頁巖革命實際上就是一場技術革命。中國要想實現頁巖油氣勘探開發的更大突破，首先要加大創新驅動力度。

在對中國資源稟賦的評價中，“富煤、貧油、少氣”是一個比較流行的觀點。然而，這并不代表中國的石油和天然氣勘探開發就沒有潛力可挖。

頁巖氣和頁巖油是指儲藏在頁巖層巖縫里的天然氣和原油，屬于非傳統能源。自今年以來，我國頁巖油氣田勘探開發就頻傳捷報——位于四川瀘縣的一口頁巖氣井，日產氣超過137.9萬立方米，足夠近138萬戶居民的日常使用;中國石油大港油田新增億噸頁巖油儲量，年底將實現5萬噸頁巖油產量……

頁巖氣和頁巖油的技術突破統一被稱為“頁巖革命”。“頁巖革命深刻改變了石油工業，顯著增加了油氣資源總量，也大大降低了能源被動轉型的可能。”近日在2019全球能源轉型高層論壇上，中國科學院院士、中國石油大學(華東)校長郝芳表示，“頁巖里的資源可以再維持油氣工業發展百年以上，這是一個重大進步。”

依據國際能源署的統計，中國的頁巖油氣可采儲量接近50億噸，占據全球頁巖油氣可采儲量超過10%，僅次于美國和俄羅斯。但是，目前國內的勘探開發進度和頁巖油氣資源稟賦相比，仍顯落后。

“‘頁巖革命’實際上就是一場技術革命。”中國科學院院士、中國石油大學(北京)教授高德利表示，中國要想實現頁巖油氣勘探開發的更大突破，首先要加大創新驅動力度。

“北美模式”難以簡單復制

頁巖革命從北美發起，帶來的結果是，美國超越俄羅斯成為天然氣第一大生產國，超過沙特成為原油第一大生產國。

“頁巖革命極大地影響了全球石油、天然氣的價格，同時也使得美國這一曾經最大的油氣進口國實現能源自給。”郝芳用“廣闊的勘探領域、巨大的潛在儲量”來形容頁巖革命。

然而，美國“頁巖革命”的奇跡難以被中國簡單復制。相比于美國等地區，中國頁巖油氣地質條件更加復雜、儲層類型更加多樣，開采難度也更大。

“中國早期在四川盆地周邊部署了一系列的鉆井，最后只有很少的頁巖油氣能夠實現商業開采，主要原因就是我國地質條件非常復雜。”郝芳舉例說，“在美國，頁巖核心區大于一千平方英里，而中國很多頁巖氣田只有連續的幾百平方公里，這就是中美頁巖油氣的資源差別。”

不僅如此，我國陸相頁巖油與北美海相頁巖油相比，在地質條件和地面條件上均存在較大的差異，也不能照搬北美技術，實現工業化效益開發面臨很多重大挑戰。“這也是為什么中國頁巖油氣發展任重而道遠的一個根本原因。”郝芳補充道。

高德利也指出，美國“頁巖革命”有許多有利因素，例如美國具備良好的融資渠道，為企業家長期進行頁巖鉆采嘗試提供了資金保障。美國還擁有良好的能源開發基礎條件，如較完備的油氣管網、地質數據等。而其法律體系也賦予土地業主地下開采權，從而給油氣開發活動提供了極大便利。

“我們的技術、經濟指標都與美國差得很遠。”高德利直言，“我國油氣發展面臨更多的挑戰，既要解決國內油氣增儲上產的許多難題，又要實施‘走出去’發展戰略，原來以‘跟蹤’為主的發展模式已經難以應對。”

“放眼全球，可供人類開發利用的油氣資源仍十分豐富，但容易開采的油氣時代已經結束。全球油氣行業將長期面臨油氣開采難的問題，對工程科技創新與前沿技術突破的依賴度也將越來越大。”高德利表示，我國急需一場頁巖革命的大爆發。

靠鉆井技術突破工程作業極限

一種資源只有完成大規模工業化開發，才能形成革命性戰略接替，而簡單的、小規模的突破只能稱之為階段探索或局部發現。在業內專家看來，不斷研發工程技術，探索出一條成熟的技術路線，才能完成頁巖革命的歷史使命。

在高德利看來，中國要想實現頁巖油氣勘探開發的更大突破，就需要采用地質、工程、市場一體化解決方案，加快建設大型叢式水平井高效開發模式及工程技術支撐體系。

“我國山區蘊藏著豐富的頁巖氣資源，但其地表環境和地質條件都比較復雜，使得這里的頁巖氣開發面臨諸多挑戰。”高德利稱，“重慶涪陵頁巖氣開發，已經形成增儲上產的良好發展勢頭，現已建成100億方的年產能，以及約60億方年產量，但仍然面臨深層頁巖氣工程技術等挑戰。”

而采用先進的井型技術大幅度提高油氣田的單井產量及最終采收率，一直是復雜油氣田高效開發追求的理想目標。高德利表示，頁巖氣工程技術的創新，就是鉆井技術的進步。定向鉆井要求控制鉆頭定向破巖鉆進并打中目標，是鉆井主體技術之一，而大位移鉆井是挑戰定向鉆井的前沿技術。

“在石油、天然氣等地下礦產資源開發中，鉆井是不可或缺的基本工程。通過科學研究與實踐，人類會不斷突破其工程作業極限，這也是頁巖油氣工程技術的創新之一。”為此，高德利建議，應該加快創建獨具中國山區特色的大型叢式水平井高效開發模式及其工程技術支撐體系，以期實現頁巖氣的高效綠色開發。

郝芳稱，未來相當長時間，油氣仍然是一次能源的主體，也是影響中國國家安全的戰略資源。就我國頁巖油氣革命而言，也將由資源主導變為技術主導。他表示，科技創新是第一生產力，智能鉆井、納米驅油、原位改質等新一代勘探開發智能化技術體系將助推油氣產量邁向新高度。

另外，高德利表示，隨著信息、材料、人工智能等相關學科領域的科技進步，油氣工程技術與裝備還將向著信息化、智能化、自動化方向加速發展。

陸相頁巖油氣開發待突圍

實際上，我國含油氣盆地以陸相沉積為主，陸相頁巖油氣資源豐富。中石油科技管理部總經理匡立春表示，未來10~15年是中國陸相頁巖油氣革命的戰略機遇期，將推動陸相頁巖油氣成為我國石油資源的重大戰略接替。

北美以海相頁巖油為主，面積大、有機質含量高、成熟度高、油氣豐度高、可壓裂性強、技術先進、開發成本低;而我國雖以陸相頁巖油為主，但存在面積相對小、有機質含量偏低、成熟度及油氣豐度中等一系列問題。

“與北美海相頁巖儲層相比，我國陸相頁巖儲層具有特殊性，多項理論問題尚未解決。”匡立春指出，特別是一些工程技術還不成熟，耐高溫高壓復合材料、芯片和軟件等核心領域“卡脖子”問題待解。此外，陸相頁巖油氣開發縱向油層動用率低、單井產量低、井控儲量低和采收率低，仍需要提質增效。

陸相頁巖油開發之路還得中國人自己闖，創新是唯一出路。匡立春建議，要加快頁巖油勘探理論研究，加大中高成熟度頁巖油產量規模，加快中低成熟度頁巖油工業化試驗，實現頁巖油高效開發。

他還建議國家超前設立頁巖油科技重大項目，研發有效適用技術，同時通過創新適用管理模式，在大數據、人工智能分析的基礎上，通過提高單井產量和優化作業成本，實現頁巖油低成本效益開發。