1、页岩气
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等,用途广泛。相比而言,常规天然气主要存在于砂岩或碳酸盐岩中,且以游离气为主,其开采时一般采用自喷方式采气、排水式采气,开采技术较简单。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产页岩气分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。页岩气生产过程中一般无需排水,生产周期长,一般为30年~50年,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值。
页岩的渗透率很低,在以往都不具有商业开采价值,直到储层压裂技术(将地下储层压出裂缝,改善渗透率)的迅速发展,页岩气开发逐渐变得普遍。全球页岩气储量有450万亿立方米,其中35%在美洲,35%在亚太地区,其余15%在中东地区。我国页岩气资源潜力大,初步估计我国页岩气可采资源量在36.1万亿立方米,与常规天然气相当,居世界第一位。
虽然中国页岩气储量丰富,但开采较困难。页岩气资源多分布在边远山区资源且离地表较远;另外丰度较差,矿井开采期较短;而且中国页岩气地质结构种类较多,需要不同的开发技术,四川盆地属于海相页岩储层,可借鉴美国经验,而吉林东部盆地属于陆相页岩储层,美国技术不适用,需要自主开发技术。
根据美国页岩气的开发情况,预测目前中国四川盆地的页岩气开采成本2.5-4.5元/立方米(现阶段预测页岩气开采的经济性尚缺乏很多实证数据,因此该数据仅具备参考意义),高于美国页岩气成本,更远高于国内天然气的开采成本。产量是页岩气开采成本的关键指标,随着开采技术的成熟,页岩气成本具备较大下行空间,预计开采成熟期,四川盆地的页岩气开采成本可降至1.5-2.5元/立方米。
2、页岩油
页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。这里应当注意页岩油和油页岩之间的区别与联系。页岩油包括两种:一种是广义致密油,也是来自成熟的烃源岩(页岩、致密砂岩、碳酸盐岩等),开采方法与页岩气相同,通常美国油气界所说的页岩油其实就是指广义致密油;另一种是油页岩(未成熟的烃源岩),通过开采油页岩,也可以提炼页岩油。
重复一下,美国页岩油革命指的其实是广义致密油。根据美国能源情报署资助的先进资源国际公司(Advanced Resources International, Inc.)于2013年的评价,俄罗斯致密油技术可采资源量最多,居世界第一,其次为美国和中国,三个国家的致密油技术可采资源量之和占世界总量的43.6%。
那么油页岩资源呢,它是一种固体矿产。油页岩的开发利用可以追溯到17世纪,目前世界上几乎所有的油页岩都是通过开采到地面进行利用的。就像采煤一样,通过传统露天开采或矿井开采,将油页岩矿石运输到地表后,再经过低温干馏,制取油页岩油或燃烧发电。近些年,发达国家对油页岩开发利用主要关注的是地下原位开采技术,即直接给地下的油页岩层通过多种方法加热,使它在地下裂解,生产出油页岩油,并传输至地面。
美国是世界上油页岩资源最丰富的国家,美国土地管理局于2005年6月和2009年11月先后两次在科罗拉多试验区进行地面干馏研发示范,多家公司在此处进行地面干馏试验,目前处于技术研发和储备阶段,受环保要求限制尚未进行商业化开发。
2004~2006年,我国对油页岩资源进行了国内首次评价,查明地质资源量为7199亿吨,折合成页岩油为476亿吨。中国的油页岩资源约85%以上分布在吉林、辽宁和广东省,其中吉林省就占全国的55.3%。
我国近年来已经探索和推进油页岩原位转化开采技术的相关研究,教育部、科技部、吉林省、中石油、中石化等投入了约4亿元开展原位转化开采技术研究,民营企业众诚集团也投入近2亿元开展研究。他们均取得了不同程度的进展。
总部位于吉林省长春市的众诚集团是一家以石油炼制、销售为一体的大型民营股份制企业,自2008年起进入油页岩领域,自主研发了“地下原位裂解技术”,并在松辽平原开展了小井组试验,成功实现了地下300米处点燃油页岩,于2014年7月生产出了我国第一桶原位技术油页岩油,相关技术获得了1项国际专利、2项国家发明专利和7项实用新型专利。有关专家认为,这标志着中国油页岩原位开采技术有了突破性进展,具有里程碑意义。