1. 什么时间用什么能源替代石油
成为人类的第一能源？
大家好，今天我们主题是讲页岩油气，我想从另一个故事开始，就是美国《科学》杂志在庆祝它创刊一百二十五周年的时候，向全世界征求了人类面临的一百二十五个科学问题，前二十五个被认为是最急迫、最重要的，其中第二十四个科学问题是：什么时间，用什么能源替代石油，成为人类的第一能源？
大家知道，现在我们的第一资源是石油。2019年全人类消费的能源，其中石油占百分之三十三点一，是我们的主体能源，支撑着我们当前经济社会的发展。实际上，除去经济属性以外，石油更有政治属性。现今的大国外交，往往集中在能源外交上。中国的能源安全，说到底是油气保障的能源安全，全球的多个科学家和科研机构都在进行研究和预测，那么多数的判断是在2045年到2050年期间，天然气将会超过石油，成为人类一次能源当中的主体能源。那我们不禁要问：你那个时候有那么多天然气资源做保障吗？
刚才我们在开场的时候，我们看到了这一种致密的岩石能够产出天然气，我们把它叫作页岩气，这一场技术的创新是始于美国，其中有一个叫乔治·米歇尔的老人，用了近二十年的时间，坚持不懈，在1997年他的团队通过清水压裂，在美国中南部的一个盆地成功地产出了这种经济上合算的页岩气，为此引起了全球的一场页岩革命。
2. 历经十年艰难探索，中国成为第三个
实现页岩气商业性开发的国家
3. 页岩气究竟是如何开采出来的？
我们连线一下涪陵页岩气田的现场。
你好。
连线：金院士好，我是涪陵页岩气田的一名员工，我叫毕文韬。在我的身后就是焦页一号东电驱压裂平台，在现场大家能够看到十二台电驱压裂设备整齐列阵，这些设备都是我国自主研发生产的，它们同时只为一口气井服务，目前这个平台处于压裂阶段，过不久将会布下管道，建立气井，到时候这里也许就会变成一个无人值守的平台，由中心站定期来巡检，管理起来很方便。
那么我眼前的这些机器，它们所产生的这种极限压力能够达到一百零五个兆帕，什么概念呢？相当于在指甲盖大小的地方要承受一吨的重量。我们这里的地形多为山地或丘陵，大家能够看到井场四周树木非常地茂密，林木葱翠，工作不忙时，我们还能在周边的树林里散散心，进了林子都听不到机器的声音，噪音还是很小的，这种工业与自然和谐共处的美景，是涪陵页岩气田独特的风景线。
金之钧：好的，谢谢您。
连线：好，谢谢金院士。
金之钧：现在看一下我们的作业原理。这是打下来的钻头，垂直打井以后要拐个弯再打水平井，为什么呢？这样我们在页岩里头它的接触面积是大的，为的是提高它的单井产量，我们还要分段地把这些岩石压碎、压开，我们把它叫作体积压裂，压裂得越彻底，波及的体积越大，它的单井产量就越高。现在我们在南方打一千五百米到三千米的水平段，我们地下高产的岩层只有二十米到三十米厚，要保证在这个岩层当中准确地穿过去，特别是拐弯这个地方，这就要准确的制导技术，我们把它叫作旋转导向钻井技术，目前还是石油工业的一项“卡脖子”技术，我们正在集中力量攻关，预期在不久的将来我们会把它国产化，其他的我们页岩开发的所有技术，我们已经国产化了。那么这个气田到目前为止它的产气量已经超过七十亿立方米，全国页岩气的产量，2020年我们达到将近两百亿立方米，按两百亿立方米计算，可以供一亿个家庭用气一年。未来，我们到2030年，我们的页岩气产量，我们有信心产到八百到一千亿立方米，届时它整个的产气量，将是咱们全国天然气产量的三分之一，三分天下有其一。
4. 我国页岩油资源潜力位居世界第三，
所发现的页岩油均来自于陆相地层
那么讲到页岩气，我们自然会想到，页岩油是怎么回事？未来前景如何？根据国际能源署的估计，我们的页岩油资源潜力在全球排第三位，仅次于俄罗斯和美国。2009年，我们生产单位就进行老井复查，确实在原来页岩的层段发现了一些好的油气显示，但是产量比较低。首先是，从页岩气到页岩油，相态发生了变化，由气态走向了液态， 它的流动性是不一样的，它对这种页岩的纳米孔隙要求是更高的。另外，产出页岩油和页岩气的这个岩石，形成的古环境不一样，美国的页岩油和我们中国现在大量产出的页岩气，都是在古海洋环境下形成的，我们把它叫作海相岩层，或者海相烃源岩，而现在我们国家所发现的所有的页岩油，均来自于陆相地层，就是古湖泊古河流向的沉积。过去西方人只认为海相的岩层可以产石油和天然气，我们经过实践，认为陆相地层也可以。我们要从这种陆相页岩里头采油，这个担子也是不轻的，因为陆相形成的地层，它的黏土矿物含量高，入水它是膨胀的，本来这个孔隙就很小、很金贵，这个黏土矿物遇水一膨胀就把我们的孔隙给堵塞了。所以陆相页岩油的开采将更加困难。另外一个原因，在这个屏幕上大家可以看到，美国产的页岩油样很稀，有一些都带有挥发性的轻质原油，我们中国产的，就是戴着手套在装的那个，黏稠度很高的、不容易流动的这种稠油，地下的流动性极差。还有另外一个原因，这种岩石在中国的东部盆地，它的成岩作用偏弱，塑性强，脆性差，在压裂的过程当中是不容易压开的，压开了以后我们要往里打支撑剂，陶粒或者说石英砂。打进去以后很快地就乳变了，“包饺子”了，所以这个原油也是流不出的。那么总结规律以后，我们制定了一个勘探的方向，向深处进军。在2012年，中国石油新疆油田就宣布，发现了中国首个页岩油田，就是吉木萨尔页岩油田。
5. 抵御行业“寒冬”
中国页岩油勘探未来可期！
正在我们大面积地布井进行页岩油勘探开发的这个过程当中，美国的页岩油快速地增长，打破了世界石油的供需格局，所以2014年的下半年，油价持续地断崖式下跌，从一百美元以上的每桶原油降到了二十多美元一桶，所以我们上游就遇到了寒冬，投资锐减，页岩油的勘探开发工作量极少。还好的是，我们持续地在进行再研究，理论和技术上在做一些准备。2018年以后油价慢慢地在回暖，这一年的时间我们走遍了大部分中国页岩油的油田，去讲页岩油的重要意义，到2019年长庆油田就宣布发现了十亿吨级的页岩油田——庆城油田。
那么咱们现在连线长庆油田。
连线：金院士、撒老师您好，我是长庆油田的张筱。
金之钧：张筱好。
连线：我身后的长庆油田第十采油厂乔河作业区白409超大规模采油开发平台位于甘肃省庆阳市，是我们目前陆上建成投产最大的丛式井组，所以它被誉为“陆上采油航母”。我们现在可以看到我们的抽油机正在进行抽油作业，那么平台周围是黄土高原独特的沟壑纵横的地质风貌，那么我脚下的这片土地是全世界黄土层最厚的地方，最厚的黄土层可厚达两百米，所以这里又被称为“天下黄土第一塬”。
金之钧：好，谢谢您，再见。
长庆油田现在是全国最大的页岩油田，页岩油的产量，2020年它已经迈上了一百万吨的台阶，这是来之不易的，但是我们中国的页岩油的资源分布状况，这一种在盆地的深处、深洼子里头，它的资源量大数说只有三分之一，三分之二的资源量是在这种浅部的、黏稠度高的这种低熟页岩油，要实现这一部分页岩油的开采，我们路子还很长，我们把它叫作低熟页岩油的原位开采技术，这一项技术一旦形成，我们将会带来更大的一片资源的开发，对中国年产两亿吨、稳产二十年，将会作出它重大的贡献。
如果说1997年美国实现了海相页岩革命，我期待着在中国能够实现陆相页岩的革命！为此我们期待！
谢谢各位！
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