赵文智院士：陆相页岩油革命主攻方向路径明晰 前景值得期待

一场新的革命——陆相页岩油革命已经打响。在这场确保前景值得期待的“战役”中，我国能否借鉴美国经验，对确保原油2亿吨稳产，甚至在2亿吨基础上实现规模上产发挥有力支撑作用？

为此，笔者专访了中国工程院赵文智院士。

笔者：美国页岩油气革命成功的主要原因有哪些？我国是否可以照搬美国页岩油气革命的模式？

赵文智：美国页岩油气革命的成功原因有四点：一是基础研究超前走得早，美国政府在页岩油气革命发生以前的20多年里一直投入支持从事页岩油气基础研究，这为后来页岩油气资源开发在“甜点”选区标准制定与先进适应性技术突破方面奠定了重要基础；二是关键技术选的准，技术创新实用而有效，寻找到水平井 体积压裂这一解决页岩油气开发的最佳技术组合；三是甲乙方通力合作，对开发成本控制好；四是中小企业家面对资源新领域勇于闯天下的胆识。

中美两国的页岩油类型不同，资源品质也有很大差异，发展模式也有不同，比如美国页岩油气革命首先是由中小企业开启了成功之路，而中国则主要依靠大型油气企业的参与和引领。

但是，两国发展路径应该大同小异，就是对这样一个全新的资源领域，前期研究一定要有国家的政策扶持，还要有超前基础研究支撑下的技术创新甚至革命。在此基础上，还要有业界的高瞻远瞩，即面对这一新资源要给予积极的探索，努力寻找把资源变为现实产量的可行途径。

中国的陆相页岩油包括三大部分，一是埋藏深度小于300米称为油页岩油，这是可以通过地面干馏的方式开采的一类资源。对它的资源潜力与未来开发利用地位，目前还有争议。

此外，只有单层厚度大、分布有一定规模且含油率高的油页岩才可能投入经济开发利用。从这一点来说，我国油页岩油的资源总量就比较有限。

二是中低熟页岩油，是指页岩中只有一小部分易转化为石油，且已转化的石油丰度低、粘度高、流动性差，不能利用现有成熟的技术进行开采，需要地下人工加热的办法，将页岩中剩余有机质和高粘度石油转化为易采出的轻质石油和伴生天然气。

据初步评价，我国中低熟页岩油资源总量巨大，一旦技术成熟，将带来我国石油工业的一场革命，我们称之为陆相页岩油革命，可以与美国的海相页岩油革命相媲美。

三是中高成熟页岩油，是指地下温度、压力比较高，埋藏时间比较长，大部分有机质已经转化为石油和伴生天然气，大量滞留在页岩层系内。通过水平井技术增加井筒与页岩地层的接触面积，水力压裂技术提高导层内页岩油向井筒的流动能力和规模，即可获得工业产量。

我国陆相页岩的资源禀赋和现有采收率水平决定了高熟页岩油经济可采总量比较有限。从目前已有的试采资料看，我国中高熟页岩油对支撑我国原油年产2亿吨有很好的现实性，但贡献的产量份额不够大。

笔者：中国陆相页岩油革命的内涵是什么？

赵文智：与美国不同，我国陆相页岩油革命的实现需要中高熟页岩油与中低熟页岩油的接续发展。

其中中高熟页岩油现实性好，可以依靠成熟的水平井和体积压裂技术实现有效开发利用，“十四五”是我国原油两亿吨稳产的重要补充。中低熟页岩油资源潜力巨大，但现有技术的稳定性和适应性还有待先导试验验证，目前还有不确定性。一旦技术取得突破，将带来原油产量的大规模增长，对保国家油气供应安全将发挥重大作用。因此，实现陆相页岩油革命的主体是中低熟页岩油。

总体看，我国陆相页岩油革命一旦发生，将具有四方面内涵：

一是资源类型的革命—从“人工油藏”迈向“人造油藏”。

中高熟页岩油的开发思路与美国无异，即依靠改变地下流体渗流环境和补充地层能量，在“甜点”内形成高渗透流动通道，即人工改造油藏。目前我国中高熟页岩油工业化开发已经起步，未来具备上产至年产500-600万吨的潜力和现实性。

中低熟页岩油开发的关键是采用人工加热改质的方法，就是在地下把页岩加热到350℃-450℃，使页岩中滞留的多类有机物发生降质改造，形成轻质油和天然气并采至地表，是真正意义上的“人造油藏”。

二是开采技术的革命—从“水平井 体积压裂”迈向“地下原位转化”。

中高熟页岩油的开发可以照搬页岩气开发的成功技术和经验，即通过水平井 体积压裂技术形成复杂人工缝网，提高地层内页岩油向井筒的流动能力和规模。

中低熟页岩油的开发则需要地下原位转化技术，这是和现有的水平井和多段压裂技术完全不同的一类全新技术，但相关工具都是成熟的，就待先导试验予以证实。这套技术一旦成功，将带来页岩油地下原位转化的技术革命。

三是开发方式的革命—从地上“井工厂”迈向地下“油炼厂”。

当前，中高熟页岩油的开发普遍采用“井工厂”的方式，即利用一个作业平台完成多口水平井的钻完井，达到降本增效的目标。中低熟页岩油的开发除利用“井工厂”技术完成钻完井外，还需要人工升温使页岩中的有机质发生裂解生成轻质石油烃和天然气，并把裂解过程中产生的焦沥青、二氧化碳和部分硫化氢等污染物留在地下，从而实现油气的绿色开采。

四是资源地位的革命—从“保2亿吨原油稳产”迈向“大规模上产”。

我国中高成熟度页岩油的开发已经起步，“十四五”将是我国陆相页岩油快速发展期。中低熟页岩油地下原位转化技术有望在“十四五”期间完成先导试验并向工业化生产迈出关键一步。

同时，关键装备的国产化也在积极推进中，一旦先导试验成功，中低熟页岩油产量将在“十五五”期间大规模增长，那时我国原油对外依存度将大幅降低，值得期待。

笔者：当前制约我国页岩油产业发展的瓶颈问题有哪些？如何破解？

赵文智：我国中高熟页岩油的开发已经取得较好突破和进展，但在开采成本、单井累计采出量、关键技术装备国产化等方面与美国相比仍有较大差距。

例如美国依靠技术进步，桶油成本由2014年的大于80美元降至2019年的40美元。而我国地质条件更复杂，加上国有企业技术服务的市场化程度不够高，造成我国陆相页岩油的桶油成本远高于美国。另外，我国水平井钻完井部分关键技术和装备还依赖进口，这容易受到复杂外部环境的影响，打乱我国页岩油正常生产节奏。

中低熟页岩油方面，当前颠覆性的水平磁定位钻井技术、长寿命电加热工具等还处在攻关阶段，技术的稳定性还有待进一步提高。此外相关基础研究还相对薄弱，目前还缺少国家级的科技支撑和相关实验平台建设。

建议国家要在“十四五”把支撑陆相页岩油革命发生的关键技术攻关和先导试验选区纳入国家重大专项设计支持方向，要用不太长时间的攻关准备，支撑和推动陆相页岩油革命在我国尽早实现。

策  划：党群工作处

责  编：王琳琳

校  对：李诗琪

初  审：魏   东

审  核：王建强