区的南方古生界发育多套高成熟度、高有机质丰度的黑色页岩，是开展页岩气勘探开发应用的有利地区。

2.2 具有丰富的可利用水资源

目前世界应用最广泛，效果最好的页岩气开采技术是钻水平井且使用水压裂岩层形成裂缝，而且在施工与生产过程中根据实际需要还会在地层中注入化学试剂。水力压裂技术需要消耗大量水资源，根据美国能源部统计数据显示，Marcellus 页岩气田的每一个钻井平均用水量约1.5×104m3（压裂用水量占 98%）；Barnett页岩气田每个钻井需水1×104m3（压裂用水占 85%）；Fayetteville 页岩气井需1.2×104m3（压裂用水占95%）；Haynesville 页岩气井需1.4×104m3（压裂用水占73%）。

湖北省作为中国著名的千湖之省，长江汉水交汇之地，水资源丰富。据湖北省水利局公开数据显示（图3），2012年全省水资源总量813.9×108m3，而统计分析了全省各区的水资源量与用水量发现，页岩气最有利富集的鄂西、鄂中地区在用水量位居全省末尾，有较富余的水资源利用空间，可进行页岩气工业化开发。

2.3 具有丰富的油气勘探开发的智力储备和建设经验

湖北省历来是中国的教育大省，武汉是中国三大科教中心之一。对于石油与天然气工业，湖北省拥有中国地质大学、长江大学两所在地质、石油天然气领域有悠久办学历史与科研实力的大学，两所大学拥有大量在油气地质、开发领域经验丰富、学术研究成果累累的老师、教授。可以说湖北拥有全国排名前列的油气领域智力资源。

位于湖北潜江的中石化江汉油田分公司经过40多年的发展已经成为中国南方重要的油气勘探开发基地、工程技术服务基地和石油机械装备制造基地，目前已投入开发的重庆涪陵页岩气田的建设主力军正是江汉油田分公司。截止到2014年5月，涪陵气田焦石坝区块已实施分段压裂水平井26口，平均单井无阻流量10.1×104～155.8×104m3/d，取得了显著效果。希望政府划拨专项资金，推进校企合作，整合企业丰富的建设经验及技术与学校的科研实力，提高页岩气开采技术，促进湖北能源工业的发展。

3 潜在问题探讨

目前，页岩气的勘探开发技术日趋成熟，在应用这些成熟的开发技术获得巨大的经济与社会效应的同时，也存在诸多潜在问题。

3.1 主要问题

（1）环境的影响方面：钻井压裂消耗大量的水资源，给当地水资源承载能力带来挑战。并且在压裂的过程中含有化学物质，也可能造成甲烷气体渗透地下蓄水层的现象等对生态环境造成污染；

（2）开发成本方面：我国地质背景复杂，前期地质评价难度较高，投入较大，页岩气储层埋藏较深，导致钻井压裂成本高，投资风险较大；

（3）关键技术方面：目前，有些关键仍处于验证阶段，距离国际一流水平尚有距离，开发技术相对不太完善。

3.2 解决措施

（1）加大页岩气勘探开发关键技术研发力量和资金投入，加强科技攻关，可建立如重庆涪陵页岩气田类似的先导试验开发区，推动页岩气乃至整个非常规能源开发技术的进步；

（2）政府部门应尽快制定页岩气开发污染管理规定，把污染问题纳入管理体系，推动大学、企业、研究机构联合开展页岩气开采污染防护研究，尽快在压裂液处理、回收以及在降低水资源消耗量等关键问题上取得技术进步；

（3）尽快推动专业院校、相关企业以及研究机构开展页岩气勘探开发有利区域的水资源承载力评价研究，以不影响当地和附近区域的居民饮用水、工农业用水、动植物生存用水等水资源平衡为原则，进行勘探开发；

（4）加大政策扶持力度。不仅是湖北省政府需制订页岩气发展总体战略和规划，也应当尽快出台各方面政策，例如免税、开发补贴，工业用地优惠等等。

4 结语

页岩气的开采将对中国的能源战略储备、能源安全及社会经济发展有非常重要的促进作用。湖北省作为国内页岩气有利富集区域，具有地质条件、水资源以及丰富油气勘探开发智力储备和建设经验等卓越优势。在推进页岩气勘探开发的同时，湖北省政府、相关企业和研究机构不仅要加大对页岩气勘探开发技术的投入以及政策上的扶持，同时需注重环境保护、调节与节约水资源等关乎社会民生的重大问题。

参考文献

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