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院士沈忠厚不能复制美国页岩气模式dd-【新闻】

发布时间:2021-04-08 07:18:44 阅读: 来源:彩涂板厂家

院士沈忠厚:不能复制美国页岩气模式

中国页岩气网讯:美国能源情报署预测,中国页岩气储量高达36.1万亿立方米,位居世界第一。这个数字让无数人眼红心跳,中石油、中石化先后宣布在自主矿区范围内发现页岩气,外资石油企业纷纷以合资形式涌入页岩气市场伺机分享饕餮盛宴,民营企业也为这一新兴非常规能源的发掘摇旗呐喊,试图分得一杯羹。

事实证明,现实生活中没有简单的模式复制。复杂的地形、深埋的气层、贫瘠的水源、脆弱的生态、落后的产业链条让中国复制美国页岩气神话的设想显得有些先天不足,而基础勘探工作不扎实、缺乏因地制宜的自主研发设计、开采技术不成熟、浮躁投机的短视化思维,则是中国工程院院士沈忠厚在接受《中国经济和信息化》记者专访时,对中国页岩气产业发展的忧思。

勘探先行

CEI:目前,有业内人士预期在未来几年内页岩气将实现商业化开发,改变中国的能源结构。对此,您怎么看?

沈忠厚:其实到目前为止,页岩气的开发利用问题很多人都说不清楚。

一方面,国家开始重视页岩气的研究,这是必要的。国家油气层分为两类,一类是常规的油气层,一类是非常规的油气层。最近五六年勘探的结果表明,中国非常规油气藏的量要比常规油气藏的量大得多。目前,非常规油气藏的勘探刚刚起步,即使最终发现我国不具备页岩气开发利用的条件,这个结论也是有价值的。

另一方面,有个界限没划清楚。中国现在总提页岩气,我认为这种只关注一种矿种的思路会使研究受很多限制。现在发现的非常规能源,不止页岩气,至少还包括致密的砂岩气、煤层气、天然气水合物等,将研究范围扩大到这几类才有意义。对于非常规能源的研究,不要分得那么清楚。

对中国而言,现在致力于开采页岩气还为时尚早,应当先做好勘探工作。就像过去打仗,得先探清路线才能去攻克碉堡,如果探路工作都没有做好,而碉堡随时随地可能出现,这样无法集中力量打好攻坚战。

中国先要把希望寄托在开发非常规气上,看看攻克的碉堡到底是页岩气还是其他资源,目光更长远些。

CEI:目前我们可能没有足够的物力和人力进行全面开发,在非常规能源开发利用战略中是否需要考虑优先次序?

沈忠厚:这个优先次序在基础工作还没有做好时,光凭想象是很难确定的,只有工作做完了,才有发言权。现在应该鼓励大家在非常规油气层方面做勘探工作,工作做到一定程度,再从中找出几个点,集中发展。

目前,我国要从最大采收率来判断包括页岩气在内的矿种价值。中国要开发这一非常规油气层,要以采收率最高为原则,而且要因地制宜,考虑到各地方的不同情况。比如,鄂尔多斯(600295,股吧)盆地和四川盆地的情况是完全不一样的。在决策时,判断的标准不应该是某类矿种现在的产量和开采成本,那都是眼前利益,不是国家利益。

CEI:现在有没有机构在进行基础采收率的探索?

沈忠厚:据我所知,我国好像没有人在做这一工作,骑在墙头上看风头的人多,这样的科学态度不可取。

在我国,页岩气的储量其实是一笔糊涂账。究竟我国有多大存储量至今没有探明。在钻井过程“枪毙”了多少有价值的储层也没人知道。而谁做这件事就等于揭伤疤,就会触动别人的利益。

超临界CO2助力

CEI:页岩气开发环节有很多技术问题尚待解决。传统采用水力压裂的办法开发,而您提出了利用超临界状态下的 CO2来开发,这是出于何种考虑?

沈忠厚:开发页岩气有多种方法,我们提出了利用超临界状态下的CO2来开发。因为其本身是一种废气,很多企业都准备把它埋在地层深处,但是CO2本身是一种很好的惰性气体,既不自燃也不助燃。我们想把这个惰性气体变成有用的气体,废物利用。

用CO2驱油、赶油的思路,国外早在上世纪20、30年代就有了,已经是成熟的技术了,但是CO2钻井、完井这部分中国没做,美国也没做。经过大量研究验证,从采收率角度考虑,CO2气体最适合开发油气藏资源。

首先,超临界CO2流体的可压缩性极强,密度变化范围较大,可以通过外部环境温度和压力的改变来调控超临界CO2的密度。这样就可以利用其高密度特性带动井下的动力钻具,原本气体的状态无法驱动井下动力钻具。

第二点,黏度变低,原本是液体的东西黏度又接近于气体,应用时不需要施加多少力量就能运动,可以节省很多外部动力。

第三点,它的扩散性比液体要大得多,介于液体气体之间。这在井下操作中是很重要的一个特性。

处于超临界时CO2性能完全改变了,这非常适于油气田的开发,非常适于提高油气田的采收率,而是否能有高采收率应该成为判断某种矿种利用价值的唯一标准。

CEI:传统水力压裂开采页岩气对于地下水的污染和环境的破坏使其饱受诟病,超临界CO2除了提高采收率,在这方面是否有所突破?

沈忠厚:环境保护是个大问题。离开环境保护,一切都有可能成为空中楼阁。环境保护指两个方面,一个是油气藏开发环境的保护,另一个是自然环境的保护。

非常规油气藏最大的特点是渗透率极低,它不像中渗透、高渗透的油气层受到损坏还可以再想办法恢复,低渗油气层在钻井过程中受到损害后要恢复很困难,最多只能恢复到原来水平的10%~20%。滑溜水、低伤害压裂液等压裂流体都是只能减小对油气层的伤害,不能从根本上避免伤害和污染。

解决这一问题要在钻井、开发、增产等一系列过程中保护油气层。从开始打开油层时就利用超临界CO2流体来保护它。与现在采用亡羊补牢式的方式且只能挽回10%~20%的成果相比,这种方式的作用是很明显的。要改变破坏后再治理的传统思想,从根本上解决环保问题。

自然环境保护方面,传统的压裂液中要加入一定量的药剂才能使压裂作业顺利开展,比如加入钾盐来防止储层中粘土膨胀,加入胍胶来提高压裂液粘度等。这些药剂的注入短期内对地下环境没有太大影响,但经过长时间渗透和扩散后,会对浅层地下水造成污染。非常规油气藏埋深一般是两三千米,浅层的只有几百米,非常容易影响到浅层的地下淡水资源。这样的污染几乎无法治理,因此,必须从开发初期就要考虑环保问题。

利用超临界CO2压裂非常规油气藏则不会有环境污染问题,因为它即便溶解在水中对人体也不会造成伤害。

CEI:那为了获得超临界CO2,技术上有没有什么复杂的要求?

沈忠厚:技术上并不复杂。因为它的临界温度是31.1℃,临界压力是7.38MPa,这种要求在井深700多米以上都可以达到,700米深度的CO2就处于超临界状态。

CEI:在开发页岩气过程中,有应用这个技术吗?

沈忠厚:实质上,很多人明白这个道理,在CO2驱油过程中实际应用了在CO2超临界状态下取得的结果,但不负责解释为什么这部分是这个结果。

因为这部分涉及相态变化,我国油田开发相态变化的研究并不深,这部分是我们必须突破的技术领域。如果有人率先提出应用这一技术,别人会发难,技术的解释还不成熟,没有人愿意承担将细节研究清楚的成本。

资本进入过早

CEI:2012年10月,国土资源部对页岩气开发权的二次招标中,有两家民营企业中标。您怎么看待在页岩气勘探开发利用的过程中,民营资本的参与?

沈忠厚:我认为民营力量进入是一件好事。过去我们封锁起来,就像军用的产品技术进步很快,后来把限制打开,民用技术也参与进来,竞争机制形成后,技术的发展更快了。但这种开放应该有限度,不能民用的领域,民营就不能介入,关系到国家命脉的领域,民营就不能介入,国家一定要掌握尺度。

美国的页岩气开发推进了几十年,已经相对成熟了。而中国的页岩气现在谈不上规模和经济开发,现在就说开放,为时过早,这是基本的认识问题。

CEI:现在外资没有直接进入页岩气开发市场,但是壳牌、BP英国石油会以与中石油、中石化等国内大型油气公司合资的方式进军中国页岩气开发领域,您怎么看这种力量?

沈忠厚:这些财团的判断价值标准就是利润。最大的原则是公司利润的最大化,甚至是眼前利润最大化,而不是对社会和科学利润最大化,这和中国的目标是不一致的。我们与外资企业合作时,要有自己的头脑,不能说美国企业说什么,中国企业就学什么。

CEI:中国在《页岩气发展规划(2011-2015)》中提到,2015年页岩气计划产量达到65亿立方米,到2020年达到1000亿立方米。您怎么评价这一目标?

沈忠厚:我感觉这个目标定得有些大了,因为现在哪个地质学家都说不清楚究竟我国有多少页岩气,而且也没有非常有效的开发手段。这时候提出一个具体的目标,而且是一个很高的目标,实现起来困难非常大。

美国模式不可复制

CEI:美国的EIA预测中国页岩气的可开采资源是36.1万亿立方米,和美国的储量相当,有人据此认为页岩气是值得开发的,您如何看?

沈忠厚:最近几年,美国从页岩气上获得了很大一部分能源,当年的经济效益很快显现,所以企业蜂拥而上。

但是中国不能完全复制美国模式,地质条件、资源条件不一样,甚至中国的成藏机理也不一样,绝不能把美国的经验搬来套用在中国。一味按照美国的模式发展,连摸着石头过河都不是,那叫瞎子摸鱼——乱摸。

聪明的做法是根据中国的资源条件来确定勘探开发的方针和步骤。当然,不是说不学美国的经验,而是明确如何学,学什么。中国学单个技术可以,学美国的思想不行。如果中国发展页岩气没有明确的主导思想,就不会有大的发展。

CEI:您认为中国要发展页岩气应该遵循何种思路?

沈忠厚:从能源研究整个流程角度考虑,很多环节都是连贯的,有一个链条,中国要按照自己的链条来走。

技术上的突破、勘探开发利用的标准制定不是哪一家说了算,单独的地质学家、物探人员、钻井专家都不行,需要科学家、技术人员等共同研究讨论,组成委员会。委员会要有召集人、参加人。无论是以官方机构还是民间组织的形式,都要形成合力,才会有条理。

其实我国科学研究也是如此,不能总指望科学家独自完成,应该科技部门和军用、民用领域共同合作。矿业技术很复杂,一环套一环,谁也说不准,谁也不是最权威的,我认为各方优势合起来就成为最权威了,正所谓“三个臭皮匠赛过诸葛亮”。

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