“十四五”開局伊始，面對我國日益嚴(yán)峻的原油供應(yīng)形勢，貫徹落實(shí)“七年行動(dòng)計(jì)劃”，確保我國原油產(chǎn)量2.0億噸穩(wěn)產(chǎn)，是我國油氣行業(yè)竭盡全力力保的生命線。

美國依靠頁巖油氣革命的成功大幅度提高了其油氣生產(chǎn)自給能力，并深刻改變了全球能源供應(yīng)格局與地緣政治形勢。我國陸相頁巖油資源也十分豐富，能否借鑒美國經(jīng)驗(yàn)，對確保原油2.0億噸穩(wěn)產(chǎn)，甚至在2.0億噸基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)規(guī)模上產(chǎn)發(fā)揮有力支撐作用？

為此，就我國陸相頁巖油發(fā)展前景與未來地位等話題，我們專訪了中國工程院院士趙文智。

文 | 王坤

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“財(cái)經(jīng)國家周刊”（ID：ENNWEEKLY），原文首發(fā)于2021年1月21日，原標(biāo)題為《不用“羨慕”美國，中國也能搞一場自己的頁巖油革命》。

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可與美國海相頁巖油革命相媲美

《財(cái)經(jīng)國家周刊》：美國頁巖油氣革命成功的主要原因有哪些？我國是否可以借鑒美國頁巖油氣革命的模式？

趙文智：美國頁巖油氣革命的成功原因有四點(diǎn)：一是基礎(chǔ)研究超前走得早，為后來頁巖油氣“甜點(diǎn)”選區(qū)與先進(jìn)適應(yīng)性技術(shù)突破奠定了基礎(chǔ)；二是關(guān)鍵技術(shù)選得準(zhǔn)，尋找到水平井+體積壓裂這一解決頁巖油氣開發(fā)的最佳技術(shù)組合；三是甲乙方通力合作做得好，對開發(fā)成本控制好；四是中小企業(yè)家面對資源新領(lǐng)域敢闖天下有膽識。

中美兩國的頁巖油類型不同，資源品質(zhì)也有很大差異，發(fā)展模式也有不同。如美國頁巖油氣革命首先是由中小企業(yè)開啟了成功之路，而中國則主要依靠大型油氣企業(yè)的參與和引領(lǐng)。

2008年8月19日在墨西哥灣拍攝的雪佛龍公司鉆井平臺。
圖/新華社發(fā)

但是，兩國發(fā)展路徑應(yīng)該大同小異，就是對這樣一個(gè)全新的資源領(lǐng)域，既要有前期國家的政策扶持，還要有超前基礎(chǔ)研究支撐下的技術(shù)創(chuàng)新甚至革命。在此基礎(chǔ)上，還要有業(yè)界的高瞻遠(yuǎn)矚，即面對這一新資源要給予積極的探索，努力尋找把資源變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)量的可行途徑。

中國的陸相頁巖油包括三大部分，一是埋藏深度小于300米的油頁巖油，這是可以通過地面干餾的方式開采的一類資源。對它的資源潛力與未來開發(fā)利用地位，目前還有爭議。

此外，只有單層厚度大、分布有一定規(guī)模且含油率高的油頁巖才可能投入經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用。從這一點(diǎn)來說，我國油頁巖油的資源總量就比較有限了。

二是中低熟頁巖油，是指頁巖中只有一小部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為石油，且已轉(zhuǎn)化的石油豐度低、粘度高、流動(dòng)性差，不能利用現(xiàn)有成熟的技術(shù)進(jìn)行開采，需要采用地下人工加熱的方法，將頁巖中剩余有機(jī)質(zhì)和高粘度石油轉(zhuǎn)化為易采出的輕質(zhì)石油和伴生天然氣。

據(jù)初步評價(jià)，我國中低熟頁巖油資源總量巨大，一旦技術(shù)成熟，將帶來我國石油工業(yè)的一場革命，我們稱之為陸相頁巖油革命，可以與美國海相頁巖油革命相媲美。

三是中高熟頁巖油，地下溫度、壓力比較高，埋藏時(shí)間比較長，大部分有機(jī)質(zhì)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為石油和伴生天然氣，大量滯留在頁巖層系內(nèi)。通過水平井技術(shù)增加井筒與頁巖地層的接觸面積，水力壓裂技術(shù)提高地層內(nèi)頁巖油向井筒的流動(dòng)能力和規(guī)模，即可獲得工業(yè)產(chǎn)量。

我國陸相頁巖的資源稟賦和現(xiàn)有采收率水平?jīng)Q定了高熟頁巖油經(jīng)濟(jì)可采總量比較有限。從目前已有試采資料看，我國中高熟頁巖油對支撐我國原油年產(chǎn)2.0億噸有很好的現(xiàn)實(shí)性，但貢獻(xiàn)的產(chǎn)量份額不夠大。

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陸相頁巖油革命將帶來四大轉(zhuǎn)變

《財(cái)經(jīng)國家周刊》：中國的陸相頁巖油革命應(yīng)該是什么樣的？

趙文智：與美國不同，我國陸相頁巖油革命的實(shí)現(xiàn)需要中高熟頁巖油與中低熟頁巖油的接續(xù)發(fā)展。

其中，中高熟頁巖油現(xiàn)實(shí)性好，可以依靠成熟的水平井和體積壓裂技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效開發(fā)利用，“十四五”是我國原油兩億噸穩(wěn)產(chǎn)的重要補(bǔ)充。中低熟頁巖油資源潛力巨大，但現(xiàn)有技術(shù)的穩(wěn)定性和適應(yīng)性還有待先導(dǎo)試驗(yàn)驗(yàn)證，目前還有不確定性。一旦技術(shù)取得突破，將帶來原油產(chǎn)量的大規(guī)模增長，對保國家油氣供應(yīng)安全將發(fā)揮重大作用。因此，實(shí)現(xiàn)陸相頁巖油革命的主體是中低熟頁巖油。

總體看，我國陸相頁巖油革命一旦發(fā)生，將具有四方面內(nèi)涵：

一是資源類型的革命—從“人工油藏”邁向“人造油藏”。

中高熟頁巖油的開發(fā)思路與美國無異，即依靠改變地下流體滲流環(huán)境和補(bǔ)充地層能量，在“甜點(diǎn)”內(nèi)形成高滲透流動(dòng)通道，即人工改造油藏。中低熟頁巖油開發(fā)的關(guān)鍵是采用人工加熱改質(zhì)的方法，使富有機(jī)質(zhì)頁巖在地下原位產(chǎn)生輕質(zhì)石油和天然氣并采至地表，是真正意義上的“人造油藏”。

二是開采技術(shù)的革命—從“水平井+體積壓裂”邁向“地下原位轉(zhuǎn)化”。

中高熟頁巖油的開發(fā)可以照搬頁巖氣開發(fā)的成功技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，即通過水平井+體積壓裂技術(shù)形成復(fù)雜人工縫網(wǎng)，提高地層內(nèi)頁巖油向井筒的流動(dòng)能力和規(guī)模。

中低熟頁巖油的開發(fā)則需要地下原位轉(zhuǎn)化技術(shù)，這是和現(xiàn)有的水平井和體積壓裂技術(shù)完全不同的一類全新技術(shù)，但相關(guān)工具都是成熟的，就待先導(dǎo)試驗(yàn)予以證實(shí)。這套技術(shù)一旦成功，將帶來頁巖油地下原位轉(zhuǎn)化的技術(shù)革命。

三是開發(fā)方式的革命—從地上“井工廠”邁向地下“油煉廠”。

當(dāng)前，中高熟頁巖油的開發(fā)普遍采用“井工廠”的方式，即利用一個(gè)作業(yè)平臺完成多口水平井的鉆完井，達(dá)到降本增效的目標(biāo)。中低熟頁巖油的開發(fā)除利用“井工廠”技術(shù)完成鉆完井外，還需要人工升溫使頁巖中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生裂解生成輕質(zhì)石油和天然氣，并把裂解過程中產(chǎn)生的焦瀝青、二氧化碳和部分硫化氫等污染物留在地下，相當(dāng)于在地下建立一座“煉廠”，從而實(shí)現(xiàn)油氣的綠色開采。

四是資源地位的革命—從“保2億噸原油穩(wěn)產(chǎn)”邁向“大規(guī)模上產(chǎn)”。

我國中高熟頁巖油的開發(fā)已經(jīng)起步，“十四五”將是我國陸相頁巖油快速發(fā)展期。中低熟頁巖油地下原位轉(zhuǎn)化技術(shù)有望在“十四五”期間完成先導(dǎo)試驗(yàn)并向工業(yè)化生產(chǎn)邁出關(guān)鍵一步。同時(shí)，關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化也在積極推進(jìn)中，一旦先導(dǎo)試驗(yàn)成功，中低熟頁巖油產(chǎn)量將在“十五五”期間大規(guī)模增長，那時(shí)我國原油對外依存度將大幅降低，值得期待。

《財(cái)經(jīng)國家周刊》：當(dāng)前制約我國頁巖油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題有哪些？如何破解？

趙文智：我國中高熟頁巖油的開發(fā)已經(jīng)取得較好突破和進(jìn)展，但在開采成本、單井累計(jì)采出量（EUR）、關(guān)鍵技術(shù)裝備國產(chǎn)化等方面與美國相比仍有較大差距。

例如，美國依靠技術(shù)進(jìn)步，桶油成本由2014年的大于80美元降至2019年的40美元。而我國地質(zhì)條件更復(fù)雜，加上國有企業(yè)技術(shù)服務(wù)的市場化程度不夠高，造成我國陸相頁巖油的桶油成本遠(yuǎn)高于美國。

另外，我國水平井鉆完井部分關(guān)鍵技術(shù)和裝備還依賴進(jìn)口，這容易受到復(fù)雜外部環(huán)境的影響，打亂我國頁巖油正常生產(chǎn)節(jié)奏。

中低熟頁巖油方面，當(dāng)前顛覆性的水平磁定位鉆井技術(shù)、長壽命電加熱工具等還處在攻關(guān)階段，技術(shù)的穩(wěn)定性還有待進(jìn)一步提高。此外，相關(guān)基礎(chǔ)研究還相對薄弱，目前還缺少國家級的科技支撐和相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)。

建議國家要在“十四五”把支撐陸相頁巖油革命發(fā)生的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和先導(dǎo)試驗(yàn)選區(qū)納入國家重大專項(xiàng)設(shè)計(jì)支持方向，要用不太長時(shí)間的攻關(guān)準(zhǔn)備，支撐和推動(dòng)陸相頁巖油革命在我國盡早實(shí)現(xiàn)。

原標(biāo)題：《不用“羨慕”美國，這場革命咱自己也能搞！》

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