摘要:在能源结构转型和“双碳”目标的背景下,页岩气作为一种重要的低碳清洁能源,其开发与应用受到国内外广泛关注并得到快速发展。本文通过对国内外页岩气发展历程进行回顾,概述了页岩气行业进展状况和页岩气企业的创新发展情况,分析了页岩气勘探开发技术发展趋势,并结合云南省页岩气勘探开发现状,提出了云南省页岩气勘探开发相关建议,为推动云南省页岩气行业发展提供参考。
关键字:页岩气;发展态势;勘探开发;云南省
国内页岩气储量丰富、开发潜力大,是能源产业的战略性资源之一,近年来我国页岩气实现了跨越式发展,产量从2014年的12亿立方米增长到2023年的250亿立方米。当前,云南省天然气供应主要依托缅气,与此同时,省内昭通页岩气资源约2万亿立方米,被列入全国页岩气勘探五个重点建产区域之一,然而页岩气开发利用产能规模较小。因此,加快推动云南省页岩气勘探开发,对加强国内天然气资源战略腹地建设、提升云南省天然气供应能力以及优化能源结构具有重要作用和意义。
国内外页岩气行业发展态势
一、国内外页岩气行业加快发展
得益于勘探技术的提高和页岩气资源开发的不断推进,全球页岩气行业呈现出积极发展态势。根据美国市场研究和商业咨询公司Maximize Market Research预测,全球页岩气市场预计将从2022年的673.3亿美元增长至2029年的1193.9亿美元,复合年增长率为8.5%。北美是全球最大的页岩气市场,占有大约90%的市场份额,其次是亚太地区,占比5%。截至目前,已有美国、加拿大、中国、印度等几十个国家开展了页岩气勘探开发工作。截至2023年,全球页岩气产量达到8706亿立方米,其中,美国页岩气产量为8312亿立方米、占比为95.47%,中国页岩气产量为250亿立方米、占比为2.87%。
美国是全球页岩气开采的先行者,在页岩气的勘探、开采以及商业化应用方面走在全球前列。中国是继美国、加拿大之后第三个实现页岩气商业化开发的国家,截至2023年底,中国历年累计产量达1411.36亿立方米,已发展成为全球第二大页岩气生产国。2013年,重庆涪陵地区多口井相继获得20万—50万立方米的高产工业气流,拉开了我国页岩气商业开发的序幕;2018年,中国页岩气产量突破百亿立方米、达108.81亿立方米,其中,重庆涪陵页岩气田的建成标志着中国页岩气迈进大规模商业化发展阶段;2020年,中国页岩气产量达到200.4亿立方米、同比增长高达30%,首次在全国天然气总产量中占比超过了10%,其中,中国石油川南页岩气田年产量达100.29亿立方米,成为国内最大页岩气田,也是首个年产百亿方页岩气田;2023年,中国页岩气产量达到250亿立方米,占全国天然气总产量的比重为11%,已成为国内天然气产量增量的重要组成部分。
二、国内外页岩气企业持续开展创新工作
近年来,美国页岩气企业的创新主要体现在勘探开发技术继续突破和业务模式创新两个方面。在相对成熟的水力压裂技术和水平钻井技术基础上,美国持续推动技术创新实现降本增效和充分开发资源,例如,埃克森美孚公司针对甜点区资源建立“立体开发+超级井工厂”模式,通过“一次布井、一次完井、立体压裂”,尽可能提高采收率。美国页岩气企业还通过并购和整合上下游资源实现一体化运营,例如,切萨皮克能源公司通过并购西南能源公司实现“横向”巩固上游资源,殷拓能源(EQT)通过收购天然气运营商Equitrans公司实现“纵向整合”。
目前,中国页岩气整体上处于快速发展阶段,逐步形成了一整套适合我国地质条件的页岩气勘探开发技术和标准体系,并在超过3500米深的区域实现了突破。近年来,中国石油、中国石化等国内油气开采企业的页岩气勘探开发技术不断取得突破。中国石油聚焦我国页岩气特点,形成了地质体稳定性评价技术、地质工程一体化三维建模和模拟技术、开发优化技术、优快钻井技术、精细压裂技术等川南页岩气开发关键技术,实现了国内首次在距今5.4亿年的寒武系筇竹寺组钻获具有商业开发价值的高产工业气流。中国石化自主创新建立了页岩气储层精细描述与建模、立体开发技术优化、密织井网高效钻井和精准压裂与实时调控等技术,攻关形成了深层页岩气体积压裂技术,成功实施国内首个“瘦身井”钻井、页岩气井井筒重建重复压裂等,实现了压裂装备、工具及材料国产化,并牵头制定了我国首个针对页岩气立体开发的行业标准《页岩气开发调整方案编制技术要求》。
与此同时,国内一些地方企业也积极参与页岩气勘探开发,四川长宁天然气开发有限责任公司强化地质工程一体化和精准实施“铂金靶体”,升级换代压裂工艺由“一井一策”转变为“一段一策”;贵州能源集团页岩气公司自主研发的“窄陡型向斜水平井地质导向技术”填补了复杂山地水平井地质导向技术空白,入选自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录》;中石油、四川省能源投资集团、宜宾市国资公司等共同出资成立了四川长宁天然气开发有限公司,这开创了国家石油公司与地方合资开发页岩气的先河。
三、国内外页岩气勘探开发技术发展趋势
结合相关研究,国内外页岩气勘探开发技术发展趋势主要体现在深化理论认识、创新工程技术、提高综合效益等方面。
一是深化理论认识,拓展资源空间。目前,页岩气行业主要是实现了海相页岩气的商业开发,而在海陆过渡相以及陆相页岩气方面尚处于探索阶段,未来需要深化海陆过渡相、陆相及新层系页岩气富集高产机理研究,加强地质理论、评价方法及勘探开发技术的攻关研究,从而推动新区新领域勘探开发和商业化开发。
二是创新工程技术,推动页岩气持续发展。页岩气勘探开发相关工程技术创新集中在发展多段压裂技术、体积压裂技术、智能压裂技术等,促进压裂技术优化;发展连续钻井技术、智能化钻井技术等,加快水平钻井技术进步;开展多层立体开发技术、注二氧化碳技术等方面研究应用,提高页岩气采收率;加快发展精细化页岩气地球物理评价技术、精细化页岩气储层改造技术、低丰度页岩气高效开发技术等,促进页岩气勘探开发。
三是从成本降低和环境友好方面提高综合效益。低成本、绿色勘探开发技术研发集中在发展应用地质工程一体化技术、立体开发井网设计技术、低成本优快钻井技术、自动化和智能化勘探开发技术、数字技术规模化应用等,促进页岩气经济高效开发;采用环保型压裂液、水资源循环利用、无水压裂等绿色勘探开发技术,减少页岩气发展对环境的影响。
云南省页岩气勘探开发现状及发展建议
一、云南省页岩气勘探开发现状
国家发展改革委、国家能源局于2012年批准设立的滇黔北昭通国家级页岩气示范区,是4个国家级页岩气示范区之一。云南省昭通市的威信、盐津、彝良、镇雄、大关等5县位于示范区范围内。其中,2021年昭通威信区域产出页岩气2.41亿立方米,具备了一定的产能规模。然而,受勘探评价效果不佳、资源赋存条件差异、开发成本相对较高等因素制约,四川长宁公司、浙江油田公司等企业相继调整了工作计划,自2021年以来该区域未再增开新井,产量逐年递减。
然而,近年来云南省一直高度重视页岩气勘探开发和推动“云气自用”工作,先后开展了昭通页岩气资源调查评价工作,推动了云南省页岩气探矿权出让,以及正在积极推进“滇东北复杂区中浅层页岩气勘探开发关键技术研究与应用”项目的“揭榜挂帅”工作。加快推进页岩气勘探开发是云南省贯彻大能源观的具体抓手和生动实践,不仅能将资源优势转化为产业发展动力和促进全省天然气供应多元化发展,而且也有助于云南省在全国页岩气行业发展过程中作出更大贡献。
二、推动云南省页岩气勘探开发的相关建议
根据国内外页岩气行业发展情况尤其是页岩气勘探开发技术发展趋势,结合云南省页岩气勘探开发现状,为推动云南省页岩气行业发展,针对页岩气勘探开发提出如下建议:
一是加快提升页岩气勘查勘探能力。瞄准构造复杂的盆外滇黔北坳陷山地区,依托国家和云南省新一轮找矿突破战略行动支持,引导省内外企业与页岩气勘探技术服务提供商合作。在滇东北区域进行不同层系、不同类型页岩气的勘探开发,提高对云南省页岩气资源成藏机理、富集规律、资源评价与选区理论认识,不断增强页岩气资源保障能力。
二是大力推动工程技术攻关。结合滇东北地质特征、构造特征和储层特征,围绕先导试验、开发生产等页岩气勘探开采阶段,鼓励省内外优势企业、高校、科研院所等开展协同攻关。强化立体开发、优快钻井、自动化、智能化开发和一体化开发等关键技术在云南省的落地应用研究,探索应用二氧化碳驱替技术、微波加热技术等新兴技术。
三是积极促进低成本规模化开发应用。结合全省页岩气的地质调查和资源评价,加大不同层系和类型页岩气开发的经济性评价,引进应用先进设备和技术,优先开发经济性好的高产甜点区(段),促进昭通山地页岩气实现低成本经济开采;立足自主气源开发和“产供储销”全产业链构建,加快页岩气综合利用与就地转化,适时开展输送专用管道、LNG液化工厂、应急调峰储备等配套基础设施建设,重点推进矿冶、光伏、化工等重点用气企业开展用能替代,不断提高页岩气开发的经济性水平。
(参考文献略)

290
点击量
1
下载量

刊出日期:2025.01
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:中国石油企业协会 中国石油企业协会海洋石油分会
国际标准刊号:ISSN 1672-4267
国内统一刊号:CN11-5023/F
国外发行代号:M1803
国内邮政编码:100724
广告经营许可证号:京西工商广字第0433号(1-1)