3月19-21日，第十二屆中國國際石油石化技術裝備展覽會舉辦，頁巖氣成為石油石化界人士關注的焦點。2005年以前，頁巖氣在美國能源構成中比例相對較小，10年以前更是微乎其微。2005年，美國頁巖氣革命使其能源構成發(fā)生巨大變化，也使美國逐漸擺脫對國外油氣資源的依賴。

    美國頁巖氣的成功開發(fā)，主要源自技術的發(fā)展。非常規(guī)油氣資源與常規(guī)油氣資源的生成條件和特性不同，這就決定了非常規(guī)油氣資源不能夠通過常規(guī)手段進行勘探開發(fā)，而需要新的突破性技術做支撐。

    非常規(guī)資源需要非常規(guī)技術

    “頁巖氣的開發(fā)有兩個關鍵，一是必須應用水平井，二是必須進行壓裂，人工形成一個新的空間。”貝克休斯北亞區(qū)銷售總經(jīng)理胡泊總結道，美國頁巖氣勘探開發(fā)進行了30年，經(jīng)驗就是這么兩條。

    對于頁巖油氣勘探開發(fā)，常規(guī)的評價方法已經(jīng)難以擔負使命。頁巖氣要想真正實現(xiàn)商業(yè)開采，還需要一定的指標，而數(shù)據(jù)的確定，有賴于新型的測井裝置。

    頁巖油氣開采要鉆出高難度的水平井，這對新型鉆機的要求大大提高。常規(guī)油氣資源的水平井鉆井可以通過定向馬達或螺桿實現(xiàn)，如果要開發(fā)頁巖油氣藏，這些常規(guī)裝置雖然能夠起到一定作用，但效率太低，而頁巖油氣藏要實現(xiàn)商業(yè)開發(fā)，必須達到兩個標準：低成本與大規(guī)模。

    為了提高定向鉆井的速度，需要有新的或者革命性的工具。目前，頁巖氣開發(fā)用得最多或者用得最好的是旋轉導向工具。旋轉導向工具能夠連續(xù)不停旋轉并且鉆出來的井平滑、完整。

    除了對測井裝置和鉆井工具很挑剔外，頁巖氣開發(fā)對完井技術的要求也很苛刻。壓裂改造是頁巖氣開發(fā)的核心。頁巖油氣田在沒有進行壓裂改造之前，沒有任何商業(yè)開采價值。

    2003年，在美國油田服務市場中，壓裂作業(yè)的市場份額很小，大概只有200億美元左右。到了2010年的時候，這個數(shù)字增加到400億美元，2011年達520億美元左右。

    壓裂技術特別是大型壓裂技術是頁巖油氣田開發(fā)或者商業(yè)開采關鍵中的關鍵。頁巖油氣壓裂對設備的要求非常苛刻。設備首先必須要能夠承受大排量高泵壓帶來的壓力，其次要能夠精確評價壓裂效果，這就需要更精準的壓裂檢測技術。

    壓裂檢測有兩種：第一種是常用的微地震檢測，通過壓裂檢測過程中間巖石錯列；第二種是光線一體化溫度壓裂檢測技術。采用后一種新技術，除了可以獲知壓裂發(fā)生的空間位置外，還能判斷壓裂液到了什么地方、出氣還是出油。

    規(guī)模決定經(jīng)濟性

    頁巖氣要進行經(jīng)濟性開發(fā)，規(guī)模也是關鍵因素之一。頁巖氣開發(fā)初期的產量比較高，但遞減速度非常快。想要進行有規(guī)模的開采，就需要大量階梯井對整個油田進行經(jīng)濟開發(fā)。

    另外，由于頁巖油氣藏需要人工進行改造，不成規(guī)模的開發(fā)難以最大限度地把油氣開發(fā)出來，這時候就需要一種和傳統(tǒng)叢式井不同的新型開發(fā)方式，通過成規(guī)模的井來對地下油氣藏進行有規(guī)模、有體積的改造。

    “規(guī)模是美國頁巖氣能夠成功進行商業(yè)開發(fā)的關鍵因素，通過升級裝備來提高技術效率尤為關鍵。”胡泊介紹說，按照規(guī)模化的要求，中國的頁巖氣開發(fā)對成套鉆井裝備需求急迫且數(shù)量巨大，這些裝備包括高端電測和水鉆鉆井工具、電測過程中間核磁和礦物測井工具、高造斜率旋轉導向鉆井裝置、套管井及裸眼井分段壓裂完井工具以及大型的壓裂設備。

    美國頁巖氣的技術創(chuàng)新和商業(yè)化主要由中小公司推動，大公司在相對成熟階段則推動頁巖氣向規(guī)模化方向發(fā)展。美國主要頁巖氣開采技術都源自中小型能源、技術公司，一項技術從研發(fā)到商業(yè)化應用甚至會經(jīng)歷數(shù)個公司間的更替。中小公司實現(xiàn)技術突破和商業(yè)化應用后，大公司在長期性和投資能力上更有優(yōu)勢，其后期介入能夠將頁巖氣市場迅速規(guī)模化。

    目前，我國頁巖氣開采的技術裝備已有一定基礎，在鉆機、壓裂車組、井下設備等裝備制造方面已有較強的技術實力和生產能力，國內公司的鉆井設備已批量出口到美國用于頁巖氣開發(fā)。國產大馬力壓裂泵機組也有效解決了效率低和成本高的難題。同美國的差距主要表現(xiàn)在系統(tǒng)成套技術和一些單項配套技術設備方面。

    對外合作與自主創(chuàng)新兩條腿發(fā)力

    頁巖氣作為新的能源領域，研究和開發(fā)并非易事。受勘探開發(fā)理論和技術等瓶頸的制約，目前，國際上除了美國對頁巖氣大量商業(yè)化開發(fā)利用外，其他國家仍處于研究開發(fā)階段。

    美國已掌握了從氣藏分析、數(shù)據(jù)收集和地層評價、鉆井、壓裂到完井和生產的系統(tǒng)集成技術，圍繞頁巖氣開采形成了一個技術創(chuàng)新特征明顯的新興產業(yè)，并已開始向全球進行技術和裝備輸出，也催生了一批國際領先的專業(yè)服務公司，如哈里伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等。

    在我國，國家已將頁巖氣擺到能源勘查開發(fā)的重要位置，國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“十二五”規(guī)劃明確要求“推進頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用”。我國頁巖氣資源豐富、分布范圍廣，適合于規(guī)模化勘探開發(fā)，但地質條件復雜、類型多樣，在勘探開發(fā)技術上與先進國家還有很大差距，需要加快攻關和創(chuàng)新。目前勘查開發(fā)剛剛起步，進入快速發(fā)展階段還需要時間。

    專家建議，眼下應當抓緊做的事情是，加強頁巖氣領域的國際交流，加強與國外有實力公司的合作開發(fā)，引進先進理念與開發(fā)技術，加強基礎理論和關鍵技術的研發(fā)，建立適合中國特點的頁巖氣基礎地質理論體系，研發(fā)適合中國頁巖氣地質特征的水平井、多段壓裂技術等。



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