■新聞緣起：

　　據消息稱，正當國際石油價格頻繁受到地緣政治等因素影響，持續高位波動之際，一種非常規天然氣——頁巖氣在現有能源結構中逐漸占據重要地位，成為能源中的亮點。國際能源署近日稱，全球非常規天然氣將進入一個黃金發展期。

　　為加快頁巖氣開發，減少對外石油天然氣進口依賴，中國已經將頁巖氣開發列入“十二五”規劃，有分析人士認為，如果中國能在一個相對較短的時間內達到量產規模，甚至與美國的頁巖氣產量齊頭并進，則世界能源結構的版圖將會發生巨大改變。

　　頁巖氣開發緣何受到廣泛關注？頁巖氣能否緩解能源危機？頁巖氣開采難在哪？還需邁過幾道坎？非常規油氣資源時代是不是來了？中國地質大學能源學院教授侯讀杰為您答疑釋惑。

　　非常規油氣礦藏豐富？

　　“有一個‘貪心’的人，正在吃著碗里的，看著鍋里的。重油和致密砂巖是管今天的事情，頁巖氣和煤層氣是管明天的事情，而天然氣水合物是管后天的事情。”侯讀杰以詼諧的方式比喻了現在對非常規油氣資源的開發。

　　當下頁巖氣已經正式成為我國第172種礦產，國土資源部也將按獨立礦種制定了投資政策，進行頁巖氣資源管理。頁巖氣的開發利用漸漸走進了大眾視野，非常規油氣資源一詞也頻頻出現。那么，非常規油氣資源指的是什么？我國非常規能源有哪些呢？

　　侯讀杰解釋說：“非常規油氣源包括頁巖氣、煤層氣、頁巖油、致密砂巖油氣、天然氣水合物和重油資源等。而其中目前最具有開發價值的是：頁巖氣、煤層氣、致密砂巖油氣和重油資源。在我國，對致密砂巖油氣和重油資源開發的實踐較早，其次是煤層氣，然后才是頁巖氣。”

　　侯讀杰分別介紹了這幾種比較具有開發價值的非常規油氣資源的優勢。比如致密砂巖油氣的優點是過去勘探程度低，剩余的資源比較多；而重質油資源則勝在開發應用技術比較成熟，資源量大，應用的領域寬泛，除了作為能源和化工原材料外，也可為公路交通和建筑的重要原料；而主要分布在煤礦區的煤層氣，它的優點是目前勘探程度低、剩余資源多、建設速度快，開采煤層氣的同時也可降低煤礦生產的安全隱患。

　　被人們稱為“可燃冰”的天然氣水合物也有其優勢，比如其巨大的資源量會在未來的能源利用中，起到越來越大的作用。但是目前在技術上還有許多需要克服的難關，比如開采后如何收集、如何避免泄露造成大氣污染等。所以現在還無法實現產業化開采。

　　頁巖氣并非局限于泥頁巖層段？

　　那么什么樣的物質被稱為頁巖氣呢？侯讀杰說：“頁巖氣（shale gas）是在泥頁巖中，由于有機質通過生物化學作用和熱降解，以吸附或游離的狀態未排出源巖層系，滯留在源巖層系中呈連續狀分布的氣藏。它是存在于富有機質泥頁巖層段中具有商業性產出的天然氣。兩種成因之中，熱降解成因形成的頁巖氣比較多。”

　　“但是，頁巖氣的賦存地層并不局限于嚴格意義上的泥頁巖層段，它還可以保存在泥頁巖中，同時也有一部分可能賦存在這一地層單元的薄層狀的粉砂巖甚至砂巖和碳酸鹽巖層中。如果該層段的粉砂巖、砂巖為主體，就變成致密砂巖氣(Tight Sandstone Gas)。另外，目前國外已經發現的頁巖氣的源巖范圍很廣泛，包括了熱裂解成因的熱解氣和生物氣。但應該注意的是，熱解氣源巖應該是我們頁巖氣研究和發現的主體。”侯讀杰教授補充道。

　　頁巖氣的形成條件并不復雜，侯讀杰教授說，首先需要一定厚度的泥頁巖或包括有薄的砂條。像這樣有一定的巖性組合，才能讓生成的天然氣不會大量的逸散，而殘留在該泥頁巖段內；當然，還需要在泥頁巖中有一定的有機質，這是生成天然氣的物質基礎。這樣在一定的埋深和溫度下，才能保證有機質大量轉化成為天然氣。另外，泥頁巖中需要有一定的孔隙度和滲透條件，讓其能夠流動。當然，最好具有相對較高的脆性礦物含量，讓其容易壓裂以增加產量，這樣殘留的天然氣能比較容易流出來。

　　頁巖氣“好”在哪兒？

　　為什么對非常規油氣資源的研究開發如此迫切？事實上，到2015 年，我國天然氣缺口將達1200 億立方米以上，如果沒有可代替的能源，就只能從國外大量進口。但是解決之道并不是無跡可尋，美國就依靠“非常規天然氣”令其在2009年一度取代俄羅斯，成為了全球最大的天然氣生產國。

　　2012年國土資源部發布我國頁巖氣地質資源潛力為134.42萬億立方米，可采資源潛力為25.08萬億立方米（不含青藏區）。這說明我國在非常規天然氣的開采上是很有潛力的。

　　頁巖氣的開發有哪些優勢？侯教授提出了一些自己的看法。比如在用途方面，頁巖氣除了屬于一種潔凈能源外，也是一種重要的化工原料；而儲存和使用方面，因為一般的太陽能和風能需要轉化為電能才能使用，所以頁巖氣更有優勢。從實現長期、穩定的生產的要求上來看，頁巖氣的生產只與地下地質條件有關，不同于風能、太陽能受地面氣候如風速和日照條件限制較大。

　　據分析研究估計，在我國缺油少氣的中國南方海相頁巖地層可能是頁巖氣的主要富集地區，所以從頁巖氣的未來發展來看，對南方地區的工業發展具有相當的推動作用。

　　開采頁巖氣 “難”在哪兒？

　　“頁巖氣的貯藏條件使得頁巖氣的開采有一定的困難。我們平時使用的天然氣與頁巖氣的區別在于頁巖氣是殘留在源巖或源巖附近的低孔滲的巖石中，而普通的天然氣是運移到儲集層中富集的。因此從開采難度來說，頁巖氣的開采難度要明顯高于普通的天然氣，開采成本也相對較高。”侯讀杰說。

　　侯讀杰介紹，對頁巖氣進行開發的主要難點其實在工程和工藝方面。其一，難在鉆井技術，主要是鉆水平井。要保持井壁的穩定，控制好水平鉆井對井眼的軌跡，這樣才能準確的鉆到目的層；同時，鉆井液和完井液還要能保護儲層，避免泥頁巖儲層遭到破壞。其二,難在固井和完井的技術。必須要能滿足分段壓裂和射孔優化的要求。

　　而最為關鍵的，是頁巖氣壓裂增產技術以及對壓裂效果進行檢測分析的技術。頁巖氣壓裂增產技術會用到壓裂液（包括水基的和其他的壓裂液），因為有水敏性的儲層，如果當有與地層不配伍的外來流體進入儲層，可能會引起儲層中的粘土礦物發生水化膨脹和分散運移而造成儲層滲透率下降的可能性及其程度，從而導致頁巖氣被堵住無法開采。

　　當然，我國在開采頁巖氣方面做了許多工作，也取得了長足的進步。早在2004年，國土資源部油氣資源戰略研究中心和中國地質大學（北京）就開展了頁巖氣的資源研究工作。近年來與美國的國際合作和國家在資金、政策上的支持，都促進了頁巖氣的開發。

　　侯讀杰說，目前，我國在頁巖氣的研究領域已有了很多突破進展，比如通過國內各個單位共同合作，已經大致掌握了頁巖氣富集模式和分布規律。并且通過對頁巖氣地質條件、儲層特點、地化特征等方面的綜合分析，建立起了頁巖氣發育區的主要評價參數和選區評價標準。我國還建立了頁巖氣資源評價方面標準，并對國內主要的區塊的頁巖氣資源潛力進行了評價，初步摸清了我國頁巖氣的資源“家底”。此外，對頁巖氣區塊進行了實地的鉆井工作并綜合應用壓裂測試技術，也取得了許多寶貴的開發經驗。

　　■專家觀點

　　頁巖油氣開采不會影響到地下飲用水的安全

　　頁巖氣開采的技術難關突破以后，并不是完全不存在隱患的。國際上，美國對于頁巖氣的開發最早、最有經驗。但是在商業化開采帶來莫大的利益的同時，也有一些人認為，在水力壓裂時，通過將壓裂液壓入油井中，將巖層壓裂，產生高導流能力的裂縫通道，再注入支撐劑（主要是石英砂）撐住裂縫，這個過程會不會造成壓裂液中的化學物質和頁巖氣混入地下水中呢？

　　絕大部分水力壓裂作業是在比地下蓄水層深得多（數千米）的巖層進行的，而且油氣井設計了多重保護措施來把飲用水和油氣生產區域隔離開，頁巖油氣開采不會影響到地下飲用水的安全。

　　侯讀杰教授介紹，一般一口頁巖氣井壓裂需用水1萬m3，而且35%左右的壓裂液和地層水會返排至地面，所以返排液處置不當也會污染地表水。這些返排液通常有兩種比較環保的處理方式：循環利用或處理后排放。

　　美國頁巖氣開發實踐中所出現的問題，也為中國這樣的頁巖氣后發國家提供了可借鑒之處。目前美國已為控制頁巖氣開采造成環境污染頒布了法規，相信如果有合理的監管制度，與頁巖氣開發相伴生的環境風險是可以控制的。