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人類對(duì)能源的探索從未停息。近些年對(duì)頁巖氣、天然氣水合物等非常規(guī)能源的發(fā)現(xiàn)、勘探和開采越來越受到人們的關(guān)注。這些能源大多是在傳統(tǒng)地質(zhì)理論認(rèn)為沒有可使用的油氣能源的地層中找到的，因此被稱為“非常規(guī)”。
“非常規(guī)”自然引發(fā)許多新挑戰(zhàn)。非常規(guī)油氣資源研究在世界各地如火如荼地展開時(shí)，各種圍繞它們的新觀念也不斷生發(fā)。近日，由中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)承辦的中國(guó)科協(xié)第93期新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)術(shù)沙龍以“觀念與創(chuàng)新：非常規(guī)地質(zhì)”為題邀請(qǐng)多方學(xué)者展開討論。
——新聞緣起——
“非常規(guī)”打破傳統(tǒng)勘探理論
“如果用以前的地質(zhì)理論和觀念，現(xiàn)在很多的非常規(guī)油氣是無法發(fā)現(xiàn)的。”在中國(guó)石油大學(xué)（北京）非常規(guī)天然氣研究院副院長(zhǎng)姜振學(xué)教授看來，創(chuàng)新的觀念是打開非常規(guī)油氣寶庫的一把“金鑰匙”。
油氣工業(yè)有上千年歷史，現(xiàn)代石油工業(yè)的歷史從美國(guó)德雷克油井開始也有150多年。隨著油氣勘探的深入，石油地質(zhì)工作者總結(jié)了一系列油氣地質(zhì)的理論，世界上有代表性的有“背斜理論”“圈閉油氣勘探”“含油氣系統(tǒng)理論”等，對(duì)指導(dǎo)工業(yè)油氣的勘探開發(fā)起到了重要作用。我國(guó)在世界油氣地質(zhì)理論上也做出了重要貢獻(xiàn)，“陸相生油理論”“源控論”“巖性地層理論”等在指導(dǎo)我國(guó)油氣勘探開發(fā)方面也發(fā)揮了重要作用。
姜振學(xué)介紹說，隨著勘探開發(fā)的進(jìn)展，石油地質(zhì)工作者也發(fā)現(xiàn)了很多與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)相矛盾的地方。比如傳統(tǒng)的石油地質(zhì)認(rèn)為儲(chǔ)集油氣的巖石，主要以砂巖和灰?guī)r為主，需要高孔高滲，但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的頁巖氣和頁巖油的巖性卻以泥頁巖層系為主。從物性來說，低孔低滲甚至成為一些非常規(guī)油氣成藏的必須條件，比如致密油、致密氣。傳統(tǒng)的油氣成藏一般要求有“圈閉”，即上面有蓋層周圍有遮擋。但是非常規(guī)油氣很多是連片甚至準(zhǔn)連續(xù)的，不需要“圈閉”的條件。
此外，傳統(tǒng)認(rèn)為油氣勘探有“死亡線”，比如說源巖演化程度一般大于4％則找不到油氣，但隨著世界油氣勘探的深入，“死亡線”有的甚至可以達(dá)到7％和8％。一些傳統(tǒng)勘探的禁區(qū)，比如火山巖現(xiàn)在也找到了油氣。
“勘探要轉(zhuǎn)變觀念，觀念轉(zhuǎn)變了勘探領(lǐng)域就寬了，資源就豐富了。”姜振學(xué)說。
——核心關(guān)注——
我國(guó)“非常規(guī)”寶庫有多大
在非常規(guī)油氣資源中，頁巖氣和天然氣水合物被提到的最多。這兩種非常規(guī)油氣資源目前在我國(guó)發(fā)展?fàn)顩r如何備受關(guān)注。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教授張金川這些年一直研究頁巖氣。在他眼中目前中國(guó)的頁巖氣發(fā)展是“星火式”的，目前主要進(jìn)行基礎(chǔ)地質(zhì)研究，集中于南方海相等主要的幾個(gè)地層。這與美國(guó)差別很大。美國(guó)從1825年開始經(jīng)歷了幾次“潮汐式”發(fā)展，到2000年產(chǎn)生了巨大的影響，最近幾年的頁巖氣年產(chǎn)量超過了中國(guó)天然氣年總產(chǎn)量。
“我國(guó)從2009年獲得了頁巖氣的鉆探發(fā)現(xiàn)后，在南方和北方的海相、陸相及海陸過渡相等不同領(lǐng)域中均獲得了比較大的突破”張金川說。
有專家統(tǒng)計(jì)，到今年4月中國(guó)專門進(jìn)行頁巖氣勘測(cè)的井位一共322口。其中調(diào)查井108口、探井118、評(píng)價(jià)井96口。經(jīng)過水力壓裂和測(cè)試，日產(chǎn)超過萬方38口，日產(chǎn)超過10萬方18口。在去年我國(guó)頁巖氣2億立方米產(chǎn)量中，中石化產(chǎn)量接近1．55億立方米，中石油4000萬立方米。
另一種人們常聽到的非常規(guī)油氣是俗稱“可燃冰”的天然氣水合物。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心祝有海研究員對(duì)可燃冰已有10多年的研究。他介紹說，全球目前共發(fā)現(xiàn)155處水合物產(chǎn)地，其中凍土區(qū)10處。
“我國(guó)天然氣水合物資源潛力巨大。目前在南海北部約23平方公里內(nèi)鉆探控制的水合物氣體儲(chǔ)量約為194億方；南海東北部55平方公里鉆探控制區(qū)內(nèi)水合物氣體儲(chǔ)量超過1000億方。
雖儲(chǔ)量不小，但目前我國(guó)并未形成可燃冰開采的商業(yè)化。祝有海提供的國(guó)內(nèi)外已開展的5次試采進(jìn)展讓人們看到了一些希望。
俄羅斯麥索亞哈氣田從1969年開始開采，到2011年已斷續(xù)生產(chǎn)了42年，共開采出天然氣129億方，其中約有54億方來自于水合物分解的氣體，占41．9％，目前年產(chǎn)量4萬方，幾乎全部來自水合物。加拿大西北部?jī)鐾羺^(qū)的Mallik，2002年首次試采5天產(chǎn)氣468方；2007年第二次試采半天產(chǎn)氣830方；2008年降壓法試采連續(xù)6天產(chǎn)氣1．3萬方。2012年美國(guó)阿拉斯加北坡二氧化碳置換試采，產(chǎn)氣2．4萬方。2013年3月，日本東南部海域進(jìn)行海底水合物首次試采，6天共采出12萬方天然氣。中國(guó)祁連山試采時(shí)間101小時(shí)，采氣量達(dá)到95立方米。
“非常規(guī)”會(huì)否成“潘多拉盒子”
“目前非常規(guī)油氣更多處于地質(zhì)評(píng)價(jià)階段，真正工業(yè)化開發(fā)還需要工程評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、環(huán)境評(píng)價(jià)。很多人更關(guān)心的問題是環(huán)境問題，開發(fā)頁巖氣是否容易引發(fā)地震呢？”中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局付修根研究員拋出了一個(gè)人們都關(guān)注的問題。
他查找的資料顯示，2011年在英國(guó)開采頁巖氣時(shí)引發(fā)兩次小地震；在美國(guó)中部地區(qū)地震頻發(fā)區(qū)，開發(fā)頁巖氣的時(shí)候也引發(fā)了地震。
山東地礦局康鳳新研究員介紹說，引發(fā)地震的問題已有研究，主要因?yàn)轫搸r氣開采的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——壓裂（用大量水灌入頁巖層進(jìn)行液壓碎裂以釋放天然氣）。“很多水打到地下會(huì)容易產(chǎn)生小的滑動(dòng)和小型地震，現(xiàn)在北美趨向于用無水壓裂，這樣可能地震就不會(huì)發(fā)生。
姜振學(xué)介紹說，無水壓裂目前在我國(guó)也有成功的例子。“‘十二五’末，國(guó)家針對(duì)頁巖氣開發(fā)專門設(shè)了4個(gè)示范區(qū)：涪陵、長(zhǎng)寧－威遠(yuǎn)、昭通、延長(zhǎng)。無水壓裂技術(shù)是解決我國(guó)西部沙漠、戈壁和缺水地區(qū)頁巖氣開發(fā)應(yīng)用的非常好的技術(shù)，還有氮?dú)鈮毫?、二氧化碳?jí)毫选PG壓裂等，都有很多成功的例子。”
對(duì)于埋藏在地下的天然氣水合物很多人也將其看作是“潘多拉盒子”，怕一打開就會(huì)放出“妖魔鬼怪”，但祝有海認(rèn)為，這些東西是地底下實(shí)實(shí)在在存在的，無論是不是開發(fā)都存在于地下，如果因?yàn)榈卣鸬纫蛩赝蝗婚g分解出來可能會(huì)災(zāi)難更大。“如果在可控狀態(tài)下開采，對(duì)我們來說是一種好事。”
——專家觀點(diǎn)——
中國(guó)需要有針對(duì)自己地質(zhì)特點(diǎn)的研究
中國(guó)的頁巖氣儲(chǔ)量到底有多大？這個(gè)問題似乎令人困擾。美國(guó)能源署（EIA）曾給出過36萬億方的數(shù)字，這讓很多人懷疑。中國(guó)工程院院士、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院趙文津研究員就是其中一位。
“這是根據(jù)什么？知道頁巖厚度，估計(jì)個(gè)含量就算出來了？現(xiàn)在全國(guó)到處打井到處采。這是典型的跟風(fēng)。”趙文津介紹說，美國(guó)從19世紀(jì)20年代開始發(fā)現(xiàn)頁巖氣，地質(zhì)調(diào)查所進(jìn)行了40多年的研究前期做了很多分析，逐步形成如今的局面。“但我們現(xiàn)在什么都沒有研究清楚。美國(guó)說中國(guó)頁巖氣礦藏比他們還多，中國(guó)人腦子就熱了，這很荒唐！現(xiàn)在回過頭來還得從基礎(chǔ)做起把問題摸清楚，踏踏實(shí)實(shí)往前走，否則欲速則不達(dá)。”趙文津說。
多位地質(zhì)專家表示，中國(guó)的頁巖氣等非常規(guī)油氣的地質(zhì)條件與美國(guó)的確大不相同，我們需要針對(duì)自己的地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行研究。張金川介紹說：“國(guó)外頁巖氣地質(zhì)條件大多是海相，我國(guó)除了海相外還有大量陸相，特別是南方和北方大面積分布的海陸過渡相，這其中既有希望又有挑戰(zhàn)。中國(guó)已有的經(jīng)驗(yàn)太少，美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)又不適用，我們需要大量的研究來解決這些問題。”
此外，張金川建議要重視技術(shù)創(chuàng)新。“美國(guó)能夠使用非常規(guī)油氣是因?yàn)樗麄冋莆樟讼冗M(jìn)的開發(fā)技術(shù)，目前我們的頁巖氣開發(fā)成本是美國(guó)的好幾倍，這對(duì)地質(zhì)技術(shù)的研究提出了更高要求，需要更多的積累和技術(shù)儲(chǔ)備，這是很關(guān)鍵的。”
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