全球多國(guó)投身頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)大潮

本刊記者 孫劍功 整理

由于世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤、石油、天然氣等能源的需求不斷攀升，規(guī)模儲(chǔ)量大、易探好采的常規(guī)能源越來(lái)越少，這嚴(yán)重威脅著各國(guó)的能源戰(zhàn)略安全。近20年來(lái)，隨著勘探和開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷提高，頁(yè)巖氣等非常規(guī)能源資源逐漸進(jìn)入人們的視野。特別是美國(guó)頁(yè)巖氣的成功大規(guī)模開(kāi)發(fā)，對(duì)提高該國(guó)能源安全、降低對(duì)外依存度、緩解天然氣供應(yīng)不足起到了積極作用，被稱(chēng)為“美國(guó)頁(yè)巖氣革命”，并引起世界各國(guó)政府的高度重視。

美國(guó)：最早發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的國(guó)家

1821年，在美國(guó)紐約州的弗羅里達(dá)，頁(yè)巖氣第一次作為一種資源從淺層、低壓的裂縫中采掘出來(lái)。頁(yè)巖氣的水平鉆探開(kāi)始于20世紀(jì)30年代。1947年在美國(guó)誕生了第一口頁(yè)巖氣井。

頁(yè)巖氣的大規(guī)模工業(yè)開(kāi)發(fā)直到上世紀(jì)70年代才開(kāi)始。那時(shí)，美國(guó)的傳統(tǒng)天然氣儲(chǔ)量的下降驅(qū)使聯(lián)邦政府對(duì)相關(guān)的研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行投資，并且最終促成了定向井與水平井、微震成像以及大型水力壓裂技術(shù)的形成。直到上世紀(jì)70、80年代，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)仍然被認(rèn)為是無(wú)法商業(yè)開(kāi)發(fā)的。

面對(duì)傳統(tǒng)天然氣儲(chǔ)量的下滑，美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)許多替代能源項(xiàng)目進(jìn)行了投資，其中包括頁(yè)巖氣。投資項(xiàng)目包括1976年?yáng)|部頁(yè)巖氣項(xiàng)目，以及每年聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)對(duì)天然氣研究所的研究經(jīng)費(fèi)支持。1982年，聯(lián)邦政府對(duì)該研究機(jī)構(gòu)投入了巨額資金。聯(lián)邦政府通過(guò)1980年的能源法案，對(duì)能源行業(yè)提供了稅收優(yōu)惠等其他優(yōu)惠政策。能源部隨后于1986年與幾家私人天然氣公司成功建造了第一口利用空氣鉆井技術(shù)的多裂縫頁(yè)巖氣水平井。

在上世紀(jì)80至90年代，聯(lián)邦政府進(jìn)一步通過(guò)29號(hào)法案，對(duì)非傳統(tǒng)天然氣的稅收優(yōu)惠鼓勵(lì)頁(yè)巖氣鉆探。微震成像技術(shù)起源于桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)于煤床的研究。這一技術(shù)后來(lái)在水力壓裂法頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和遠(yuǎn)洋石油鉆探方面有廣泛應(yīng)用。George P.Mitchell是公認(rèn)的水力壓裂法之父，而且他成功地將開(kāi)采成本降到4美元。這使得水力壓裂法具有商業(yè)價(jià)值。

Mitchell能源公司在美國(guó)東部紐約州Chautauqua縣泥盆系Perrysbury組Durdirk頁(yè)巖中鉆探，在井深21米處，從8米厚的頁(yè)巖裂縫中產(chǎn)出天然氣。該公司利用各種技術(shù)，于1998年成功實(shí)現(xiàn)了第一次具有經(jīng)濟(jì)效益的頁(yè)巖壓裂，他們創(chuàng)造性地利用了非膠化壓裂液技術(shù)。從此以后，頁(yè)巖氣成為了美國(guó)發(fā)展最為迅猛的主要能源組成部分。世界其他各國(guó)也紛紛開(kāi)始頁(yè)巖氣的研究。據(jù)國(guó)際能源署估計(jì)，頁(yè)巖氣能夠從技術(shù)上增加50%的可開(kāi)采天然氣儲(chǔ)量。

美國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)取得巨大成功，扭轉(zhuǎn)了美國(guó)天然氣一直以來(lái)進(jìn)口的局面。美國(guó)的頁(yè)巖主要發(fā)育在20個(gè)州21個(gè)大小不等的盆地里。2012年前后商業(yè)開(kāi)采主要集中在5個(gè)盆地，即密歇根盆地的Antrim頁(yè)巖、阿巴拉契亞盆地的Ohio頁(yè)巖、福特沃斯盆地的Barnett頁(yè)巖、伊利諾伊盆地的New Albany頁(yè)巖和圣胡安盆地的Lewis頁(yè)巖。其中，Barnett頁(yè)巖是當(dāng)前美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的主力層位，也是各國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)的樣本，據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）最新的統(tǒng)計(jì)，其資源量約0.74萬(wàn)億立方米，產(chǎn)量在2005年已經(jīng)超過(guò)美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量的一半，現(xiàn)在所占比例更高。

美國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)歷程，從Barnett頁(yè)巖開(kāi)采看，可分為4個(gè)階段：

第一階段：1997年以前——直井大型水力壓裂；

第二階段：1997～2002年——直井大型清水壓裂為主；

第三階段：2002～2007年——水平井壓裂技術(shù)開(kāi)始試驗(yàn)；

第四階段：2007年至今——水平井套管完井及分段壓裂技術(shù)，逐漸成為主體技術(shù)模式。

從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，美國(guó)政府實(shí)施了一系列鼓勵(lì)替代能源發(fā)展的稅收激勵(lì)或補(bǔ)貼政策，這些政策法規(guī)包括：1980年的《能源意外獲利法》出臺(tái)替代能源生產(chǎn)的“稅收津貼”條款，對(duì)1979～1993年鉆探的非常規(guī)油氣，包括2003年之前生產(chǎn)和銷(xiāo)售的頁(yè)巖氣和致密氣實(shí)施稅收減免，對(duì)油氣行業(yè)實(shí)施5種稅收優(yōu)惠；1990年的《稅收分配綜合協(xié)調(diào)法案》和1992年的《能源稅收法案》擴(kuò)大了非常規(guī)能源的補(bǔ)貼范圍；美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)1992年取消了管道公司對(duì)天然氣購(gòu)銷(xiāo)市場(chǎng)的控制，規(guī)定管道公司只能從事輸送服務(wù)，這使得非常規(guī)天然氣的供應(yīng)成本大幅度降低；1997年的《納稅人減負(fù)法案》延續(xù)了替代能源的稅收補(bǔ)貼政策；2004年的《美國(guó)能源法案》規(guī)定10年內(nèi)政府每年投資4500萬(wàn)美元用于包括頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)天然氣研發(fā)等；2005年美國(guó)《能源政策法案》將水力壓裂從《安全飲用水法》中免除，解除了環(huán)境保護(hù)局對(duì)這一過(guò)程的監(jiān)管權(quán)力，從而讓水力壓裂技術(shù)很快應(yīng)用起來(lái)。從2005年起，美國(guó)政府加大了開(kāi)發(fā)難采天然氣的政策扶持力度，大大降低了天然氣開(kāi)采稅；為激發(fā)土地所有者與開(kāi)采公司簽署土地租賃合同的積極性，政府給土地所有者增加了25%的強(qiáng)制提成；并且鼓勵(lì)天然氣企業(yè)積極開(kāi)展水平井鉆探和多級(jí)地層水力壓裂工序等技術(shù)創(chuàng)新。在這一系列政策扶持措施的推動(dòng)下，頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)取得了明顯成果。

最近幾年，隨著墨西哥灣深水油氣產(chǎn)量的急劇下滑，一些大石油公司開(kāi)始通過(guò)對(duì)已有頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的中小公司的合伙、參股或收購(gòu)等形式參與美國(guó)頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)。

加拿大：全球第二個(gè)開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的國(guó)家

加拿大是繼美國(guó)之后世界上第二個(gè)對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)的國(guó)家，頁(yè)巖氣生產(chǎn)也已有數(shù)十年的歷史。

加拿大頁(yè)巖氣資源也十分豐富，且資源分布面積廣、涉及地質(zhì)層位多，主要分布在西部盆地地區(qū)，包括不列顛哥倫比亞省東北部中泥盆統(tǒng)的霍恩河盆地和三疊系Montney頁(yè)巖，艾伯塔省與薩斯喀徹溫省的白堊系Colorado群，魁北克省的奧陶系Utica頁(yè)巖，新不倫瑞克省和新斯科舍省的石炭系Horton Bluff頁(yè)巖。

根據(jù)加拿大非常規(guī)天然氣協(xié)會(huì)（CSUG）的資源評(píng)價(jià)結(jié)果，加拿大頁(yè)巖氣的資源量大于42.5萬(wàn)億立方米，其中霍恩河盆地和Montney的頁(yè)巖氣資源最為豐富，據(jù)世界能源委員會(huì)估計(jì)，其頁(yè)巖氣資源量為39.08萬(wàn)億立方米。

目前已有多家油氣生產(chǎn)商在加拿大西部地區(qū)進(jìn)行頁(yè)巖氣的開(kāi)采或開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，但與美國(guó)相比，加拿大頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)還處于初級(jí)階段，尚未進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)性開(kāi)采。按照CSUG主席Michael Dawson在2009年9月一次報(bào)告的觀點(diǎn)，加拿大的頁(yè)巖氣區(qū)帶中只有Montney達(dá)到了他所稱(chēng)的商業(yè)開(kāi)發(fā)階段，霍恩河盆地則部分處于先導(dǎo)生產(chǎn)試驗(yàn)階段，部分還處于先導(dǎo)鉆探階段；魁北克低地、新不倫瑞克省以及新斯科舍省的頁(yè)巖還處于其所稱(chēng)的早期評(píng)價(jià)階段。

加拿大在西部沉積盆地（不列顛哥倫比亞省東部和艾伯塔地區(qū)）上白堊統(tǒng)Wilrich組及其同時(shí)代地層、侏羅系Nordegg/Fernie組、三疊系Doig/DoigPhosphate/Montney組、Exshaw/Bakken組和泥盆系Ireton/Duvernay組開(kāi)展了頁(yè)巖氣勘探潛力評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)該區(qū)頁(yè)巖氣資源量約24萬(wàn)億立方米。CSUG認(rèn)為西部（包括不列顛哥倫比亞省北部Bowser盆地）

Colorado頁(yè)巖段、侏羅系及古生界頁(yè)巖和東南部的泥盆系頁(yè)巖具有開(kāi)發(fā)的潛力。

早期的頁(yè)巖氣生產(chǎn)來(lái)自艾伯塔省東南部和薩斯喀徹溫省西南部白堊系科羅拉多群的Second White Speckled Shale，2000年～2001年才在不列顛哥倫比亞省三疊系的Upper Montney頁(yè)巖開(kāi)始商業(yè)性的頁(yè)巖氣生產(chǎn)。

2004年，不列顛哥倫比亞省能源礦產(chǎn)部將頁(yè)巖氣的區(qū)域資源評(píng)價(jià)列入能源發(fā)展。泥盆系評(píng)估工作已完成，三疊系評(píng)估項(xiàng)目正在進(jìn)行。2006年，不列顛哥倫比亞省油氣委員會(huì)已核準(zhǔn)的白堊系和泥盆系頁(yè)巖氣試驗(yàn)區(qū)塊共計(jì)22個(gè)。

隨著對(duì)頁(yè)巖氣的認(rèn)識(shí)加深，加拿大對(duì)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)的興趣大大增強(qiáng)，勘探開(kāi)發(fā)的地區(qū)主要集中在不列顛哥倫比亞省東北部的中泥盆統(tǒng)霍恩河盆地與三疊紀(jì)的Montney頁(yè)巖。隨著新技術(shù)的應(yīng)用，許多公司對(duì)頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)還擴(kuò)展到了薩斯喀徹溫省、安大略省、魁北克省、新不倫瑞克省以及新斯科舍省。

歐洲：英國(guó)和波蘭的頁(yè)巖氣前景最好

2009年，國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，歐洲的非常規(guī)天然氣儲(chǔ)量為0.35萬(wàn)億立方米，其中將近一半蘊(yùn)藏在泥頁(yè)巖中，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)低于美國(guó)。從全球來(lái)看，除了撒哈拉以南的非洲地區(qū)，歐洲的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量可能是最少的。

歐洲頁(yè)巖氣主要集中在英國(guó)的威爾德盆地、波蘭的波羅的盆地、德國(guó)的下薩克森盆地、匈牙利的Mako峽谷、法國(guó)的東巴黎盆地、奧地利的維也納盆地以及瑞典的寒武系明礬盆地等。其中，英國(guó)和波蘭是歐洲頁(yè)巖氣前景最好的國(guó)家。

歐洲啟動(dòng)了多項(xiàng)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。2009年初，德國(guó)國(guó)家地學(xué)實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了“歐洲頁(yè)巖項(xiàng)目”（GASH）。此項(xiàng)跨學(xué)科工程是一個(gè)為期6年的多學(xué)科頁(yè)巖氣研究開(kāi)拓計(jì)劃，由政府地質(zhì)調(diào)查部門(mén)、咨詢機(jī)構(gòu)、研究所和高等院校的專(zhuān)家組成工作團(tuán)隊(duì)，工作目標(biāo)是收集歐洲各個(gè)地區(qū)的頁(yè)巖樣品、測(cè)井試井和地震資料數(shù)據(jù)，建立歐洲的黑色頁(yè)巖數(shù)據(jù)庫(kù)，與美國(guó)的含氣頁(yè)巖進(jìn)行對(duì)比，分析盆地、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、巖石礦物學(xué)成分等，以尋找頁(yè)巖氣，對(duì)歐洲頁(yè)巖氣資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)與有利盆地優(yōu)選，探索歐洲頁(yè)巖氣的賦存空間、成因機(jī)制及其性質(zhì)。

2010年，歐洲又啟動(dòng)了9個(gè)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，其中5個(gè)在波蘭，波蘭的馬爾科沃利亞1號(hào)井1620米深處已出現(xiàn)頁(yè)巖氣初始?xì)饬鳌?/p>

多個(gè)跨國(guó)公司開(kāi)始在歐洲地區(qū)展開(kāi)行動(dòng)。埃克森美孚、康菲、OMV及殼牌等國(guó)際石油公司已經(jīng)分別在德國(guó)、波蘭、奧地利和瑞典開(kāi)始實(shí)質(zhì)性的工作。2007年10月，波蘭能源公司被授權(quán)勘查波蘭的志留系黑色頁(yè)巖。殼牌公司聲稱(chēng)對(duì)瑞典的Skane地區(qū)感興趣。埃克森美孚公司已在匈牙利Mako地區(qū)部署了第一口頁(yè)巖氣探井，并計(jì)劃在德國(guó)下薩克森盆地完成10口頁(yè)巖氣探井。Devon能源公司與法國(guó)道達(dá)爾石油公司建立了合作關(guān)系，獲得在法國(guó)鉆探的許可?？捣剖凸拘家雅c英國(guó)石油公司簽署了在波羅的海盆地尋找頁(yè)巖氣的協(xié)議。

波蘭政府發(fā)放了100多個(gè)頁(yè)巖氣勘探許可證，積極引入外資開(kāi)發(fā)本國(guó)頁(yè)巖氣，埃克森美孚、康菲和埃尼等國(guó)際能源巨頭都已介入。2011年4月底，阿索納塔公司與意大利ENI公司簽署了聯(lián)合勘探和開(kāi)發(fā)頁(yè)巖天然氣的合作協(xié)議。同年6月，保加利亞政府將為期5年的頁(yè)巖氣勘探許可授予了雪佛龍公司，允許其在面積達(dá)4400平方千米的Novi Pazar頁(yè)巖氣田勘探作業(yè)。目前已有20多家全球性能源公司正在波蘭勘查頁(yè)巖氣。

2011年6月，俄羅斯TNK—BP計(jì)劃投資開(kāi)發(fā)烏克蘭頁(yè)巖氣。2012年6月，雪佛龍和荷蘭皇家殼牌宣布，將在烏克蘭得到非傳統(tǒng)天然氣的勘探權(quán)，此舉可能使該國(guó)置身于歐洲新興的頁(yè)巖氣開(kāi)采領(lǐng)域前沿。

位于白俄羅斯列奇察地區(qū)的310號(hào)鉆井近日也已開(kāi)始從致密層中鉆取頁(yè)巖氣，這是白俄羅斯石油史上首次開(kāi)采頁(yè)巖資源。列奇察地區(qū)是白俄羅斯石油開(kāi)采的主要地區(qū)，自1965年起，這一地區(qū)已開(kāi)采出超過(guò)1.25億噸石油和140億立方米天然氣。白俄羅斯國(guó)家石油公司是這一地區(qū)的主要開(kāi)采商。隨著傳統(tǒng)可采石油資源開(kāi)采殆盡，該公司開(kāi)始將目光轉(zhuǎn)向頁(yè)巖資源。

北非四國(guó)加入頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)大潮

受全球頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)熱潮的影響，北非一些國(guó)家也動(dòng)起了開(kāi)發(fā)頁(yè)巖油氣的心思。北非具備一定的非常規(guī)油氣資源潛力。據(jù)美國(guó)能源信息署評(píng)估，北非四國(guó)，即阿爾及利亞、利比亞、摩洛哥和突尼斯的頁(yè)巖氣技術(shù)可采儲(chǔ)量達(dá)864萬(wàn)億立方英尺。其中，阿爾及利亞的可采儲(chǔ)量最高，為707萬(wàn)億立方英尺；利比亞為122萬(wàn)億立方英尺；突尼斯23萬(wàn)億立方英尺；摩洛哥的可采儲(chǔ)量最少，但也有12萬(wàn)億立方英尺。

北非四國(guó)利益訴求各異，但開(kāi)發(fā)非常規(guī)油氣資源卻被這幾個(gè)國(guó)家視為解決訴求的重要途徑。阿爾及利亞當(dāng)下常規(guī)天然氣儲(chǔ)量遞減迅速，急需尋找新資源；摩洛哥和突尼斯希望實(shí)現(xiàn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)多樣化；利比亞雖然政局不太穩(wěn)定，但也相當(dāng)關(guān)注如何利用頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)采其260億桶的頁(yè)巖油。

在這些國(guó)家中，阿爾及利亞走在了頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的前列。阿爾及利亞國(guó)家石油公司已與BP、殼牌、埃尼公司、阿納達(dá)科石油公司、塔里斯曼能源公司分別簽訂了頁(yè)巖氣勘探諒解備忘錄。該國(guó)還計(jì)劃把非常規(guī)油氣資源勘探條款寫(xiě)入油氣立法，從而成為該地區(qū)首個(gè)將此類(lèi)條款寫(xiě)入法律的國(guó)家。

近年來(lái)，阿爾及利亞石油儲(chǔ)量嚴(yán)重遞減，因此急于通過(guò)致密氣和頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)量替補(bǔ)。但是，阿爾及利亞過(guò)去因合同條款過(guò)于苛刻，在常規(guī)油氣勘探領(lǐng)域已受到國(guó)際資金的冷遇，因此在勘探非常規(guī)油氣時(shí)，也必須先解決怎樣引入國(guó)際油氣公司投資的問(wèn)題。阿爾及利亞明年的招標(biāo)區(qū)塊位于西南部，包括致密氣和頁(yè)巖氣勘探區(qū)塊。

摩洛哥和突尼斯的非常規(guī)油氣潛力對(duì)渴望資源的國(guó)際石油公司和獨(dú)立石油公司也頗具吸引力。殼牌非常希望能與突尼斯政府就其中部和東部地區(qū)的頁(yè)巖氣勘探簽訂協(xié)議，而阿納達(dá)科石油公司已與摩洛哥簽訂了頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)協(xié)議。摩洛哥和突尼斯都計(jì)劃立法允許非常規(guī)油氣資源的勘探和開(kāi)發(fā)。

未來(lái)幾年，北非四國(guó)的非常規(guī)油氣資源勘探將成為非洲油氣業(yè)界的亮點(diǎn)，如能取得突破，將帶動(dòng)非洲其他地區(qū)的非常規(guī)油氣資源開(kāi)發(fā)。

印度、阿根廷、澳大利亞均發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣資源

2011年1月25日，印度ONGC公司在靠近西孟加拉邦杜爾加布爾的一口研究和開(kāi)發(fā)井的大約1700米深處的Barren Measure頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)了天然氣。

阿根廷的頁(yè)巖氣技術(shù)可采資源量為21.9萬(wàn)億立方米，位居世界第三，是南美天然氣開(kāi)發(fā)利用前景最好的國(guó)家，特別是內(nèi)烏肯盆地頁(yè)巖氣前景看好，為此吸引了一些世界大油氣公司的青睞。

澳大利亞Beach石油公司在大洋洲7個(gè)盆地中發(fā)現(xiàn)了富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，前期評(píng)價(jià)的資源潛力大，計(jì)劃對(duì)庫(kù)珀盆地的頁(yè)巖氣進(jìn)行開(kāi)發(fā)，已在新西蘭獲得單井工業(yè)性突破。