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天然氣新寵兒─中國大陸的頁岩氣之夢

2016/11/05 經濟部能源局 點閱人次: 687

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整理/鍾嘉雯

2015年底,中國大陸的中石化公司宣布四川涪陵頁岩氣田已完成可年產50億立方公尺的建設,中國大陸成為僅次於美國的頁岩氣生產大國。隨著頁岩氣規模逐漸擴大、並擁有舉足輕重的地位,非傳統天然氣將如何左右天然氣市場的平衡?

從貴州到四川,蘊藏黑色能源的中國大陸

2012年,中國大陸的貴州省國土資源廳啟動了「貴州省頁岩氣資源勘探調查」,據調查評估,貴州省的頁岩氣總地質資源量為13.54兆立方公尺,位居全中國大陸第3位,開發潛力龐大。

貴州省的頁岩氣開發,依著「黔北突破、帶動兩翼、兼顧黔南」的方向,從黔北試驗區開始,進行地質調查與二維震測的工作及鑽探19口鑽井。不過,真正完工、試採的,則是試驗區北部的龍馬溪組,每日產量0.5~1.5萬立方公尺,累計產氣已達1,052萬立方公尺,也是貴州省首座工業化的頁岩氣井。

調查顯示,貴州省富有機質的黑色頁岩厚度大、脆性礦物含量高、含氣性好,十分有利於開採。直至今年(2016)7月,遵義正安縣的安頁一井一舉獲得4個生產地層,其中一個地層的日產量就超過10萬立方公尺,估計潛藏的天然氣資源量有上千億立方公尺!

視角轉到四川,2014年3月24日,中石化公司正式宣布將在2017年把四川涪陵建立為國內第1個年產百億立方公尺的頁岩氣田,2015年底,四川涪陵頁岩氣田已完成了可年產50億立方公尺的建設。從2014年至2015年,累計產氣達25億立方公尺。

中石化公司與中石油公司壟斷了中國大陸國內90%以上的天然氣幹道管線,在2011年中石化公司確立「建設世界一流能源化工公司」的目標後,非傳統能源成為其上游業務加快發展的主力戰場,也開始規劃頁岩氣探勘與開發。而不論是貴州或四川,都只是中國大陸頁岩氣產地的一角,雲南、湖北等省份,都蘊藏著尚待挖掘的氣源。

中英合作  頁岩氣大步邁進

在中國大陸的「十二五」(第12個5年計畫)規劃中,其頁岩氣開發以探明儲量、掌握探勘開發技術為主,直至2015年,在地質調查的進展下,已探勘出全中國大陸可開採之頁岩氣蘊藏量有21.8萬億立方公尺,並已設置44個頁岩氣探礦權,而2015年全中國大陸頁岩氣產量達45億立方公尺,也是在美國之外,第2個商業化開採頁岩氣的國家。

據BP World Energy Outlook(BP世界能源展望)2016版指出,直至2035年,頁岩氣將占全球天然氣產量的四分之一,中國大陸將成為2035年對頁岩氣產量增加貢獻最大的國家。今年9月1日,BP(英國石油公司)看中四川盆地面積約1,000平方公里的區塊,與中國石油天然氣集團公司合作簽署了第2份頁岩氣探勘、開發與生產的產品合約,在數月之前,BP才在鄰近的內江―大足區塊簽署了第1份合約。

結合中石油的作業專長與BP的技術和經驗,中國大陸的頁岩氣發展已勢不可擋。

「十三五」規劃 突破300億立方公尺

今年9月30日,中國大陸國家能源局網站發布了《頁岩氣發展規劃(2016~2020年)》,這是中國大陸「十三五」規劃(第13個5年規劃)的重要宣告。到了「十三五」,中國大陸頁岩氣將要大量高速發展,預定2020年要突破年產300億立方公尺!

「十三五」頁岩氣發展規劃指出,2020年的發展目標為:完善成熟3,500公尺以淺海層頁岩氣勘探開發技術,突破3,500公尺以深海層頁岩氣、陸層和海陸過渡層頁岩氣勘探開發技術;在政策支援到位和市場開拓順利情況下,2020年力爭實現頁岩氣產量300億立方公尺。

水平鑽井、水力裂解,擠出頁岩氣!

一片片書頁般沉積的岩層中,要如何產生出油氣?

頁岩層由古代沉積物堆疊而成,在造岩過程中,岩石間的有機物受到高溫、高壓分解,在頁岩層的孔隙之中就可能生成天然氣或石油。不過,頁岩層中的油氣蘊藏量雖大,在開採技術成熟前,仍被視為沒有價值、無法獲得的能源,直到水平鑽井(Horizontal Drilling)加上水力壓裂(Hydraulic Fracturing)的技術產生,才讓頁岩氣的開採進入了商業化時代。

頁岩氣多存在於泥岩、高碳泥岩、頁岩及粉砂質岩類夾層中,水平鑽井在鑽油井垂直下鑿數千公尺至頁岩層後,再以水平方式橫向鑽探。鑽出水平井後,以水力壓裂的方式擠破岩縫釋放出油氣,或以微量炸藥在頁岩層中轟出細緻綿密的孔隙,以高壓注入上萬公噸混合化學藥劑、細砂與水的液體,將地層中的油氣擠出,流至生產井。

不過,頁岩氣的開發並不是一帆風順。在開發中,可能產生的水資源消耗與污染、溫室氣體排放、誘發局部地震等問題,正是頁岩氣開發中所面臨的難題。鑽井與壓裂過程中,一口井平均就要消耗2.4萬噸的水資源;在水力壓裂時注入混有化學藥劑的液體,則讓人擔心是否會污染水資源;而開發過程中,各類設備運轉燃燒所排放的二氧化碳、與頁岩氣井完成試噴時直接釋放到大氣中的甲烷,都可能對氣候造成影響。法國在2011年5月通過禁止在巴黎盆地開採頁岩氣的法案,便是因為擔心以水力壓裂技術開採頁岩氣時,可能有污染地下含水層的風險。

頁岩氣大戰,各國皆不落人後

雖然開採技術有可能造成種種環境問題,但頁岩氣做為潔淨能源,仍在各國的能源發展列表中占據舉足輕重的地位。

阿根廷國營石油公司YPF與美國雪佛龍(Chevron)公司合作,鑽井開採頁岩氣,目前已鑽420口井,未來2年將鑽探逾200口井。雪佛龍聲稱已投入25億美元,未來兩家公司總投資金額將達160億美元。英國從2011年開始禁止水力壓裂開採,直到2012年取消禁令,頁岩氣開採才逐漸恢復。英國政府於今年10月6日批准了一件英格蘭北部蘭開夏郡的頁岩氣開採計畫,英國社區與地方政府大臣賽義德‧賈維德(Sajid Javid)表示,頁岩氣產業將支持數千個就業機會,並降低英國對能源進口的依賴。美國頁岩氣公司Diamondback則於10月10日宣布提高2016年產量目標至673萬~689萬立方公尺的頁岩氣,與其7月份中期的產量目標相比,2016年產量增幅為6%。而2017年的產量增長規模將超過目前規模的30%。頁岩氣版圖,仍持續在各國競逐中擴大,而天然氣的市場,也將隨之起舞。


關鍵字:頁岩氣,天然氣,中國大陸,十三五

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