摘要：非常規(guī)天然氣資源因其具有“低碳、潔凈、高效、低污染”的特性，故而從嚴格意義上講，也屬于新能源的范疇。非常規(guī)天然氣資源的埋藏、賦存狀態(tài)與常規(guī)天然氣資源既有相似之處，又有較大的差別，其主要的差別在于資源的“低品位”。權威專家估算的全球非常規(guī)天然氣資源量為2338.2×1012m3，約為世界常規(guī)天然氣資源量(512.6×1012m3)的4.56倍，約為常規(guī)石油、天然氣資源量的1.65倍。全球非常規(guī)天然氣資源主要分布在加拿大、俄羅斯、美國、中國、拉美等國家和地區(qū)。以美國為代表的非常規(guī)天然氣開采實踐，經(jīng)過近30年的不斷探索，已經(jīng)逐步形成了適用于非常規(guī)天然氣開發(fā)的技術體系，中國在致密氣開發(fā)方面也走在了世界前列。我國的非常規(guī)天然氣(僅包含致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣和天然氣水合物)資源量為280.6×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量(56×1012m3)的5.01倍。目前，中國的致密砂巖氣已進入規(guī)模開發(fā)階段，煤層氣、頁巖氣的開發(fā)利用正在起步；天然氣水合物等資源的基礎研究工作也正逐步展開。中國非常規(guī)天然氣的地質(zhì)特點包括：①南北中廣泛分布；②深中淺層系復合；③海陸相沉積兼有；④儲層物性復雜；⑤一般與常規(guī)油氣共生共存?？傮w來看，非常規(guī)天然氣開發(fā)利用要取得成功，其關鍵是擁有低成本的技術體系和低成本的管理體系。結(jié)論認為：開發(fā)非常規(guī)天然氣是利用低碳資源的現(xiàn)實最佳選擇。
關鍵詞：非常規(guī)天然氣；新能源；資源量；分布；致密砂巖氣；煤層氣；頁巖氣；天然氣水合物；技術體系；管理體系
1 什么是非常規(guī)天然氣資源
1.1 新能源的概念
所謂新能源，是指相對于傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，目前正在開發(fā)利用或積極研究、有待推廣的能源。非常規(guī)天然氣，從嚴格意義上講，也屬于新能源的范疇。
在大力開發(fā)新能源的同時，不能忘記傳統(tǒng)能源對人類社會文明的重大貢獻，在可預見的50年之內(nèi)，傳統(tǒng)能源仍將繼續(xù)發(fā)揮主導作用：①原始社會主要使用柴薪，由此造就了農(nóng)耕文明；②1757年以來，大量使用煤炭促成工業(yè)革命(蒸汽機)，造就了工業(yè)文明；③1895年以后，石油、常規(guī)天然氣成為主要能源，進而造就了現(xiàn)代文明。
人類社會的進步，就是逐步由使用高碳(煤炭)、中碳(石油)到低碳(天然氣)資源，再到無碳(氫氣)資源的過程。
1.2 新能源的四大特征
作為新能源，一般具有以下特征：①可持續(xù)、可再生；②高效、低耗；③綠色、低碳；④低污染或無污染，有利于環(huán)境保護。
新能源，是理想社會的特征，也是人類社會發(fā)展的理想目標。新能源，將成為一個圍家再次成功的象征。
1.3 新能源的類型
新能源的類型如圖1所示。
其中，非常規(guī)天然氣資源因其“低碳、潔凈、高效、低污染”的特性，已成為當今全球能源發(fā)展的重要方向。
1.4 非常規(guī)天然氣資源的定義
所謂非常規(guī)天然氣資源，是指尚未被充分認識、還沒有可以借鑒的成熟技術和經(jīng)驗進行開發(fā)的一類天然氣資源。主要包括：①致密氣(致密砂巖氣藏、火山巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏)；②煤層氣(瓦斯)；③頁(泥)巖氣；④天然氣水合物(俗稱可燃冰)；⑤水溶氣；⑥無機氣以及盆地中心氣、淺層生物氣等。
1.5 非常規(guī)天然氣資源的成藏特征
非常規(guī)天然氣資源的成藏特征如圖2所示。
非常規(guī)天然氣資源的埋藏、賦存狀態(tài)與常規(guī)天然氣資源既有相似之處，又有較大的差別，其主要的差別在于資源的“低品位”。
1.6 非常規(guī)天然氣資源的開發(fā)特點
非常規(guī)天然氣資源的開發(fā)特點如圖3所示。
1.7 非常規(guī)天然氣開發(fā)轉(zhuǎn)化條件
非常規(guī)天然氣開發(fā)是一個“過程性概念”，一旦處于開發(fā)技術成熟、價格合理等條件下，非常規(guī)天然氣資源就可以轉(zhuǎn)化為“常規(guī)資源”開發(fā)。實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的主要條件是：①主體開發(fā)技術達到成熟程度；②開發(fā)方式具備規(guī)?；?、集約化特性；③油價穩(wěn)定在60～80美元之間；④進入“后石油時代”之后，石油資源的開采量減少。
1.8 非常規(guī)天然氣屬于低碳資源
如果說煤炭是高碳資源，石油是中碳資源，那么非常規(guī)天然氣就是最現(xiàn)實的低碳資源。其特性如下①分子結(jié)構(gòu)簡單，組成中80%～99%的是甲烷氣體②熱值高，甲烷氣體的熱值是50200kJ/m3；③低碳減少了高碳排放的機會；④低污染或無污染。
綜上所述，筆者認為：開發(fā)非常規(guī)天然氣是利用低碳資源的現(xiàn)實最佳選擇。
2 全球非常規(guī)天然氣資源開發(fā)利用現(xiàn)狀
2.1 一位哲人的預言
“人類將進入天然氣時代”一美國學者羅伯特就此專題在美國國會先后作過18次報告。他說：全球天然氣時代僅僅處在萌芽時期，開發(fā)利用類似珍貴的“香水”。能源供給已進入了后石油時代，全球能源將由以煤炭和石油為主，轉(zhuǎn)變?yōu)楦鍧崱⒏h(huán)保、分子結(jié)構(gòu)更簡單的天然氣，從而進入天然氣時代。
從盤古開天地，固體燃料(木柴、煤炭)連續(xù)使用了幾千年；液體燃料(石油)使人類過渡到“現(xiàn)代社會”；而天然氣燃料(包括氫氣)將把人類帶進“能源氣體”時代。羅伯特認為：“天然氣有可能首次將人類文明過渡到未來數(shù)千年完全可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)”。
2.2 “天然氣時代”的論點
1) 人類記載天然氣的歷史已有3000多年(公元前11世紀—711年，西周時期的《易經(jīng)》)。天然氣在地球上已自然冒了800多年。
2) 自然現(xiàn)象觀察結(jié)果表明：有煤炭的地方有天然氣，有石油的地方也有天然氣，而有天然氣的地方則不一定有煤炭和石油。由此推斷，天然氣比煤炭和石油加起來的總和還要多。
3) 近10年來，全球找到了37個大氣田，是找到大油田的3倍多。據(jù)美國國會聽證資料，目前發(fā)現(xiàn)和估計的天然氣儲量是石油的5倍多。
4) 研究證明，天然氣不一定完全是生物成因的，也有可能是無機生成的，可以再生。據(jù)美國國會的資料，在可以預見的將來，天然氣將供應全球的80%的能源。
5) 宇宙物質(zhì)以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在。即便是把地球里面的水和石油全部抽出來，與所存在的氣體相比也只是一顆“液滴”。而巨大的地球(固體)被氣體(天然氣)所充滿，地球外則被氫氣所環(huán)繞，氫氣在空氣中占90%，在水中和石油中占70%。
數(shù)量如此巨大的天然氣，給天然氣時代的到來與存續(xù)提供了充分必要條件。
2.3 現(xiàn)代社會能源發(fā)展的主要問題
化石能源在促進人類文明的同時，也給人類帶來了沉重的負擔。
1) 全球變暖和環(huán)境污染。主要是由于二氧化碳排放所造成的。而排放的主體就是煤炭和石油，其主角又是發(fā)電廠和汽車。
2) 煤炭的開發(fā)利用，在全球就技術水平而言，基本仍停留在19世紀的水平上。其污染給社會造成了沉重的負擔，使社會、環(huán)境和經(jīng)濟成本上升。估計其負面影響，不亞于兩次世界大戰(zhàn)和經(jīng)濟大衰退。
3) 全球石油儲量自然遞減，需求量連續(xù)10年增長，從而導致價格不斷上升，加劇了地緣政治的沖突，致使經(jīng)濟收縮和社會不穩(wěn)定現(xiàn)象增多。
4) 能源對經(jīng)濟的影響不是中性的。中國“和平崛起”的關鍵與成敗都將取決于新能源的有效替代和轉(zhuǎn)換。
2.4 全球非常規(guī)天然氣資源十分豐富
據(jù)中國首次非常規(guī)油氣資源國際研討會資料，權威專家估算的全球非常規(guī)天然氣資源量為2338.2×1012m3，約為世界常規(guī)天然氣資源量(512.6×1012m3)的4.56倍。
據(jù)2010年3月在美國休斯敦召開的非常規(guī)能源研討會資料，目前，全球非常規(guī)天然氣產(chǎn)量已迅速攀升到了3242×108m3/a。非常規(guī)天然氣已經(jīng)成為一支不容忽視和小視的能源“新力量”。
2.5 全球非常規(guī)天然氣與常規(guī)油氣的比例
全球非常規(guī)天然氣總資源量，約為常規(guī)石油、天然氣資源量的1.65倍。其中天然氣水合物所占比例最大，達37%(表1)。
全球非常規(guī)天然氣資源主要分布在加拿大、俄羅斯、美國、中國、拉美等國家和地區(qū)。
2.6 全球非常規(guī)天然氣發(fā)展趨勢
1) 美國是全球非常規(guī)天然氣開發(fā)利用的領軍國家。2009年，美國天然氣產(chǎn)量首次超過俄羅斯，達到6240×108m3，成為全球第一大產(chǎn)氣國，其主要貢獻者之一就是非常規(guī)天然氣(年產(chǎn)量已達到2917×108m3)。
2) 近7年來，中國天然氣儲量和產(chǎn)量每年均以兩位數(shù)增長，2009年全國天然氣年產(chǎn)量已達830×108m3 (與2002年比較，增長了2.76倍)，其中非常規(guī)天然氣也占到了較大比例。
3) 2006年以前，非常規(guī)天然氣開發(fā)利用的主要方式是小公司決策。之后，國際各大油公司(?？松梨?、殼牌、雪佛蘭、康菲、BP等)通過直接投資、收購、合作等方式介入非常規(guī)天然氣的勘探開發(fā)，并已經(jīng)成為開發(fā)的主角。
4) ?？松举徺I美孚公司花了80億美元，今年初，又花了430億美元購買XT0公司——美國最大的非常規(guī)天然氣公司。近期，中國石油天然氣股份有限公司(以下簡稱中國石油)也購買了澳大利亞煤層氣公司。
2.7 全球煤層氣資源量和產(chǎn)量
全球煤層氣總資源量為256.3×1012m3，是常規(guī)天然氣總資源量的50%。主要分布在北美、俄羅斯、中國、澳大利亞和中亞等國家和地區(qū)。美國、加拿大和澳大利亞已經(jīng)實現(xiàn)了煤層氣的商業(yè)化開發(fā)。
世界主要國家煤層氣資源量和產(chǎn)量情況如表2所示。
2.8 全球頁巖氣資源量
全球頁巖氣資源量約為456×1012m3，相當于煤層氣和致密氣資源量的總和。主要分布在北美、中亞和中國、中東和北非以及拉美等國家和地區(qū)。據(jù)2010年3月在美國休斯敦召開的非常規(guī)能源研討會資料，頁巖氣的特點應該包括：①分布范圍廣，主要分布在海相地層；②沉積厚度大，一般厚度介于300～500m，單層厚度大于50m；③有機質(zhì)含量普遍在2%以上，成熟度(Ro)處于1.4%～3.0%區(qū)間；④開采壽命長，一般為30～50a，預測有些最高可達100a。
美國是目前世界上唯一實現(xiàn)頁巖氣商業(yè)開采的國家，2008年其頁巖氣產(chǎn)量達600×108m3，預計到2015年，美國的頁巖氣年產(chǎn)量將達到2800×108m3。
2.9 全球致密氣資源量
所謂致密氣，一般是指滲透率小于0.3mD的天然氣資源，包括致密砂巖氣藏、火山巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏等類型。
全球致密氣資源量約為209.72×1012m3。目前，世界上技術可開采的致密氣儲量介于10.5×1012～24×1012m3。全球已發(fā)現(xiàn)致密氣的甕地有70個，在世界各大洲均有分布。
致密氣開發(fā)最成功的國家仍然是美國，其次是中國。2008年，美國致密氣年產(chǎn)量為1757×108m3，約占其天然氣總產(chǎn)量的30%。2009年，中國致密氣年產(chǎn)量約150×108m3——主要是近幾年發(fā)展較快。
2.10 全球天然氣水合物資源量
天然氣水合物是在一定條件下，由水和天然氣形成的類似冰的、非化學計量的、籠形結(jié)晶化合物，因其外觀像冰一樣，而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”、“固體瓦斯”或“氣冰”。其主要成分為甲烷。
據(jù)美國、俄羅斯、日本等的研究結(jié)果，全球陸地天然氣水合物總資源量為2.83×1015m3，海洋為8.5×1016m3，相當于已探明化石燃料總含碳量的2倍多，資源量巨大，儲采期至少是1000a。
天然氣水合物的主要特點是能量密度高：單位體積的天然氣水合物分解至少可釋放160個單位體積的甲烷氣體，其能量密度是常規(guī)天然氣的2～5倍，是煤炭的10倍。目前全球有30多個國家都在研究天然氣水合物的開采和利用等相關問題。
2.11 全球非常規(guī)天然氣開發(fā)技術體系
以美國為代表的非常規(guī)天然氣開采實踐，經(jīng)過近30年的不斷探索，已經(jīng)逐步形成了適用于非常規(guī)天然氣開發(fā)的技術體系。中國在致密氣開發(fā)方面也走在了世界前列。其關鍵主體技術包括：①非常規(guī)天然氣成藏基礎理論研究(有機質(zhì)、孔隙、滲流等)；②致密砂巖氣藏精細描述技術；③非常規(guī)天然氣地震勘探開發(fā)技術；④叢式井、水平井、羽狀水平井鉆井一F藝技術；⑤多井、多層壓裂改造增產(chǎn)工藝技術(批量化施工)。
總體來看，非常規(guī)天然氣開發(fā)利用要取得成功，其關鍵是：低成本技術體系和低成本管理體系。
3 中國非常規(guī)天然氣資源開發(fā)利用進展
3.1 中國非常規(guī)天然氣資源總量
我國的非常規(guī)天然氣(僅包含致密砂巖氣、煤層氣、頁巖氣和天然氣水合物)資源量為280.6×1012m3，是常規(guī)天然氣資源量(56×1012m3)的5.01倍。
目前，致密砂巖氣已進入規(guī)模開發(fā)階段，煤層氣、頁巖氣的開發(fā)利用正在起步；天然氣水合物等資源的基礎研究工作也正逐步展開。
3.2 中國非常規(guī)天然氣開發(fā)狀況與特點
中國非常規(guī)天然氣資源量與產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果如表3所示。
中國非常規(guī)天然氣的地質(zhì)特點：①南北中廣泛分布；②深中淺層系復合；③海陸相沉積兼有；④儲層物性復雜；⑤一般與常規(guī)油氣共生共存。
3.3 中國致密氣資源量及其分布
中國致密氣的總資源量約為12×1012m3(部分與常規(guī)氣在資源量上存在著交叉)，廣泛分布于鄂爾多斯、四川、松遼、渤海灣、柴達木、塔里木及準噶爾等10余個盆地，其中鄂爾多斯盆地和四川盆地資源量最為豐富(圖4)。
3.3.1鄂爾多斯盆地致密砂巖氣探明儲量和產(chǎn)量
鄂爾多斯盆地致密砂巖氣總資源量約10×1012m3，其中探明約3×1012m3。主要包括：①蘇里格氣田；②大牛地氣田；③榆林氣田；④烏審旗氣田；⑤神木氣田；⑥米脂氣田。目前，上述氣田正在擴大勘探。
2009年，鄂爾多斯盆地致密砂巖氣總產(chǎn)量達到了133.82×108m3 (不包括榆林氣田的常規(guī)砂巖氣)。
3.3.2蘇里格為我國最大的致密砂巖氣田
截至2009年底，蘇里格氣田基本探明天然氣儲量超過2×1012m3，是中國第一個特大型天然氣氣田，也是目前最大的氣田。
2009年，蘇里格氣田的天然氣產(chǎn)量達到80×108m3，2010年產(chǎn)量將突破100×108m3，規(guī)劃到2015年可能建成300×108m3的生產(chǎn)能力，就單個氣田而言也將是我國最大的氣田。
蘇里格大氣田，是京津地區(qū)天然氣供應的主力氣源，可以穩(wěn)定供氣30～50a，甚至更長時間。
3.3.3四川盆地致密砂巖氣開發(fā)
四川盆地致密砂巖氣的勘探開發(fā)潛力同樣巨大。最新評價結(jié)果表明，川西侏羅系與上三疊統(tǒng)天然氣資源量為1.8×1012～2.5×1012m3，而目前的探明儲量僅占上述資源量的10%左右。2009年，川中地區(qū)須家河組致密砂巖氣的產(chǎn)量約為20×108m3。
3.4 中國煤層氣資源量及其分布
中國煤層氣的地質(zhì)資源量分布情況如表4所示。其中，埋深2000m以內(nèi)的煤層氣資源量為36.8×1012m3；埋深1500m以內(nèi)的可采資源量為10.9×1012m3。
3.4.1中國煤層氣開發(fā)利用成果與規(guī)劃
截至2009年底，全國地面煤層氣鉆井總數(shù)達3972口(探井675口、開發(fā)井3297口)，其中羽狀水平井85口，主要分布在鄂爾多斯盆地東部和山西沁水盆地；目前的資源探明率僅5.0‰。2009年，煤層氣年產(chǎn)量為71.7×108m3。
2010年，國家規(guī)劃煤層氣產(chǎn)量為100×108m3，其中地面開采50×108m3 (完成難度很大)、井下巷道抽排50×108m3 (可以超額完成)；2020年煤層氣年產(chǎn)量將達到300×108m3；2030年產(chǎn)量將達500×108m3。
3.4.2全國煤炭安全、環(huán)保形勢依然嚴峻
2009年，全國煤炭產(chǎn)量為30×108t，井下瓦斯抽采量達到61.7×108m3，全國煤礦百萬噸死亡率為0.987人，首次降到1以下；但瓦斯利用率還很低，安全、環(huán)保形勢依然嚴峻，煤層氣開發(fā)任務艱巨，任重而道遠。
3.5 中國頁巖氣資源量及其分布
頁巖氣資源廣泛分布于海相(主要)、陸相沉積盆地內(nèi)，在全國范圍內(nèi)，各地質(zhì)歷史時期都存在頁巖氣資源。中國主要盆地頁巖分布如圖5所示。
中國海相地層沉積面積達300×104km2，其中陸上海相沉積達280×104km2。據(jù)2006年中國石油的研究成果，中國頁巖氣資源量為100×1012m3；近期有利地區(qū)頁巖氣資源量在30×1012m3左右(表5)。
3.5.1中國頁巖氣有利區(qū)資源分布
中國頁巖氣有利區(qū)及資源量分布情況如表5所示。
3.5.2中國頁巖氣成藏與基本地質(zhì)特點
全國在多個含油氣盆地都發(fā)現(xiàn)了頁巖氣資源。凡是有天然氣生成的盆地，理論上講都應該存在頁巖氣，特別是在海相地層中。嚴格意義上講，頁巖氣是頁巖中生成后未運移出去和殘留于頁巖層內(nèi)的天然氣。中國頁巖氣的主要地質(zhì)特點包括：①分布面積約占國土總面積的三分之一(主要在南方)；②儲層厚度大，單層厚度介于20～500m(累計厚度介于100～850m)；③成熟度高，Ro一般大于1.0%；④有機質(zhì)豐富，有機碳含量一般大于2%。
3.5.3中國頁巖氣的開發(fā)與利用
“大力推進頁巖氣勘探開發(fā)”在中國已經(jīng)基本達成共識。中國石油西南油氣田公司、浙江油田公司和煤層氣有限責任公司，已投身頁巖氣的勘探評價工作，并與殼牌、康菲、挪威國家石油等公司廣泛開展了合作研究及試采開發(fā)。目前，已顯露出良好的發(fā)展前景：①2009年8月，國土資源部天然氣資源戰(zhàn)略研究中心在重慶市綦江縣啟動了中國首個頁巖氣資源勘查項目；②2009年11月，中國石油與殼牌合作開發(fā)的中國首個頁巖氣合作項目——“富順-永川區(qū)塊頁巖氣項目”在成都啟動；③2010年，在四川盆地川東地區(qū)、云貴地區(qū)開辟2個頁巖氣開發(fā)試采示范區(qū)。
3.6 天然氣水合物仍處于研究階段
天然氣水合物資源潛力大，前景廣闊，主要分布在我國南海、東海、青藏高原、東北凍土帶，其中以南海海域資源潛力為最大。
據(jù)國土資源部專家的初步估算，我國天然氣水合物資源量為700×108t油當量；據(jù)張洪濤估算：“在我國南海至少有450×108t油當量”。
中國天然氣水合物調(diào)查工作開展時間只有幾年，僅投入了很少的工作量，但在臺灣東南和西南近海海底、西沙海槽、青藏高原已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物，顯示出這一資源的良好前景。
天然氣水合物是我國天然氣的后備超級資源庫，將對我國未來能源構(gòu)成產(chǎn)生重大的影響，但目前還暫時無法展望其開發(fā)利用的前景。
3.7 中國其他非常規(guī)天然氣資源
水溶氣廣泛分布于我國的中、新生代地層中，據(jù)關德師預測：全國水溶氣資源總量約為45×1012m3，其中我國東部遠景資源量為19×1012m3。四川、松遼、渤海灣、瓊東南、鄂爾多斯等盆地，均具有較好的水溶氣勘探前景，但目前基本上還沒有真正的投入開發(fā)。
在松遼、渤海灣、蘇北、東海、珠江口、鶯歌海等盆地，共發(fā)現(xiàn)28個無機成因的二氧化碳氣田，從成因上將其稱為無機氣，其中萬金塔、黃橋等氣田已開發(fā)，并已取得效果。同時，在松遼盆地三肇凹陷、渤海灣盆地黃驊凹陷、東海盆地天外天構(gòu)造，也發(fā)現(xiàn)了無機成因的甲烷天然氣。
4 中國開發(fā)非常規(guī)天然氣資源的條件與問題
4.1 中國開發(fā)非常規(guī)天然氣資源的條件
中國常規(guī)油氣勘探開發(fā)，經(jīng)歷了百年的歷史，積累了豐富的勘探開發(fā)認識、技術和經(jīng)驗，完全可以復制或創(chuàng)新應用到非常規(guī)天然氣資源的勘探開發(fā)工作中來。近年來，國家大力支持非常規(guī)天然氣的開發(fā)利用，中國石油等企業(yè)初步形成了非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的理論、技術、模式、管理經(jīng)驗以及成功的對策，為非常規(guī)天然氣開發(fā)創(chuàng)造了條件。加之，借鑒知名國際石油公司先進的技術，同時總結(jié)合作開發(fā)過程中所積累的認識、技術和管理經(jīng)驗，中國石油在某些領域已形成了具有世界先進水平的技術，如致密氣開發(fā)在世界上就有很大的影響力。
4.2 中國非常規(guī)天然氣開發(fā)理論與認識
經(jīng)過多年的不懈探索，中國非常規(guī)天然氣在勘探、地質(zhì)、開發(fā)等方面已形成了一系列理論與認識。
4.2.1致密氣(致密砂巖、火山巖、碳酸鹽巖)理論認識
已形成了超高建設型大型河流三角洲、低速變形流動、三個重新、二元攻關、超淺層侵入相火山巖、海相碳酸鹽巖層系多期聚散成藏等理論與認識。
4.2.2煤層氣開采機理及理論認識
已形成了排采“雙駝峰”曲線、物理吸附說、面積降壓平穩(wěn)排采認識、等溫吸附模型、低煤階煤層氣分形吸附模型、“五段兩點法”管理等理論與經(jīng)驗。
4.2.3頁巖氣形成機理及理論認識
已形成了泥巖裂縫孔滲形成概念、泥頁巖裂縫性成藏、游離方式賦存說、海相優(yōu)于陸相、生物和熱成因等機理與認識。
4.3 中國非常規(guī)天然氣開發(fā)技術體系
經(jīng)過多年的不懈努力，中國非常規(guī)天然氣開發(fā)初步探索形成了一系列關鍵技術，其中有些技術已達到世界先進水平：①煤層氣地球物理識別技術(國內(nèi)先進)；②煤層氣鉆完井技術(國內(nèi)先進)；③羽狀多分支鉆井技術(低成本新技術、世界先進)；④煤層氣排水采氣技術(沁水盆地，成熟技術)；⑤水平井鉆井技術(成熟技術)；⑥水平井分段壓裂改造技術(大慶、長慶、吉林油田正在攻關試驗)；⑦致密氣排水采氣技術；⑧低壓集輸處理工藝技術等。
4.4 中國致密(低滲透)天然氣開發(fā)技術體系
探索形成了一套致密砂巖氣田有效開發(fā)主體技術、特色技術和適用的配套技術體系。主要有：①高精度二維地震技術(集成創(chuàng)新)；②富集區(qū)優(yōu)選、井位優(yōu)選技術(集成創(chuàng)新)；③快速鉆井及小井眼鉆井技術(集成創(chuàng)新)；④適度規(guī)模壓裂技術(國內(nèi)首創(chuàng))；⑤井下節(jié)流技術(國內(nèi)原創(chuàng))；⑥排水采氣技術(吸收引進再創(chuàng)新)；⑦分壓合采技術(集成創(chuàng)新)；⑧地面不加熱、低壓集氣、混相計量技術(國內(nèi)首創(chuàng))等。
4.5 中國非常規(guī)天然氣開發(fā)管理模式
中國非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)已經(jīng)探索形成了一些典型的開發(fā)模式或示范區(qū)，其核心是低成本技術體系和低成本管理體系，主要包括：①蘇里格模式(致密氣，低成本、集約化、標準化、數(shù)字化、市場化)；②蘇南合作模式(致密氣，低成本、程序化、高效率)；③沁水模式(煤層氣，低成本、數(shù)字化、經(jīng)濟有效、規(guī)模開發(fā))；④韓城模式(煤層氣，低成本、成組水平井、叢式井、節(jié)能)；⑤云貴示范區(qū)(頁巖氣，低成本技術、管理示范)；⑥川南示范區(qū)(頁巖氣，低成本技術、經(jīng)驗示范)等。
4.6 中國非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的基礎條件
中國非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)利用的基礎條件已經(jīng)趨于成熟，理由如下：①與常規(guī)天然氣雖有差異，但在成藏、開采機理上基本相似；②與常規(guī)天然氣的開發(fā)技術接近，可以移植、復制并改造；③可以直接利用現(xiàn)有的常規(guī)天然氣管道、銷售網(wǎng)絡基礎設施；④國家大力支持，已出臺并將繼續(xù)出臺多項優(yōu)惠政策；⑤國外已形成了多項低成本技術，可借鑒。
目前以蘇里格大型氣田為代表的致密砂巖氣已進入規(guī)?；焖侔l(fā)展階段，沁水、渭北、三交等煤層氣田已進入規(guī)模建設期，四川、云貴等南方地區(qū)的頁巖氣開發(fā)已開始示范性起步。
4.7 中國非常規(guī)天然氣開發(fā)對策
非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)，就總體而言，中國還處辛謀劃和起步階段。根據(jù)國外成功的經(jīng)驗和中國近些年所積累的實踐認識，為實現(xiàn)中國非常規(guī)天然氣資源的長遠開發(fā)大計，現(xiàn)提出如下對策：①制定國家發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略；②國家層面主要致力于制定扶持政策，其依據(jù)是級差地租理論；③小公司決策方式是一條重要途徑；④大公司以小公司決策方式開發(fā)低品位資源也是一種方式，可實現(xiàn)優(yōu)勢互補；⑤低成本技術體系和低成本管理體系是唯一選擇；⑥關鍵技術攻關必不可少；⑦顛覆傳統(tǒng)規(guī)則，制定非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)新規(guī)則；⑧完全的、真正意義上的市場化運作。
4.8 中國天然氣(包括非常規(guī))發(fā)展的主要問題
1) 天然氣在人類生活中是一種奢侈品，使用天然氣是富人的標志。因而全球天然氣消費主要集中在北美、歐洲和日本等發(fā)達國家和地區(qū)，發(fā)展中國家消費量所占的比例很小。中國經(jīng)濟狀況目前還達不到廣泛使用天然氣的條件。
2) 新能源是個相對概念，在中國，非常規(guī)天然氣也屬于新能源了，而在北美、歐洲就已經(jīng)不是新能源。既然是新能源，其發(fā)展就毫不例外的要經(jīng)歷一個相當長的過程，不可能憑借發(fā)現(xiàn)幾個大氣田就能實現(xiàn)天然氣的廣泛覆蓋消費。
3) 天然氣規(guī)?；M的基礎條件是管網(wǎng)的高覆蓋，美國天然氣管網(wǎng)總長度達50×104km，覆蓋到了鄉(xiāng)村，而中國目前只有3.8×104km。中國要達到美國目前的條件，需要幾十年的努力，僅靠幾個公司解決不了廣泛覆蓋的問題，而且資源也有限。
4) 天然氣消費的調(diào)峰是一大難題，如北京冬季日用氣量是5000×104m3，而夏季則只有300×104m3，平衡巨大的峰谷差要依賴巨大的儲氣庫。天津大港地區(qū)約30×108m3規(guī)模的儲氣庫，遠遠解決不了調(diào)峰問題，況且儲氣庫不可能盈利，至少目前不可能盈利，而美國有400余座大中型儲氣庫保證其天然氣均衡消費。
5) 中國氣價混亂：上海天然氣有5種價格，西氣東輸有3種價格在一條管道運行，國內(nèi)氣價遠低于國際氣價。管道輸送企業(yè)基本上都是微利，類似慈善事業(yè)；而國內(nèi)老百姓則對天然氣寄予厚望且希望天然氣價格越低越好，認為資源屬于國家所有。
6) 非常規(guī)天然氣開發(fā)，在中國可能要經(jīng)歷一個較長的時期。低碳能源在中國還是一個理想狀態(tài)。據(jù)權威機構(gòu)預測，2050年全球能源結(jié)構(gòu)中的80%還是化石能源，新能源只占10%左右。我國的情況更不能例外，中國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不可能在短時期內(nèi)發(fā)生改變。
7) 中國天然氣消費國際化是個大趨勢，正建和籌建的引進管道包括：中土線(最終年輸氣量將達400×108m3)、中緬線(年輸氣量100×108m3)、中俄3條線(氣量不詳)、伊朗 巴基斯坦一中國線(籌劃)。我國已在沿海規(guī)劃有10座LNG接收站，有的已建成投產(chǎn)有的正建和待建，總進口氣量超過3000×104t(相當于天然氣近400×108m3)，主要由中海油(約2000×104t)、中石油(約900×104t)、中石化(約300×104t)等公司承建。上述能源供應結(jié)構(gòu)的政治、經(jīng)濟風險極大。
4.9 中國天然氣(包括非常規(guī))發(fā)展規(guī)劃目標
2020年，我國天然氣發(fā)展規(guī)劃目標：預測天然氣年產(chǎn)量將達到1800×108～2200×108m3，其在我國能源結(jié)構(gòu)中的比例由目前的近4%將上升到8%～12%。屆時，中國將進入天然氣生產(chǎn)大國行列，非常規(guī)天然氣將是重要的貢獻者。
5 結(jié)束語
總體來看，開發(fā)非常規(guī)天然氣是利用低碳資源的現(xiàn)實最佳選擇；非常規(guī)天然氣開發(fā)利用要取得成功，其關鍵是：擁有低成本技術體系和低成本管理體系；非常規(guī)天然氣開發(fā)是個難題，可能要經(jīng)歷較長的過程，但是，非常規(guī)天然氣已成為全球低碳經(jīng)濟發(fā)展的新趨勢！
(本文作者：胡文瑞 中國石油天然氣股份有限公司)
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