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页岩气革命,走到了哪一步
页岩气的前世今生
“页岩气”是一种重要的非常规天然气资源,主要成分和家里燃气灶里燃烧的气体一样,都是甲烷(CH4)。其燃烧后碳排放量较低,清洁环保,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等。它与煤层气、致密砂岩气一起,被称为非常规油气资源的三大品种。称它为“页岩气”,是因为这种天然气蕴藏在页岩烃源岩地层中。页岩气埋藏深度从200米到深于3000米不等,开采难度比普通天然气更大,具有开采寿命长和生产周期长的优点,且生产过程中无需排水,生产周期长(一般30年至50年),勘探开发成功率高,工业经济价值较高。
其实,页岩气并非什么新鲜事物。早在1821年,它就被发现,但由于当时开发技术没有突破,开采成本相对较高,开发利用极其缓慢。1976年—1992年期间,美国能源部共出资9200万美元,委托多家学术研究机构以及众多公司,在美国东北部的宾州、纽约州周边开展了“页岩气东部工程”。其目的主要有两个:确定东部盆地页岩气储层地质构造、成藏条件并准确评估页岩气储量及可采资源量;开发并推广页岩气开采若干环节的关键核心技术,使其有效应用于商业领域。1981年,美国第一口页岩气井压裂成功,标志着页岩气开发技术的突破。
最近几年, 页岩气在美国的非常规天然气供应中异军突起,并已经成为全球油气资源勘探开发的新亮点。在2005年—2006年间,美国天然气价格攀高,在政府对页岩气的生产没有任何补贴的情况下,吸引了大量资本进入页岩气,开启了页岩气的大规模开发,投资增加又驱动技术进步和成本下降。据估计,在2005年—2010年间,美国页岩气产业投资总额已超过1600亿美元,页岩气产量由2005年的196亿立方米增至2010年的1379亿立方米。近两年,由于供给过多,气价低于投资者预期,企业利润减少,大量资本开始从页岩气领域转向利润较高的页岩油,美国石油的产量又开始增加。
能源峰值论的破灭
“人类不是因为缺少石头才离开石器时代,也绝不会因为缺少石油才离开石油时代。”页岩气“革命”以及由此延伸的页岩油开发,一定程度上推翻了“石油峰值论”。石油的消耗并不代表着所有石油资源的枯竭,常规的、非常规的天然气已经开始担当全球经济动力了。
据估计,全球页岩气资源约为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。据美国能源信息署(EIA)的最新统计数据显示,当前全球页岩气可采资源189万亿立方米。其中北美地区拥有55 万亿立方米,位居第一;亚洲拥有 51万亿立方米,位居第二;非洲拥有 30万亿立方米,位居第三;欧洲拥有18万亿立方米,位居第四。全球其他地区拥有 35万亿立方米。另外,页岩气与煤层气、致密气一道,被称为非常规天然气,三者总和资源量巨大,约为常规石油天然气资源量的1.65倍。目前已经商业开采的页岩气、煤层气、致密气储量中,页岩气的占比量最大,约占49%
在亚洲51万亿立方米的页岩气中,我国专家和业界人士预计储量为26 万亿立方米,美国能源署的估计为36万亿立方米,按当前天然气消费量计算,如完全开采,中国专家预估的25万亿立方米页岩气可供我国使用近200年。
页岩气并不是新生成的能源,也不是全新的地质发现,它一直静静在埋藏在地球的各个地方,只是在以前的技术水平上来看,无法开采出来。而21世纪最新十年实践说明,真正的“资源瓶颈”,不在地表或地下,而是在人的大脑里。技术的小进步,会有小批量的资源被利用;技术的大进步和大跨越,就会带来大批量的资源。
中国页岩气:不是从零开始
中国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处,页岩气富集地质条件优越,具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。
2000年起,我国能源消费年均增长约8%,其中天然气约20%。目前,我国已经是世界上第四大天然气消费国,预计到2015年,我国城市和县城天然气用气人口数量约达到2.5亿,约占总人口的18%。如果不发现可大范围推广的新能源,按照目前的消耗速度推算,我国剩余的天然气可采年限不到39年。
2004年以来,国土资源部先后开展了页岩气研究和调查评价,设立川渝黔鄂战略调查先导试验区,在重庆、贵州等地实施战略调查井8口。2009年8月17日,国土资源部油气资源战略研究中心在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。至2011年,全国页岩气施工探井80余口,四川长宁和富顺、重庆彭水、陕西延安等地30余口井压裂获工业气流。
2011年,国土资源部报告指出,中国陆上(不含青藏地区)页岩气可采资源潜力25万亿立方米,与陆域常规天然气资源量相当。报告优选出有利区180个,面积111万平方公里,资源分布相对集中,四川、新疆、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西7省区资源潜力占全国总量的近70%。
涪陵大安寨页岩油气勘探开发及产能建设项目,是中国石化乃至全国首个页岩气产能建设项目,计划在2012年底建成天然气产能3-5亿立方米,目前规划钻探6口评价井。同时,中石油在长宁区块、威远区块和富顺-永川区块等四川几个区块内勘探页岩气,至今尚无商业产量。
中国页岩气开发已经处于关键时期,如果现阶段一些重要的页岩气评价井或探井达到预期产量,那么后续的页岩气井钻探和投资将大规模发力。
页岩气影响世界的N个途径
能源是全部经济运营的基础因素。美国页岩气的生产使得美国天然气价格非常低,单位价格几乎是中国的1/3、日本的1/6,不但有效替代了煤炭等污染更大的化石能源,其通过对燃料价格以及由页岩气转化的基础工业原料乙烯的价格,促使美国制造成本大幅下降。美国总统奥巴马在2012年的国情咨文中,明确地指出“迎回制造业”的“再工业化”发展战略,其中很大的一个支撑力,就是页岩气价格优势给制造业带来的基础低成本竞争力。 与此同时,过去多年在全球竞争格局下,一直拥有着不断增强的竞争力的中国制造,目前正面临着人力资源成本为主的各项基础成本的持续增加。而以实体产业空心化为诟病的美国以30年的努力,通过页岩气一点极有可能撬动全球制造业的竞争格局,从而引发整个世界经济格局的新变化。
能源安全格局是过去决定全球外交格局的主要因素。随着美国页岩气由2000年的122亿立方米,增长到2011年的1720亿立方米,占其天然气总产量的1/4以上,大大提升了美国能源自给率,其天然气消费长期依赖进口的局面发生逆转,目前美国石油的对外依存在度已经降至16年来的最低。 美国能源信息署(EIA)在《2011年能源展望》中预测,到2035年美国的页岩气在天然气总产量中的比例将上升至45%,美国能源总消费中的净进口比将由此降至17%。
实际上,2011年美国的石油(包括源自天然气的液体燃料等)日消费量为1880万桶。其中,840万桶来自进口,而这其中的184万桶则依赖从沙特阿拉伯等中东国家进口,占进口量的20%以上,美国更大的石油进口来源其实还在美洲地区(如加拿大和墨西哥等国)。
有业内人士指出,按照目前的趋势,到2020年美国的石油进口量将降至600万桶左右,到2035年减至400万桶以下。而这些都要归功于美国国内页岩气产量的增加,据悉,目前美国的页岩气日产量为90万桶,2020年将达到200万桶以上,规模超过从中东的石油进口量。而到了2030年,美国依赖从中东进口石油的格局将几乎不复存在。
相关人士称,页岩气“革命”一词的潜台词可能是:随着美国的页岩气在能源消费结构中的比例不断上升,这个全球最大的石油消费国或将逐渐摆脱对中东石油的进口依赖。当美国在中东受挫而不得不进行战略“收缩”时,它对世界石油的控制力降低了。
一方面美国必须要在天然气这种新兴的大宗资源商品上争取主导权和定价权,以便让美元重获信任。
另一方面美国的外交政策也一直围绕确保石油而动,从这一层面来看,页岩气还具有改变美国外交政策的潜力。美国能源官员也指出:“能源安保的定义正将发生变化”。而那些依然要依靠原来的美国能源安保所创造的全球供油和全球油路国家就要开始为维护原来的能源格局进行填补。
不少国家原有的能源格局政策将进行重构。
天然气的充足供应已经开始让核能发展步履维艰
通用电气的CEO杰夫·伊梅尔特称,鉴于天然气低廉的价格,“要支持核能很难”。一言激起千层浪,自从廉价的天然气成为电力部门的可选燃料后,核电站由于造价昂贵,其兴建步伐愈加缓慢。水平钻井和水力压裂技术,又称“fracking”技术的应用使原本难以企及的页岩气提取成为现实,得益于此美国已可大规模利用天然气。在2008年,100万BTU天然气的价格接近于13美元,而如今价格已低至3美元左右。
在天然气价格攀升的时候,美国一共有30来座处于不同建设阶段的核电站。而如今据核能研究所(Nuclear Energy Institute)估计,即使融资条件有利,且用户现在的电费足够负担建造费用,到2020年最多也只有5座核电站可以完工。例如在佐治亚州,两座建造中的核反应堆是在美国能源部83.3亿美元贷款担保的帮助下工程才得以继续进行的。
同样,中国目前核能建设计划,在日本地震后,一直处于静默的状态。一边是核能建设可能的种种安全问题,一边是可能出现的成本低廉的新的石油能源。
1:是美国的页岩气革命,还是所有人的革命
美国页岩气革命的正反两面
一个硬币总有正反两面,一次革命也不会比硬币更简单。有一种说法是,用于页岩气开发的水平钻井技术和分段水力压裂技术,算不上什么“技术革命”,它只是在长期钻井经验中积累下来的一套相对成熟的钻探工艺。代表性的人物是,20世纪80年代因下注页岩气开发而破产的美国房地产商乔治·米歇尔。
乔治·米歇尔毕业于德州农工大学(Texas A&M University),之后创立了米歇尔能源开发公司。作为自己的石油公司的负责人,看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产并不满意,他计划在页岩中开发天然气,即使面对工程师的反对,米歇尔也没有放弃自己的想法。米歇尔公司尝试了多种水力压裂的程序,很多生产井的产出往往不能抵消用于开发的成本,但是米歇尔坚信随着技术的进步能够使产量实现突破,并坚持一直尝试。他把注意力集中到测试结果的最大的回报,他坚持分析并重新测试,最终他利用水力压裂的工艺,首次从页岩储层中开采出了天然气。
现在,美国一家能源协会授予这位90多岁的老人“终身成就奖”。因为,随着这种成熟技术的应用,页岩气已经实实在在地改变了整个美国的经济结构。页岩气在美国天然气产量的比重从1996年的1.6%猛增至2010年的约23%,并使美国在2009年超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国和资源国。
不过,技术的探索总是长时间持续性的。技术是决定性因素,但快速的革命还需要更多的触媒----金融危机之后,在美国倡导“能源独立”的战略环境下,要大幅度降低对海外能源的依赖程度。从索然无味的华尔街流出来的资金,发现了页岩气这个“富矿”。一时间,各种投机资金扮上新能源的“新娘妆”,成群结队要与已经被遗忘多年的页岩气联姻。
从货币层面上看,页岩气“革命”给贬值风险加剧的美元注入了新的变量。但就像华尔街一度创造的“石油-美元”捆绑手段一样,货币与页岩气等大宗资源捆绑,通过操纵和炒作资源类的大宗商品,来制造资源产品的泡沫,进而控制全球经济,达到维系其“美元帝国”秩序的目的。
不过,近期从“页岩气革命”发源地的美国陆续传来利空的消息。虽然近年来页岩气开发的声势不小,可参与进去的开采商收益却持续恶化。一些大牌能源公司都在下调来年页岩气产量计划。并且,由于担心地质灾害,美国纽约州和特拉华盆地已叫停了该地区的页岩气项目。《金融时报》警告,页岩气开发使得美国再度兴起“廉价化石燃料之风”,短期或中期的经济收益可能使该国陷入长期依赖化石能源的“陷阱”。 中国页岩气,还有几道槛
从各方数据对比,中国的页岩气储量似乎并不比美国少。中国是仅次于美国的能源消费大国,一些为中国页岩气“革命”鼓与呼的声音,由此可以理解了。但冷静下来会发现,页岩气开发对环境条件的“硬束缚”,恐怕不是中国的禀赋条件所能承受的。
首先,地质条件存在极大差异;
中国目前的页岩气开采技术还不过关,这是毋庸质疑的。而目前成熟的页岩气开采技术主要是基于美国特定区域和地质特点而长期积累下来的钻探工艺。其技术是否适应中国特殊的地质特性和环境,也存在很大疑问,更不要说由此而增加的巨额开采成本了。据业内称,一家美国石油公司在四川承包的一个气田,从进入到目前已经五年之久,至少没有实现出气,不可否认的是,中国页岩气的开发技术还有很长的路走。
其次,水资源缺乏和生态环境承受能力值得重视。
中国人均水资源匮乏,生态环境脆弱。平均而言,一口页岩气井需要20万吨水,向页岩中注入的压裂液中含有大量化学成分,对地下水资源的影响存在很大不确定性。而中国的页岩气富集区域又往往处在水资源较为紧张的内陆、盆地地区。
在页岩气的“十二五”规划中,像华北地区、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地这样的缺水地区,即便资源潜力不小,但要真正落实开采,很可能会出现与工业和农业“争水”的难解之题。
第三,配套设施和配套政策目前还比较缺失。
美国能源工业发展了将近两百年,油气管道密如蛛网,约有50万公里,中国目前的管网总量仅为6万公里。管网基础建设缺失,直接带来的后果就是开采的页岩气不能及时商品化,从而影响市场化进程。
另外,美国页岩气的发展模式,是有6300家大大小小的天然气生产商参与的“充分动员型”的市场化模式,这与中国只有几大能源企业控制市场的局面差异很大。
2012年10月,第二轮页岩气招标被媒体称为“热闹有余,签约有限”,中国四大油气企业(中石油、中石化、中海油和延长石油)在招投标中都表现得非常谨慎。实际上,截至2010年底,中国的资源探明率仍旧很低,石油仅为35.1%-30.6%;天然气仅为14.6%-12.6%。这意味着,作为主力的常规油气,未来几十年传统石油企业仍大有可为。
几大油企没理由大动干戈,去处理页岩气这一难啃的骨头。从某种意义上说,中国常规油气勘探开发尚处于早、中期,预测在近20年内,石油业不会舍易求难,页岩气开发很难在非常规气开发中成为主角。
其他国家在如何进退?
2011年,加拿大页岩气产量约100亿立方米,是仅次于美国目前页岩气发展最快的国家,实际上,这是美加经济的一体化的关系的必然结果。
另外,据统计波兰、德国、土耳其、印度等30多个国家也在积极开展页岩气勘查开发;其中,波兰预计2014年实现商业化开发,印度将页岩气勘查开发纳入第12个五年计划,开展调查评价,鼓励外资参与开发,积极并购境外页岩气资产。总体上看,国际石油资本开始加速进入页岩气领域,全球页岩气勘查开发呈现积极发展态势,将对全球能源供应结构、格局以及地缘政治产生重大影响。
法国、德国之内的很多发达国家都不容许开采页岩气。这些原因包括:采矿权大都为政府所有,商业性招标的难度大;开采可能造成的环境问题尤其是对水资源的影响,使得页岩气开采项目在这些国家通过;页岩气开采技术上存在很大缺口,出气后的运输以及基础设施等方面均存在难题。
波兰曾被视为页岩气开发最有前景的地区之一,但早期钻井带来的天然气产量不及预期,废井很多。由此,该国政府对钻探工作改持谨慎态度,变更了税收和特许权规定,于是浇灭了社会各界对页岩气开发的热情。
阿根廷在不久前曾经国有化了一家西班牙公司的资产,因为这家公司声称发现了一大片10亿桶石油和更多的页岩气储量区域。但近期,在阿根廷拥有45万英亩页岩钻探权的休斯顿公司Apache Corp表示,在阿根廷开采页岩气的成本是美国的2-4倍,它们不愿意在原油等常规能源还没有枯竭的时候开采页岩气;
可能的情况是,未来数十年,美国和加拿大仍将是页岩开发的主要受益国,
2:页岩气设备,中国机械行业该如何担当
装备国产化,历史性的任务。2004起,我国对页岩气的勘探开始起步,近两年,勘探工作开始明显加速。去年底,国务院批准页岩气为新的独立矿种,与传统的石油矿种相区别的划分有利于各路资本投入到页岩气开发中去,推动我国页岩气规模化、产业化发展进程加快。
国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男曾在多个场合提出要求:“中国要通过实施国家重大科技专项,在页岩气资源评价、地球物理勘探、钻完井和压裂技术、气藏工程和采气工艺、开采环境评价和保护技术等方面,争取早日实现突破。同时,要做好重大装备自主化的专项规划,尽快实现可钻式桥塞、高效钻头、大型压裂等关键装备自主化。”
在页岩气勘探开发过程中,技术是基础,装备则是技术的实现手段。用于页岩气的装备大多数(尤其是大型装备)是可以用于常规油气的“通用”装备。然而随着页岩气勘探开发沿着深度和广度两个方向的发展,越来越多专门针对页岩气的新装备出现了。例如,页岩油气开采要钻出高难度的水平井,而水平钻井技术在常规油气开采中也被普遍应用,该技术可以通过定向马达或螺杆得以实现。在常规油气田水平井开采中所需要的钻机完全可以实现中国制造。然而如果要开发页岩油气藏,这些常规装置虽然能够起到一定作用,但其效率太低。因此,这样的工具也达不到商业开发的要求。
页岩气作为非常规油气具有开采周期较长、单井经济效益不高等特点。页岩气装备业的发展要依靠商业开发推动,而要实现页岩气的商业开发必须具备两个要素:低成本与大规模。然而,如何做到低成本和大规模发展?装备和技术的国产化成为关键。据悉,目前我国现有的页岩气单井实验开发中的部分核心技术,如水平井技术以及分段压裂技术等仍然需要国际油服公司的技术支持。 历史性的市场机遇。页岩气开发包括勘探、开采和利用3个环节,其中与机械行业关系最紧密的就是勘探和开采环节。勘探开发处于整个产业链的最前端,包括资源寻找、开发方案的设计实施和服务等环节。页岩气的勘探开发是一个循序渐进的过程,由于页岩气开发投入大且产出周期长,因此从产业链来看,勘探开发设备的市场需求将率先出现。页岩气每平方公里的勘探投入为2万元,高于常规油气,页岩气水力压裂和水平钻井中使用的特种设备,需求最为突出。
压裂技术是页岩气开发的核心技术,根据美国页岩气开发经验,一般页岩气开发中的压裂设备只能使用 1-5年就要更新,压裂设备占开发成本已经超过50%。 若中国国页岩气顺利进入商业化,以压裂设备1000万每台、五年9000台新增需求计算,市场容量近千亿。
“十二五”期间,国内页岩气产业发展仍将处于起步阶段,预计到“十三五”时期有望迎来爆发式增长,届时,页岩气设备有望迎来“黄金十年”,而目前正是技术储备的最佳时期。
一个详细的计算是:参考四川页岩气开发当前成本和壳牌的成本计划,假设2015年、2020年单井投资分别在2500万元、3000万元左右,2020年前,中国页岩气需打井4万口左右,行业总投资约8000亿元。其中设备总需求2000亿元左右,年均需求近222亿元。未来9年,中国页岩气设备需求年均增速在50%左右。2020年,当年国内页岩气设备需求预计接近600亿元,当年页岩气设备需求可能接近全部油气设备的1/5。页岩气作为难开采的非常规油气资源,在装备技术上处于金字塔顶端,将发挥有力引导作用。
3、中国页岩气,谁在行动
A、科研:超临界二氧化碳压裂液,中国可能的独特优势
“水力压裂”作为页岩气开采的少数几个核心关键技术之一,一直是水资源匮乏的中国开采页岩气面前的一道门槛。在环保主义者眼中,水力压裂不但浪费水资源,还会污染地下水,改变地应力诱发地震……在水资源匮乏、生态环境脆弱的中国,若要实现页岩气的大范围开采,必须考虑并规避水力压裂可能带来的风险。
中国工程院院士、中国石油大学教授沈忠厚提出用超临界二氧化碳代替水做压裂液,成为中国应对自身实际全面推进页岩气开采的一个可能解。
超临界二氧化碳压裂开采,优势众多
美国在水力压裂的水中加入防膨剂等很多药剂,不但造成污染,而且无法从根本上避免膨胀。现在加拿大美国有研究用LNG或液态的烃类物质压裂,但成本很高。
当温度超过31.1摄氏度,压力超过7.38兆帕,二氧化碳气体就变成超临界态。超临界流体既不同于气体也不同于液体,具有许多独特物理化学性——密度接近于水,能够为井下马达提供足够扭矩、溶剂化能力强;黏度非常低,接近于气体,易流动、摩阻系数低;扩散系数大于液体,传热、传质性能良好;表面张力接近于零,可进入到任何大于超临界流体分子的空间。
超临界二氧化碳进行破岩实验的时候测得了两个岩样的压力,在花岗岩中,用水的破岩压力是75兆帕,超临界二氧化碳是50兆帕,仅为水的67%,在页岩中,水的破岩是124兆帕,超临界二氧化碳压力是55兆帕,只是水的44%。
超临界二氧化碳钻井速度快,对储层没有伤害。常规水力压裂水进入页岩层中,粘土膨胀,除了堵塞孔隙,膨胀的粘土还会造成井壁垮塌,把钻杆和钻头等井下工具埋在井下。钻井过程中井壁垮塌严重是制约页岩气井长水平段钻井的主要技术难点。所以开采方式不仅要环保,还要对钻井安全有利,能够保护储层。超临界二氧化碳不含固相颗粒也不含水,对储层没有任何污染。
储层有一些小的裂缝,常规压裂液是进不去的。但超临界二氧化碳黏度低,更容易沟通细小的裂隙,同时更容易在页岩层中压出多而复杂的微裂缝,提高单井产量和采收率。
提高二氧化碳利用,推动绿色经济
将超临界二氧化碳埋存在地下,还能够减少温室效应。目前我国二氧化碳的回收量是排放量的冰山一角,大量的二氧化碳没有被回收利用,其中一个主要原因是回收的二氧化碳没有市场,直接埋存又没有经济价值,无法刺激回收企业的积极性。大比例推动页岩气井压裂开采的二氧化碳利用率,将创造出一个巨大的二氧化碳市场,够促进二氧化碳回收行业的快速发展,在提高页岩气产量的同时将二氧化碳埋存在地下,实现减排增效,实现化石能源的绿色开发。
推进应用需解决的三个难题
一是二氧化碳的市场问题,目前市场极不成熟,供应量低。实际上,目前市场上二氧化碳价格在200到500元每吨(纯度99.9%以上),水力压裂的压裂液每方在700到1000元左右。虽然二氧化碳还存在运输问题,但相信只要有市场需求趋动,随着二氧化碳回收行业的发展,这一问题很快就能得到解决,并且成本还会进一步下降。
二是超临界二氧化碳非常容易穿透,现在用的井下马达、螺杆钻具很多都是橡胶的,大分子的橡胶很容易被穿透,随着压力不断波动,橡胶就会胀开失效,所以普通的螺杆钻具无法适用这项技术,还需要研究特殊的配套设备。
三是超临界二氧化碳需要降温、液化之后才能加压,地面需要降温装置,这是目前常规钻井不具备的。井口设备在低温下钢材有一定的脆性,地层含水,二氧化碳遇水会形成碳酸,对钢材\钻具有腐蚀作用,在一定条件下也有可能形成水合物,对正常施工造成影响;
要把理论成果转化到实际,必须有相应的配套设备与技术才能实现。
B、企业:他们已经在行动
GE:分羹页岩气
GE中国创新中心(成都)的开幕仪式上, GE董事长杰夫·伊梅尔特再次来到成都,为其在中国第一家创新中心正式启动剪下红绸带。
位于成都高新区的GE成都创新中心,肩负着GE进军中国西部市场的多项重任,而页岩气则是其中的重点之一。
2010年底,GE承诺未来三年内在中国投入20亿美元,GE中国创新中心(成都)是GE这一投资承诺的重要组成部分。到目前为止,GE已投入8000多万美金用于该创新中心的建设、人员招聘和运营。
我国页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其边远地区,包括壳牌在内的跨国巨头对于这一商机跃跃欲试。 伊梅尔特称, GE对美国页岩气发展的技术贡献率约为20%至25%,新成立的创新中心将在井口设备、水处理技术、压力控制技术等方面提供支持。他认为页岩气在中国的发展将最终改变中国的能源结构。
中国南车涉足页岩气开采领域
10月8日,中国南车资阳机车有限公司首批8支5L压裂泵曲轴订单全部交付用户。这表明,中国南车正式涉足页岩气领域。
目前,中国南车是中国最大的中高速船用曲轴和出口曲轴供应商。中国南车称,去年该公司成功试制首支压裂泵曲轴后,今年获得了大批量的市场订单。该公司现手持的压裂泵订单将于明年一季度全部交付。
宏华牵手美国装备巨头攻坚国产页岩气设备难题
12月12日,宏华集团有限公司宣布与全球第三大油田服务提供商——美国贝克休斯公司签署战略合作备忘录,共同合作完成非常规油气开发的一体化解决方案。
双方将通过专案分包、总包或联合体投标的方式展开项目合作,并将在成都设立非常规能源工程研究中心,从事页岩油气相关研究、咨询服务及技术系统研发。
页岩气开发的飞速成长,带来了相关设备市场的巨大需求。飞速增长的需求引来外企抢滩,壳牌、贝克休斯等行业巨头纷纷进军中国页岩气开采设备。国内现有63口页岩气井,仅贝克休斯一家,就涉足其中14口气井提供设备。在开采页岩气时,针对不同岩层应有与之对应的开采方案与设备,国内企业目前面临缺乏研发所需数据、经验不足等瓶颈,而斯伦贝谢、贝克休斯等油田技术服务商巨头,在相关领域有深厚积淀,建有完备的页岩气开采数据库,在气藏分析、数据收集和地层评价等领域经验非常丰富。
页岩气的前世今生
“页岩气”是一种重要的非常规天然气资源,主要成分和家里燃气灶里燃烧的气体一样,都是甲烷(CH4)。其燃烧后碳排放量较低,清洁环保,主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等。它与煤层气、致密砂岩气一起,被称为非常规油气资源的三大品种。称它为“页岩气”,是因为这种天然气蕴藏在页岩烃源岩地层中。页岩气埋藏深度从200米到深于3000米不等,开采难度比普通天然气更大,具有开采寿命长和生产周期长的优点,且生产过程中无需排水,生产周期长(一般30年至50年),勘探开发成功率高,工业经济价值较高。
其实,页岩气并非什么新鲜事物。早在1821年,它就被发现,但由于当时开发技术没有突破,开采成本相对较高,开发利用极其缓慢。1976年—1992年期间,美国能源部共出资9200万美元,委托多家学术研究机构以及众多公司,在美国东北部的宾州、纽约州周边开展了“页岩气东部工程”。其目的主要有两个:确定东部盆地页岩气储层地质构造、成藏条件并准确评估页岩气储量及可采资源量;开发并推广页岩气开采若干环节的关键核心技术,使其有效应用于商业领域。1981年,美国第一口页岩气井压裂成功,标志着页岩气开发技术的突破。
最近几年, 页岩气在美国的非常规天然气供应中异军突起,并已经成为全球油气资源勘探开发的新亮点。在2005年—2006年间,美国天然气价格攀高,在政府对页岩气的生产没有任何补贴的情况下,吸引了大量资本进入页岩气,开启了页岩气的大规模开发,投资增加又驱动技术进步和成本下降。据估计,在2005年—2010年间,美国页岩气产业投资总额已超过1600亿美元,页岩气产量由2005年的196亿立方米增至2010年的1379亿立方米。近两年,由于供给过多,气价低于投资者预期,企业利润减少,大量资本开始从页岩气领域转向利润较高的页岩油,美国石油的产量又开始增加。
能源峰值论的破灭
“人类不是因为缺少石头才离开石器时代,也绝不会因为缺少石油才离开石油时代。”页岩气“革命”以及由此延伸的页岩油开发,一定程度上推翻了“石油峰值论”。石油的消耗并不代表着所有石油资源的枯竭,常规的、非常规的天然气已经开始担当全球经济动力了。
据估计,全球页岩气资源约为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。据美国能源信息署(EIA)的最新统计数据显示,当前全球页岩气可采资源189万亿立方米。其中北美地区拥有55 万亿立方米,位居第一;亚洲拥有 51万亿立方米,位居第二;非洲拥有 30万亿立方米,位居第三;欧洲拥有18万亿立方米,位居第四。全球其他地区拥有 35万亿立方米。另外,页岩气与煤层气、致密气一道,被称为非常规天然气,三者总和资源量巨大,约为常规石油天然气资源量的1.65倍。目前已经商业开采的页岩气、煤层气、致密气储量中,页岩气的占比量最大,约占49%
在亚洲51万亿立方米的页岩气中,我国专家和业界人士预计储量为26 万亿立方米,美国能源署的估计为36万亿立方米,按当前天然气消费量计算,如完全开采,中国专家预估的25万亿立方米页岩气可供我国使用近200年。
页岩气并不是新生成的能源,也不是全新的地质发现,它一直静静在埋藏在地球的各个地方,只是在以前的技术水平上来看,无法开采出来。而21世纪最新十年实践说明,真正的“资源瓶颈”,不在地表或地下,而是在人的大脑里。技术的小进步,会有小批量的资源被利用;技术的大进步和大跨越,就会带来大批量的资源。
中国页岩气:不是从零开始
中国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处,页岩气富集地质条件优越,具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。
2000年起,我国能源消费年均增长约8%,其中天然气约20%。目前,我国已经是世界上第四大天然气消费国,预计到2015年,我国城市和县城天然气用气人口数量约达到2.5亿,约占总人口的18%。如果不发现可大范围推广的新能源,按照目前的消耗速度推算,我国剩余的天然气可采年限不到39年。
2004年以来,国土资源部先后开展了页岩气研究和调查评价,设立川渝黔鄂战略调查先导试验区,在重庆、贵州等地实施战略调查井8口。2009年8月17日,国土资源部油气资源战略研究中心在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。至2011年,全国页岩气施工探井80余口,四川长宁和富顺、重庆彭水、陕西延安等地30余口井压裂获工业气流。
2011年,国土资源部报告指出,中国陆上(不含青藏地区)页岩气可采资源潜力25万亿立方米,与陆域常规天然气资源量相当。报告优选出有利区180个,面积111万平方公里,资源分布相对集中,四川、新疆、重庆、贵州、湖北、湖南、陕西7省区资源潜力占全国总量的近70%。
涪陵大安寨页岩油气勘探开发及产能建设项目,是中国石化乃至全国首个页岩气产能建设项目,计划在2012年底建成天然气产能3-5亿立方米,目前规划钻探6口评价井。同时,中石油在长宁区块、威远区块和富顺-永川区块等四川几个区块内勘探页岩气,至今尚无商业产量。
中国页岩气开发已经处于关键时期,如果现阶段一些重要的页岩气评价井或探井达到预期产量,那么后续的页岩气井钻探和投资将大规模发力。
页岩气影响世界的N个途径
能源是全部经济运营的基础因素。美国页岩气的生产使得美国天然气价格非常低,单位价格几乎是中国的1/3、日本的1/6,不但有效替代了煤炭等污染更大的化石能源,其通过对燃料价格以及由页岩气转化的基础工业原料乙烯的价格,促使美国制造成本大幅下降。美国总统奥巴马在2012年的国情咨文中,明确地指出“迎回制造业”的“再工业化”发展战略,其中很大的一个支撑力,就是页岩气价格优势给制造业带来的基础低成本竞争力。 与此同时,过去多年在全球竞争格局下,一直拥有着不断增强的竞争力的中国制造,目前正面临着人力资源成本为主的各项基础成本的持续增加。而以实体产业空心化为诟病的美国以30年的努力,通过页岩气一点极有可能撬动全球制造业的竞争格局,从而引发整个世界经济格局的新变化。
能源安全格局是过去决定全球外交格局的主要因素。随着美国页岩气由2000年的122亿立方米,增长到2011年的1720亿立方米,占其天然气总产量的1/4以上,大大提升了美国能源自给率,其天然气消费长期依赖进口的局面发生逆转,目前美国石油的对外依存在度已经降至16年来的最低。 美国能源信息署(EIA)在《2011年能源展望》中预测,到2035年美国的页岩气在天然气总产量中的比例将上升至45%,美国能源总消费中的净进口比将由此降至17%。
实际上,2011年美国的石油(包括源自天然气的液体燃料等)日消费量为1880万桶。其中,840万桶来自进口,而这其中的184万桶则依赖从沙特阿拉伯等中东国家进口,占进口量的20%以上,美国更大的石油进口来源其实还在美洲地区(如加拿大和墨西哥等国)。
有业内人士指出,按照目前的趋势,到2020年美国的石油进口量将降至600万桶左右,到2035年减至400万桶以下。而这些都要归功于美国国内页岩气产量的增加,据悉,目前美国的页岩气日产量为90万桶,2020年将达到200万桶以上,规模超过从中东的石油进口量。而到了2030年,美国依赖从中东进口石油的格局将几乎不复存在。
相关人士称,页岩气“革命”一词的潜台词可能是:随着美国的页岩气在能源消费结构中的比例不断上升,这个全球最大的石油消费国或将逐渐摆脱对中东石油的进口依赖。当美国在中东受挫而不得不进行战略“收缩”时,它对世界石油的控制力降低了。
一方面美国必须要在天然气这种新兴的大宗资源商品上争取主导权和定价权,以便让美元重获信任。
另一方面美国的外交政策也一直围绕确保石油而动,从这一层面来看,页岩气还具有改变美国外交政策的潜力。美国能源官员也指出:“能源安保的定义正将发生变化”。而那些依然要依靠原来的美国能源安保所创造的全球供油和全球油路国家就要开始为维护原来的能源格局进行填补。
不少国家原有的能源格局政策将进行重构。
天然气的充足供应已经开始让核能发展步履维艰
通用电气的CEO杰夫·伊梅尔特称,鉴于天然气低廉的价格,“要支持核能很难”。一言激起千层浪,自从廉价的天然气成为电力部门的可选燃料后,核电站由于造价昂贵,其兴建步伐愈加缓慢。水平钻井和水力压裂技术,又称“fracking”技术的应用使原本难以企及的页岩气提取成为现实,得益于此美国已可大规模利用天然气。在2008年,100万BTU天然气的价格接近于13美元,而如今价格已低至3美元左右。
在天然气价格攀升的时候,美国一共有30来座处于不同建设阶段的核电站。而如今据核能研究所(Nuclear Energy Institute)估计,即使融资条件有利,且用户现在的电费足够负担建造费用,到2020年最多也只有5座核电站可以完工。例如在佐治亚州,两座建造中的核反应堆是在美国能源部83.3亿美元贷款担保的帮助下工程才得以继续进行的。
同样,中国目前核能建设计划,在日本地震后,一直处于静默的状态。一边是核能建设可能的种种安全问题,一边是可能出现的成本低廉的新的石油能源。
1:是美国的页岩气革命,还是所有人的革命
美国页岩气革命的正反两面
一个硬币总有正反两面,一次革命也不会比硬币更简单。有一种说法是,用于页岩气开发的水平钻井技术和分段水力压裂技术,算不上什么“技术革命”,它只是在长期钻井经验中积累下来的一套相对成熟的钻探工艺。代表性的人物是,20世纪80年代因下注页岩气开发而破产的美国房地产商乔治·米歇尔。
乔治·米歇尔毕业于德州农工大学(Texas A&M University),之后创立了米歇尔能源开发公司。作为自己的石油公司的负责人,看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产并不满意,他计划在页岩中开发天然气,即使面对工程师的反对,米歇尔也没有放弃自己的想法。米歇尔公司尝试了多种水力压裂的程序,很多生产井的产出往往不能抵消用于开发的成本,但是米歇尔坚信随着技术的进步能够使产量实现突破,并坚持一直尝试。他把注意力集中到测试结果的最大的回报,他坚持分析并重新测试,最终他利用水力压裂的工艺,首次从页岩储层中开采出了天然气。
现在,美国一家能源协会授予这位90多岁的老人“终身成就奖”。因为,随着这种成熟技术的应用,页岩气已经实实在在地改变了整个美国的经济结构。页岩气在美国天然气产量的比重从1996年的1.6%猛增至2010年的约23%,并使美国在2009年超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国和资源国。
不过,技术的探索总是长时间持续性的。技术是决定性因素,但快速的革命还需要更多的触媒----金融危机之后,在美国倡导“能源独立”的战略环境下,要大幅度降低对海外能源的依赖程度。从索然无味的华尔街流出来的资金,发现了页岩气这个“富矿”。一时间,各种投机资金扮上新能源的“新娘妆”,成群结队要与已经被遗忘多年的页岩气联姻。
从货币层面上看,页岩气“革命”给贬值风险加剧的美元注入了新的变量。但就像华尔街一度创造的“石油-美元”捆绑手段一样,货币与页岩气等大宗资源捆绑,通过操纵和炒作资源类的大宗商品,来制造资源产品的泡沫,进而控制全球经济,达到维系其“美元帝国”秩序的目的。
不过,近期从“页岩气革命”发源地的美国陆续传来利空的消息。虽然近年来页岩气开发的声势不小,可参与进去的开采商收益却持续恶化。一些大牌能源公司都在下调来年页岩气产量计划。并且,由于担心地质灾害,美国纽约州和特拉华盆地已叫停了该地区的页岩气项目。《金融时报》警告,页岩气开发使得美国再度兴起“廉价化石燃料之风”,短期或中期的经济收益可能使该国陷入长期依赖化石能源的“陷阱”。 中国页岩气,还有几道槛
从各方数据对比,中国的页岩气储量似乎并不比美国少。中国是仅次于美国的能源消费大国,一些为中国页岩气“革命”鼓与呼的声音,由此可以理解了。但冷静下来会发现,页岩气开发对环境条件的“硬束缚”,恐怕不是中国的禀赋条件所能承受的。
首先,地质条件存在极大差异;
中国目前的页岩气开采技术还不过关,这是毋庸质疑的。而目前成熟的页岩气开采技术主要是基于美国特定区域和地质特点而长期积累下来的钻探工艺。其技术是否适应中国特殊的地质特性和环境,也存在很大疑问,更不要说由此而增加的巨额开采成本了。据业内称,一家美国石油公司在四川承包的一个气田,从进入到目前已经五年之久,至少没有实现出气,不可否认的是,中国页岩气的开发技术还有很长的路走。
其次,水资源缺乏和生态环境承受能力值得重视。
中国人均水资源匮乏,生态环境脆弱。平均而言,一口页岩气井需要20万吨水,向页岩中注入的压裂液中含有大量化学成分,对地下水资源的影响存在很大不确定性。而中国的页岩气富集区域又往往处在水资源较为紧张的内陆、盆地地区。
在页岩气的“十二五”规划中,像华北地区、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地这样的缺水地区,即便资源潜力不小,但要真正落实开采,很可能会出现与工业和农业“争水”的难解之题。
第三,配套设施和配套政策目前还比较缺失。
美国能源工业发展了将近两百年,油气管道密如蛛网,约有50万公里,中国目前的管网总量仅为6万公里。管网基础建设缺失,直接带来的后果就是开采的页岩气不能及时商品化,从而影响市场化进程。
另外,美国页岩气的发展模式,是有6300家大大小小的天然气生产商参与的“充分动员型”的市场化模式,这与中国只有几大能源企业控制市场的局面差异很大。
2012年10月,第二轮页岩气招标被媒体称为“热闹有余,签约有限”,中国四大油气企业(中石油、中石化、中海油和延长石油)在招投标中都表现得非常谨慎。实际上,截至2010年底,中国的资源探明率仍旧很低,石油仅为35.1%-30.6%;天然气仅为14.6%-12.6%。这意味着,作为主力的常规油气,未来几十年传统石油企业仍大有可为。
几大油企没理由大动干戈,去处理页岩气这一难啃的骨头。从某种意义上说,中国常规油气勘探开发尚处于早、中期,预测在近20年内,石油业不会舍易求难,页岩气开发很难在非常规气开发中成为主角。
其他国家在如何进退?
2011年,加拿大页岩气产量约100亿立方米,是仅次于美国目前页岩气发展最快的国家,实际上,这是美加经济的一体化的关系的必然结果。
另外,据统计波兰、德国、土耳其、印度等30多个国家也在积极开展页岩气勘查开发;其中,波兰预计2014年实现商业化开发,印度将页岩气勘查开发纳入第12个五年计划,开展调查评价,鼓励外资参与开发,积极并购境外页岩气资产。总体上看,国际石油资本开始加速进入页岩气领域,全球页岩气勘查开发呈现积极发展态势,将对全球能源供应结构、格局以及地缘政治产生重大影响。
法国、德国之内的很多发达国家都不容许开采页岩气。这些原因包括:采矿权大都为政府所有,商业性招标的难度大;开采可能造成的环境问题尤其是对水资源的影响,使得页岩气开采项目在这些国家通过;页岩气开采技术上存在很大缺口,出气后的运输以及基础设施等方面均存在难题。
波兰曾被视为页岩气开发最有前景的地区之一,但早期钻井带来的天然气产量不及预期,废井很多。由此,该国政府对钻探工作改持谨慎态度,变更了税收和特许权规定,于是浇灭了社会各界对页岩气开发的热情。
阿根廷在不久前曾经国有化了一家西班牙公司的资产,因为这家公司声称发现了一大片10亿桶石油和更多的页岩气储量区域。但近期,在阿根廷拥有45万英亩页岩钻探权的休斯顿公司Apache Corp表示,在阿根廷开采页岩气的成本是美国的2-4倍,它们不愿意在原油等常规能源还没有枯竭的时候开采页岩气;
可能的情况是,未来数十年,美国和加拿大仍将是页岩开发的主要受益国,
2:页岩气设备,中国机械行业该如何担当
装备国产化,历史性的任务。2004起,我国对页岩气的勘探开始起步,近两年,勘探工作开始明显加速。去年底,国务院批准页岩气为新的独立矿种,与传统的石油矿种相区别的划分有利于各路资本投入到页岩气开发中去,推动我国页岩气规模化、产业化发展进程加快。
国家发改委副主任、国家能源局局长刘铁男曾在多个场合提出要求:“中国要通过实施国家重大科技专项,在页岩气资源评价、地球物理勘探、钻完井和压裂技术、气藏工程和采气工艺、开采环境评价和保护技术等方面,争取早日实现突破。同时,要做好重大装备自主化的专项规划,尽快实现可钻式桥塞、高效钻头、大型压裂等关键装备自主化。”
在页岩气勘探开发过程中,技术是基础,装备则是技术的实现手段。用于页岩气的装备大多数(尤其是大型装备)是可以用于常规油气的“通用”装备。然而随着页岩气勘探开发沿着深度和广度两个方向的发展,越来越多专门针对页岩气的新装备出现了。例如,页岩油气开采要钻出高难度的水平井,而水平钻井技术在常规油气开采中也被普遍应用,该技术可以通过定向马达或螺杆得以实现。在常规油气田水平井开采中所需要的钻机完全可以实现中国制造。然而如果要开发页岩油气藏,这些常规装置虽然能够起到一定作用,但其效率太低。因此,这样的工具也达不到商业开发的要求。
页岩气作为非常规油气具有开采周期较长、单井经济效益不高等特点。页岩气装备业的发展要依靠商业开发推动,而要实现页岩气的商业开发必须具备两个要素:低成本与大规模。然而,如何做到低成本和大规模发展?装备和技术的国产化成为关键。据悉,目前我国现有的页岩气单井实验开发中的部分核心技术,如水平井技术以及分段压裂技术等仍然需要国际油服公司的技术支持。 历史性的市场机遇。页岩气开发包括勘探、开采和利用3个环节,其中与机械行业关系最紧密的就是勘探和开采环节。勘探开发处于整个产业链的最前端,包括资源寻找、开发方案的设计实施和服务等环节。页岩气的勘探开发是一个循序渐进的过程,由于页岩气开发投入大且产出周期长,因此从产业链来看,勘探开发设备的市场需求将率先出现。页岩气每平方公里的勘探投入为2万元,高于常规油气,页岩气水力压裂和水平钻井中使用的特种设备,需求最为突出。
压裂技术是页岩气开发的核心技术,根据美国页岩气开发经验,一般页岩气开发中的压裂设备只能使用 1-5年就要更新,压裂设备占开发成本已经超过50%。 若中国国页岩气顺利进入商业化,以压裂设备1000万每台、五年9000台新增需求计算,市场容量近千亿。
“十二五”期间,国内页岩气产业发展仍将处于起步阶段,预计到“十三五”时期有望迎来爆发式增长,届时,页岩气设备有望迎来“黄金十年”,而目前正是技术储备的最佳时期。
一个详细的计算是:参考四川页岩气开发当前成本和壳牌的成本计划,假设2015年、2020年单井投资分别在2500万元、3000万元左右,2020年前,中国页岩气需打井4万口左右,行业总投资约8000亿元。其中设备总需求2000亿元左右,年均需求近222亿元。未来9年,中国页岩气设备需求年均增速在50%左右。2020年,当年国内页岩气设备需求预计接近600亿元,当年页岩气设备需求可能接近全部油气设备的1/5。页岩气作为难开采的非常规油气资源,在装备技术上处于金字塔顶端,将发挥有力引导作用。
3、中国页岩气,谁在行动
A、科研:超临界二氧化碳压裂液,中国可能的独特优势
“水力压裂”作为页岩气开采的少数几个核心关键技术之一,一直是水资源匮乏的中国开采页岩气面前的一道门槛。在环保主义者眼中,水力压裂不但浪费水资源,还会污染地下水,改变地应力诱发地震……在水资源匮乏、生态环境脆弱的中国,若要实现页岩气的大范围开采,必须考虑并规避水力压裂可能带来的风险。
中国工程院院士、中国石油大学教授沈忠厚提出用超临界二氧化碳代替水做压裂液,成为中国应对自身实际全面推进页岩气开采的一个可能解。
超临界二氧化碳压裂开采,优势众多
美国在水力压裂的水中加入防膨剂等很多药剂,不但造成污染,而且无法从根本上避免膨胀。现在加拿大美国有研究用LNG或液态的烃类物质压裂,但成本很高。
当温度超过31.1摄氏度,压力超过7.38兆帕,二氧化碳气体就变成超临界态。超临界流体既不同于气体也不同于液体,具有许多独特物理化学性——密度接近于水,能够为井下马达提供足够扭矩、溶剂化能力强;黏度非常低,接近于气体,易流动、摩阻系数低;扩散系数大于液体,传热、传质性能良好;表面张力接近于零,可进入到任何大于超临界流体分子的空间。
超临界二氧化碳进行破岩实验的时候测得了两个岩样的压力,在花岗岩中,用水的破岩压力是75兆帕,超临界二氧化碳是50兆帕,仅为水的67%,在页岩中,水的破岩是124兆帕,超临界二氧化碳压力是55兆帕,只是水的44%。
超临界二氧化碳钻井速度快,对储层没有伤害。常规水力压裂水进入页岩层中,粘土膨胀,除了堵塞孔隙,膨胀的粘土还会造成井壁垮塌,把钻杆和钻头等井下工具埋在井下。钻井过程中井壁垮塌严重是制约页岩气井长水平段钻井的主要技术难点。所以开采方式不仅要环保,还要对钻井安全有利,能够保护储层。超临界二氧化碳不含固相颗粒也不含水,对储层没有任何污染。
储层有一些小的裂缝,常规压裂液是进不去的。但超临界二氧化碳黏度低,更容易沟通细小的裂隙,同时更容易在页岩层中压出多而复杂的微裂缝,提高单井产量和采收率。
提高二氧化碳利用,推动绿色经济
将超临界二氧化碳埋存在地下,还能够减少温室效应。目前我国二氧化碳的回收量是排放量的冰山一角,大量的二氧化碳没有被回收利用,其中一个主要原因是回收的二氧化碳没有市场,直接埋存又没有经济价值,无法刺激回收企业的积极性。大比例推动页岩气井压裂开采的二氧化碳利用率,将创造出一个巨大的二氧化碳市场,够促进二氧化碳回收行业的快速发展,在提高页岩气产量的同时将二氧化碳埋存在地下,实现减排增效,实现化石能源的绿色开发。
推进应用需解决的三个难题
一是二氧化碳的市场问题,目前市场极不成熟,供应量低。实际上,目前市场上二氧化碳价格在200到500元每吨(纯度99.9%以上),水力压裂的压裂液每方在700到1000元左右。虽然二氧化碳还存在运输问题,但相信只要有市场需求趋动,随着二氧化碳回收行业的发展,这一问题很快就能得到解决,并且成本还会进一步下降。
二是超临界二氧化碳非常容易穿透,现在用的井下马达、螺杆钻具很多都是橡胶的,大分子的橡胶很容易被穿透,随着压力不断波动,橡胶就会胀开失效,所以普通的螺杆钻具无法适用这项技术,还需要研究特殊的配套设备。
三是超临界二氧化碳需要降温、液化之后才能加压,地面需要降温装置,这是目前常规钻井不具备的。井口设备在低温下钢材有一定的脆性,地层含水,二氧化碳遇水会形成碳酸,对钢材\钻具有腐蚀作用,在一定条件下也有可能形成水合物,对正常施工造成影响;
要把理论成果转化到实际,必须有相应的配套设备与技术才能实现。
B、企业:他们已经在行动
GE:分羹页岩气
GE中国创新中心(成都)的开幕仪式上, GE董事长杰夫·伊梅尔特再次来到成都,为其在中国第一家创新中心正式启动剪下红绸带。
位于成都高新区的GE成都创新中心,肩负着GE进军中国西部市场的多项重任,而页岩气则是其中的重点之一。
2010年底,GE承诺未来三年内在中国投入20亿美元,GE中国创新中心(成都)是GE这一投资承诺的重要组成部分。到目前为止,GE已投入8000多万美金用于该创新中心的建设、人员招聘和运营。
我国页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其边远地区,包括壳牌在内的跨国巨头对于这一商机跃跃欲试。 伊梅尔特称, GE对美国页岩气发展的技术贡献率约为20%至25%,新成立的创新中心将在井口设备、水处理技术、压力控制技术等方面提供支持。他认为页岩气在中国的发展将最终改变中国的能源结构。
中国南车涉足页岩气开采领域
10月8日,中国南车资阳机车有限公司首批8支5L压裂泵曲轴订单全部交付用户。这表明,中国南车正式涉足页岩气领域。
目前,中国南车是中国最大的中高速船用曲轴和出口曲轴供应商。中国南车称,去年该公司成功试制首支压裂泵曲轴后,今年获得了大批量的市场订单。该公司现手持的压裂泵订单将于明年一季度全部交付。
宏华牵手美国装备巨头攻坚国产页岩气设备难题
12月12日,宏华集团有限公司宣布与全球第三大油田服务提供商——美国贝克休斯公司签署战略合作备忘录,共同合作完成非常规油气开发的一体化解决方案。
双方将通过专案分包、总包或联合体投标的方式展开项目合作,并将在成都设立非常规能源工程研究中心,从事页岩油气相关研究、咨询服务及技术系统研发。
页岩气开发的飞速成长,带来了相关设备市场的巨大需求。飞速增长的需求引来外企抢滩,壳牌、贝克休斯等行业巨头纷纷进军中国页岩气开采设备。国内现有63口页岩气井,仅贝克休斯一家,就涉足其中14口气井提供设备。在开采页岩气时,针对不同岩层应有与之对应的开采方案与设备,国内企业目前面临缺乏研发所需数据、经验不足等瓶颈,而斯伦贝谢、贝克休斯等油田技术服务商巨头,在相关领域有深厚积淀,建有完备的页岩气开采数据库,在气藏分析、数据收集和地层评价等领域经验非常丰富。