近期，隨著世界能源消費(fèi)格局的轉(zhuǎn)變以及世界環(huán)境保護(hù)呼聲的日益高漲，非常規(guī)天然氣研究和開發(fā)在許多國家如火如荼地進(jìn)行。頁巖氣等新的替代能源的開發(fā)符合當(dāng)今世界大力發(fā)展清潔能源的趨勢(shì)，也是我國“十三五”規(guī)劃大力推行能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化調(diào)整的內(nèi)在要求。我國的頁巖氣開發(fā)雖然取得了一定的成果，但是還有很長的一段路要走，如何推動(dòng)我國頁巖氣行業(yè)的發(fā)展更進(jìn)一步，是國內(nèi)油氣行業(yè)眾多專家不斷思考與探索的問題。

　　摸清前行路上絆腳石

要想推動(dòng)頁巖氣的快速發(fā)展，首先就要發(fā)現(xiàn)并清晰地認(rèn)識(shí)當(dāng)前頁巖氣產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中遇到的問題。

首先，在產(chǎn)量預(yù)測與投資估算等方面缺乏系統(tǒng)科學(xué)的頁巖氣經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)體系。頁巖氣開發(fā)按照開發(fā)程度分為探明未開發(fā)、探明已開發(fā)、未探明三類。其中探明未開發(fā)是我們研究的重點(diǎn)類型。如何根據(jù)地質(zhì)參數(shù)探明頁巖氣儲(chǔ)量，以及每年的產(chǎn)能計(jì)算與產(chǎn)量預(yù)測的方法，都沒有形成科學(xué)的體系，還有一些經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)的確定并不完全符合頁巖氣的特征，導(dǎo)致在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)投資的可行性分析時(shí)，科學(xué)性與準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。例如：對(duì)于頁巖氣的基準(zhǔn)收益率這一關(guān)鍵參數(shù)，很多情況下是按照常規(guī)天然氣的基準(zhǔn)收益率進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算頁巖氣動(dòng)態(tài)回收期以及計(jì)算頁巖氣的凈現(xiàn)值等方面產(chǎn)生了較大的誤差。

其次，我國頁巖氣的開發(fā)條件相較美國更為復(fù)雜。美國8個(gè)主要頁巖氣區(qū)帶的單井開發(fā)成本多在300萬至900萬美元，具有良好的投資回報(bào)率。而我國目前頁巖氣開發(fā)成本較高，其中很大一部分原因是我國頁巖氣的地質(zhì)特征比美國復(fù)雜，開采條件更為惡劣。我國頁巖氣層深度為1.5千米至3.5千米，分布在上古生界和中生界，以海相地層為主，地形多為山丘、盆地，頁巖氣富集的四川盆地人口密集，新疆區(qū)塊等主要頁巖氣富集區(qū)缺水，人均用水量僅為2.08立方米/年。

【中美頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件對(duì)比】

　　助力頁巖氣開發(fā)取得新突破

當(dāng)前環(huán)境下，助推我國頁巖氣開發(fā)取得新突破，應(yīng)該在四個(gè)方面下功夫。

其一，在量化基礎(chǔ)上科學(xué)準(zhǔn)確把控開發(fā)過程中的操作成本。在頁巖氣的評(píng)價(jià)期內(nèi)，把操作成本控制在具有經(jīng)濟(jì)效益的區(qū)間內(nèi)，是具有重要意義的。在加大區(qū)域開發(fā)力度、尋求新突破的同時(shí)，重視對(duì)現(xiàn)有頁巖氣氣藏開發(fā)操作成本可接受區(qū)間的研究就尤為重要，這也是提高頁巖氣氣藏開發(fā)效益的重要途徑。頁巖氣開發(fā)操作成本的經(jīng)濟(jì)界限模型的建立，是嚴(yán)格把控操作成本的科學(xué)量化手段。主要是運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)的基本原理，把收入和支出均折算為初始年份（氣田產(chǎn)能建設(shè)完成，正式投產(chǎn)）的現(xiàn)值相等，此時(shí)對(duì)應(yīng)的操作成本臨界值為操作成本經(jīng)濟(jì)界限，同時(shí)結(jié)合區(qū)塊的具體數(shù)據(jù)設(shè)立評(píng)價(jià)期的相應(yīng)操作成本標(biāo)準(zhǔn)與可接受的具體水平。

其二，建立頁巖氣開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)方法與防范機(jī)制。利用風(fēng)險(xiǎn)分析模型開展頁巖氣開發(fā)規(guī)模的不確定性分析和經(jīng)濟(jì)性分析，增強(qiáng)方案的抗風(fēng)險(xiǎn)性。值得注意的是，不同的頁巖氣區(qū)塊與相關(guān)開發(fā)情況，要選擇相應(yīng)匹配的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，在建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本方法后，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，剖析風(fēng)險(xiǎn)影響因素，根據(jù)訪談結(jié)果、經(jīng)驗(yàn)值或者相關(guān)模擬，得出風(fēng)險(xiǎn)量化的關(guān)鍵參數(shù)，最終逐步地建立頁巖氣單井的量化風(fēng)險(xiǎn)控制體系，通過頁巖氣單一地質(zhì)單元開發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型，逐步建立頁巖氣多地質(zhì)單元開發(fā)投資風(fēng)險(xiǎn)量化評(píng)價(jià)模型。

無論是在確定儲(chǔ)量還是頁巖氣的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方面，傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與控制多以定性分析為主，缺乏量化方法與控制手段。根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的專家研究探索，已經(jīng)形成了若干的風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)價(jià)模型，要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室科學(xué)對(duì)頁巖氣的實(shí)際勘探的理論指導(dǎo)作用，比如采用蒙特卡洛技術(shù)對(duì)儲(chǔ)量建立參數(shù)概率分布模型后,可以進(jìn)一步建立風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)量模型，不但有利于投資者進(jìn)行科學(xué)決策，而且有利于管理者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和管理。

其三，水平井建設(shè)與壓裂技術(shù)還有待進(jìn)一步提高。區(qū)別于常規(guī)天然氣，頁巖氣打井重點(diǎn)是水平井段而不是垂直井段，頁巖氣開發(fā)過程中鉆井成本約占總成本的40%至60%，水平井段的設(shè)計(jì)要增加氣藏與井筒的溝通面積，以增加頁巖氣儲(chǔ)層的泄氣面積。頁巖氣井鉆井完成后，只有少數(shù)天然裂縫的井可直接投入生產(chǎn)，90%以上的井需要經(jīng)過酸化壓裂等儲(chǔ)層改造才能獲得比較理想的產(chǎn)量。通過水力壓裂措施，產(chǎn)生大量裂縫提高頁巖氣的滲流能力，這兩種關(guān)鍵技術(shù)的成本較北美來說，還需要進(jìn)一步提高技術(shù)降低成本。

其四，重視頁巖氣勘探開發(fā)引發(fā)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。頁巖氣開發(fā)過程中，壓裂會(huì)造成地下水污染問題，包括壓裂液的排放等。另外還有大氣污染，美國的某些地方因?yàn)?ldquo;頁巖氣革命”的原因，臭氧層受到嚴(yán)重破壞。因此，先污染后治理的老套路是走不通的，只有正確處理好環(huán)境保護(hù)與頁巖氣開發(fā)的關(guān)系，才是推動(dòng)頁巖氣行業(yè)前進(jìn)的正確方式。

不同經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)單元的優(yōu)點(diǎn)與不足

　　完善頁巖氣開發(fā)的“中國模式”

鑒于我國頁巖氣開發(fā)已經(jīng)效果初見，要想大規(guī)模增加頁巖氣產(chǎn)量，必須建立科學(xué)的頁巖氣開發(fā)模式。目前，“井工廠”的開發(fā)模式加速了這一進(jìn)程，大大縮短了打井的時(shí)間，產(chǎn)生了規(guī)模效益，形成了適用于地質(zhì)特點(diǎn)的打井模式與勘探開發(fā)流程，讓井型井網(wǎng)部署科學(xué)化。在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)單元的選取要有針對(duì)性，總結(jié)好不同評(píng)價(jià)單元的優(yōu)點(diǎn)與不足。

另外，開發(fā)模式的構(gòu)成無非是開發(fā)規(guī)模的把控與采氣工程技術(shù)兩個(gè)大部分，對(duì)于頁巖氣開發(fā)規(guī)模的把控要用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)來論證，同時(shí)需要地質(zhì)評(píng)價(jià)及動(dòng)態(tài)分析技術(shù)系列，有一套科學(xué)的方法來計(jì)算單井的EUR（最終可采儲(chǔ)量）、區(qū)塊的可采儲(chǔ)量與動(dòng)用儲(chǔ)量以及每年產(chǎn)能。而且，要計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性參數(shù)，以及利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系來輔助。對(duì)于采氣工程技術(shù)的研究主要依靠采氣工程的優(yōu)化與高效設(shè)備的研發(fā)，同時(shí)要收集主要參數(shù)，并配合數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的研究，最終形成一套適合我國頁巖氣開發(fā)特點(diǎn)的綜合開發(fā)模式，滿足日益擴(kuò)大的清潔能源的需求。（作者楊少華  張培元均為中國石油大學(xué)（北京）碩士研究生）