美国是页岩气开发最早的国家, 也是世界上少数实现页岩气商业化开发国家的典范,2011 年页岩气总产量达到1 8 0 0 亿m 3,占美国天然气总产量的3 4 % 。美国页岩气开发取得的巨大成功,既对保障美国能源安全起到重要作用,也给全球能源格局带来深刻变革,其做法与经验值得借鉴。
1 美国推动页岩气产业发展的主要经验
美国页岩气革命的成功, 既得益于美国得天独厚的页岩气资源优势, 也有利于新兴产业发展的系统及完善的市场环境。
1.1 自然资源优势为页岩气商业化提供良好的开采条件
美国页岩气成功开发与其不可复制的油气地质条件密不可分。美国已进行页岩气开发的页岩具有埋藏深度适中(大部分在18 0 m ~2 0 00 m )、单层厚度大(30 m~50 m)、总厚度超过500 m、基质渗透率高(大于100 mD)、成熟度适中(Ro 在1.4%~3.5%)、有机碳含量大(大于2 % )、页岩脆性好(硅含量大于35%)的特点。美国页岩气丰富区大多分布在中部平原,地质构造简单,页岩大面积稳定分布,且远离沿海等经济发达以及人口居住集中地,利于修建公路、机动运输、打钻等系列开采活动的实施。
1.2 政府主导大力推动页岩气技术研发
美国政府对于页岩气开采技术的投资始于3 0多年前,并一直延续至今。早在20 世纪70 年代,美国能源部在页岩气开发技术领域投资就超过1 亿美元,成为美国页岩气革命的奠基石。同时,美国政府还专门设立了非常规油气资源研究基金,鼓励非常规天然气的研发工作。美国2004 年《能源法案》
规定,政府将在十年内每年投资4500 万美元用于非常规天然气的研发,在政府专项资金的支持下,美国页岩气开发技术取得了巨大突破。
在技术研发方面,美国政府尤其重视页岩气地质、地球化学、开发工程、分布规律、资源潜力等方面的研究。美国在水平钻井技术基础上,研发成
功水平井加多段压裂、水力压裂、同步压裂以及深层地下爆破等多项页岩气开发技术,这些技术拓展了页岩气开采面积和深度,降低了页岩气开采的单位成本,极大地提高了开采量,直接推动了美国页岩气的实质性开发。
1.3 为页岩气产业发展提供良好政策环境
美国政府对页岩气上游开发实施优惠的税收政策,包括税收减免与费用扣除等。例如,美国政府于1980 年通过的《原油意外获利法》,对1979 年和
1993 年之间钻探的非常规油气与2003 年之前生产和销售的页岩气均实施税收减免。除此之外,页岩气还可享受传统油气开发中的税收优惠,部分地区甚至对页岩气的开发免收生产税。
美国政府高度重视页岩气开发的法律法规建设。除了将《美国国家环境政策法》、《联邦空气清洁法案》、《美国清洁水法案》、《美国安全饮用水法》等一系列已有法规适用于页岩气开发之外,还通过修改法律条款、加强环境影响评估、强制披露压裂液成份等监管手段,以应对页岩气开发过程中潜在的环境问题。
1.4 形成以企业为主体的创新开发模式
美国充分鼓励页岩气勘探开发领域的市场竞争,形成了中小企业与大企业互为接替,专业化分工与协作有机结合,产业链各环节资本高效流动的
页岩气开发机制。
(1 )中小企业成为页岩气技术创新及商业化的生力军。页岩气作为一种有待开发的非常规天然气资源,其开发初期的经济性和成长性并不明朗,大公司开发的积极性不高。而中小企业恰恰抓住机会,发挥其经营灵活和专业技术创新能力强的特点,积极进入页岩气开发领域。目前,美国8 5 % 的页岩气产量由6000 多家中小公司生产,多数区块被中小能源公司和各类基金控制,主要页岩气开采技术也都源自中小能源和技术公司。
(2 )大公司推动页岩气产业规模化发展。在中小企业取得页岩气开发成功的基础上,大公司通过并购中小公司或与中小公司合资合作等方式介入页
岩气开发,大大增强了页岩气的产业发展能力。2009 年1 月至2010 年4 月,美国页岩气产业的收购兼并交易高达70 多亿美元,市场化资本运作使得
页岩气产业规模迅速扩大。
(3 )技术服务公司为页岩气开发提供强有力的专业化服务。美国页岩气开发的各个环节都有专业服务公司参与,提供三维地震测绘、钻井完井、软
件开发支持等相关服务。通过专业化分工协作,提高了生产效率,缩短了生产周期,分散了开发风险。
1.5 应重视协调页岩气开发与环境保护
水平井钻井和水力压裂法是页岩气开采的核心技术。在页岩气开发过程中,化学物质夹杂着大量压裂液体以及泥沙,被高压注入地下井,从而压裂
邻近的岩石构造扩张裂口,使天然气能够流入井中。这些活动可能会对环境和人类健康产生负面影响,包括水体污染、空气污染和土地破坏等问题。为实现页岩气环境友好型开发模式,美国不断探索在绿色完井技术、活塞气举系统等方面的开发技术,以解决甲烷泄露等问题。同时,也不断吸收借鉴国际经验,完善工业用水的循环利用技术,废水处理以及环境监控技术,以保护人们的健康和环境免受废水污染的侵害。
2 美国页岩气产业发展对我国的启示
美国页岩气产业的成功发展给我国页岩气勘探开发提供以下几点启示和建议。
(1 )外部引进与自主研发并重,掌握先进适用的配套技术研发与勘探技术的不断提高不仅推动了美国页岩气产业的持续进步,同时也成为美国通过技术输出,实现技术控制资源的关键。我国进入页岩气开发领域较晚,尚未形成页岩气开发的系统性技术体系,尤其是在针对不同地质条件的页岩气勘探开发方面的核心技术尚不成熟。但我国页岩气普遍埋藏较深,大多气藏条件不同于美国。因此,在与国际开展技术合作的同时,不能单纯依靠引进国外技术和经验,要立足于“本土化”问题,立足于自主创新,加快构建具有自主开发能力的页岩气技术开发队伍,研发适合我国地质条件的页岩气勘探开发技术。
(2 )完善产业发展扶持政策。鉴于页岩气开发具有生产周期长、开采成本高的特点,美国政府在页岩气开发不同阶段实施了有针对性的支持政策。我国在页岩气开发方面也应对不同的开发阶段,实施有针对性的产业扶持政策。在开发初期,政府提供必要的财政支持以吸引更多资金进入。灵活采用减免资源税、增值税、所得税等财税政策手段,鼓励开发商进行设备投资和降低成本。在进入商业化阶段后,可逐渐减少或取消特殊优惠,既可减轻政府负担,又可刺激技术创新。灵活采用资源税、增值税、所得税等税收减免等财税政策手段,而减少直接补贴的方式会更有利于鼓励开发商进行设备投资和努力降低成本。
(3 )形成有效竞争、创新推动的开发模式美国的经验表明,页岩气产业发展需要有效的竞争和创新推动。对我国而言,页岩气产业处于发展初期,因此,可借鉴美国经验,适当放宽招标权、矿权等市场准入条件,引入多元投资主体,发挥中小企业技术创新作用,给予各类市场主体平等进入页岩气开发的机会。这样不仅有利于盘活社会各类资金,减轻国家开发压力,还有利于技术创新与突破,培育专业化分工服务体系和促进商业化运作体系的形成,切实加速页岩气勘探开发、技术进步、产业配套以及应用市场的发展进程。
(4 )重视页岩气开发相关的环境保护问题由于页岩气开发可能造成水资源污染、空气污染和土地破坏,我国应该在页岩气开发初期就充分考虑环境影响,走环境友好的页岩气开发之路。我国页岩气开发尚处于探索阶段,虽然已经制定了页岩气开发的“十二五”规划,但是在相关技术和经验不成熟的情况下,还应对页岩气开发采取审慎的态度。我国应跟踪了解美国在页岩气环境监管方面的最新发展,结合我国实际情况,尽快制定页岩气开发过程中的水土保持、水污染防治、生态补偿等环境保护类的法律法规。在开采中对矿区的水资源、生态指标和温室气体排放等进行动态监测,防治和减少页岩气资源开发中潜在的环境污染和生态破坏,妥善处理好页岩气开发与周边环境之间的关系,保证社会和谐稳定。同时建立健全监管体系,完善相关治理方案和实施措施,尽可能的减少环境破坏和经济损失。
(作者:张雪球 广州发展集团股份有限公司,广州 510623; 姜鑫民 国家发展和改革委员会能源研究所,北京 100038)