作者：邹才能，杨智，何东博，位云生，李剑，贾爱林，陈建军，赵群，李易隆，李君，杨慎 （中国石油勘探开发研究院）
1 研究背景
世界能源从固态（木柴+煤炭）、液态（石油）向气态（天然气）转变。化石能源低碳化、新能源规模化、能源系统智能化正在成为能源工业发展的新趋势（见图1）。应对气候变化，加快推进能源的低碳化转型已成全球共识，主要途径是控制与降低化石能源的碳排放量，并大力发展可再生能源等非化石能源。化石能源较长时间内仍将作为主体能源保持增长，但总能源中占比将逐步下降，天然气占比将大幅提升（2016年天然气占世界一次能源消费的比例已达24%），能源结构将发生显著变化。预测未来能源发展，天然气在全球一次能源消费中的比例先后超越煤炭、石油，在2030年后成为占比最高的单类型化石能源，发挥主体能源作用（见图1）。构建全球绿色、清洁现代化能源体系，天然气将在一定时期内发挥不可替代的作用。提高天然气竞争力是优化中国能源结构的关键问题。
世界油气工业的勘探开发领域，正持续从占油气资源总量20%的常规油气，向占油气资源总量80%的非常规油气延伸。非常规油气在全球油气产量中的作用和地位不断加强，继油砂、致密气和煤层气等资源规模有效开发之后，近年来“非常规油气革命”又实现了页岩气、致密油产量的高速增长。
2016年，全球石油产量为43.8亿吨（其中非常规石油占12%），全球天然气产量为3.55万亿立方米（其中非常规天然气占24%）。
2016年美国非常规油气产量为7.81亿吨油当量，占油气总产量的63.3%，其中非常规气占总量46%（页岩气产量为4 447亿立方，致密气为1 200亿立方，煤层气为380亿立方），非常规油占总量17.3%（致密油产量2.13亿吨）。Fort Worth盆地Barnett页岩气田作为非常规油气对常规油气的第一次革命诞生地，2016年实现产量345亿立方米；二叠盆地作为非常规油气第二次自我降低成本革命的根据地，是美国致密油、页岩气唯一保持产量增长的盆地，2016年致密油产量5 600万吨、页岩气产量730亿立方米，Midland坳陷Wolfca mp是目前发现的全球最大的连续型油气聚集层系。
2016年中国非常规油气产量6 600万吨油当量，占油气总产量的20%，其中非常规气占天然气总量的33%，非常规油占石油总量的10%。具体到各种非常规油气资源类型，2016年致密油产量为150万吨、油页岩油为70万吨、稠油为1 500万吨、油砂为220万吨；致密气为330亿立方米、页岩气为78亿立方米、煤层气为45亿立方米。
非常规油气革命性突破，具有重大理论科学意义。非常规油气的成功工业化，突破了经典石油天然气地质学的5个传统认识：①是源内滞留页岩油气形成工业性聚集，突破了页岩是烃源岩而非储集层的传统认识；②是近源微纳米级储集层致密油气有效开采，突破了毫微米级孔隙是储集层充注下限传统认识；③是油气“甜点区”大面积连续型分布，突破了依靠浮力油气成藏受圈闭边界限制的传统认识；④是非常规油石油勘探气水平井平台式体积压裂“人造渗透率”，突破了依靠达西渗流开发的传统认识；⑤是常规～非常规油气系统共生有序整体开发，突破了只针对单一油气类型评价和开采的传统认识。常规-非常规油气有序聚集、共生伴生、差异富集，应整体评价、协同开发。
中国天然气进入跨越式发展的黄金时期，成为向清洁能源过渡不可逾越的桥梁。20 世纪 90 年代，中国天然气业务从地方产业发展成为全国性业务，通过近30 年的发展，常规天然气理论技术基本完善，非常规天然气蓬勃发展，经历了陕京一线投产、第 1 座储气库投产、 克拉 2 气田和西气东输一线投产、第一座 LNG接收站投运、苏里格气田规模建产、中亚进口管道投运、页岩气开始跨越式发展等一系列里程碑事件。
本文结合近 70 年中国天然气发展历程和现状，系统阐述天然气勘探开发理论技术，重点剖析天然气发展的资源潜力潜力和前景展望，提出主要发展举措。
2 天然气发展现状
2.1 世界天然气发展现状
全球天然气资源丰富，具备长期加快发展的资源基础。 ①天然气剩余探明可采储量丰富， 至 2016 年底，全球累计探明天然气可采储量为 296万亿立方米， 累计采出天然气约 110万亿立方米，采出比例 37%；剩余探明可采储量为 186万亿立方米，年产量为 3.55万亿立方米，储采比为52.4。②常规天然气勘探潜力依然可观。全球常规天然气可采资源量近 470万亿立方米，至 2016 年累计探明常规天然气可采储量为 280万亿立方米，仍 有 40%未探明。③非常规天然气发展潜力很大。全球致密气、煤层气和页岩气 3 类非常规天然气可采资源量约 920万亿立方米， 水合物天然气可采资源量 （2 000～3 000）万亿立方米，是常规气的 8 倍以上。不包括水合物，至 2016 年底，非常规气累积探明可采储量约 16万亿立方米， 探明率不足1%，累积采出量约 7.7万亿立方米。④常规-非常规大气田发现是天然气发展的资源主体。一百多年的天然气发现史，各类大气田异彩纷呈（见表 1） ，支撑着天然气工业持续发展。
全球天然气产区储量产量结构较不均衡。①全球剩余探明可采储量呈“二大、四小”分布格局，“二大”为中东和欧洲及欧亚大陆（以俄罗斯和中亚为主） ，分别为 80万亿立方米、56.7万亿立方米，占总量的 73%； “四小”为亚太、非洲、北美和中南美，分别为 17.5万亿立方米、14.3万亿立方米、11.1万亿立方米和 7.7万亿立方米。②2016 年全球天然气产量为 3.55万亿立方米，产量也呈“二大、四小”分布格局， “二大”为欧洲及欧亚大陆和北美，分别为 1万亿立方米、 9 484亿立方米， “四小”为中东 6 378亿立方米 、亚太 5 799亿立方米、非洲 2 083亿立方米、中南美 1 770亿立方米。③不同区域储产量结构性差异突出表现在北美和中东地区。北美产量高、而剩余可采储量少，储采比仅为 11.7；中东剩余可采储量丰富，产量相对较低，储采比达到 125，是北美储采比的 10 倍以上。其他地区储采比依次为非洲 68、欧洲及欧亚 56，中南美43、亚太 30。④主要天然气生产国也存在储量产量结构性差异（见图 2） 。全球十大天然气生产国总产量 2.4万亿立方米，占总产量 68%；十大天然气储量国剩余可采总储量 147亿立方米，占总量 79%；北美储采比较低，中东储采比较高，土库曼斯坦是储采比最高的国家，达262。随着勘探程度提高，新发现的常规陆上天然气田规模有变小的趋势，未来新增常规天然气资源将更多来自深水、极地等开采难度更大的地区，如西伯利亚北部及其北延的大陆架、黑海大陆架、中东及挪威海上地区；随着开采技术进步与开采成本降低，亚太、北美和中南美地区非常规天然气产量比例将大幅提升。
全球天然气供需关系呈现 3 种类型发展新格局，LNG 加快增长是天然气贸易的鲜明特点。①各区域天然气产量和消费量关系可划分为平衡型、出口型和进口型 3 种类型。欧洲及欧亚大陆属区内平衡型，俄罗斯、中亚、挪威是主要产气国，为区内各国提供管道气。北美和中南美也属区内平衡型，管道气是主要贸易方式。美国天然气管网系统发达，干线里程达 48万km，管输能力约 2.5万亿立方米/年。中东属出口型，LNG是主要贸易方式。非洲也属出口型，向全球供应 LNG，向欧洲南部提供管道气。亚太属进口型，除中国从中亚和缅甸进口管道气和东南亚国家之间的管道气外，LNG 已成为亚太天然气贸易的主体，占贸易量的 80%。②全球天然气贸易以 LNG 的加快增长为特点， LNG 推动不同区域天然气贸易价格差逐步缩小。2016 年全球天然气单边贸易量为 1.08万亿立方米，占天然气总产量的30%，其中管道气 7 375亿立方米，同比增长 4%，LNG天然气 3 466亿立方米，同比增长 6.5%。未来 5 年，LNG天然气将增加至 5 000亿立方米以上，贸易占比由 30%提高到 40%，卡塔尔、澳大利亚、美国、俄罗斯等均将加强 LNG 供应。美国建成 LNG 接收站 11 座，接收能力达 1.32亿吨/年。③储气库成为重要调峰能力的方式，国外一般占年消费比例的 15%。如美国拥有 419座地下储气库，2016 年总工作气量 1 364亿立方米，占年消费比例 17.5%。俄罗斯运行地下储气库 25 座，有效库容 740亿立方米，冬季日产量在 6亿立方米左右，占天然气日总产量的 1/3。中国 12 座地下储气库（群）2017 年调峰能力仅占年消费量比例的 4.2%。
中东、中亚—俄罗斯天然气开发潜力和东亚新兴市场将是影响全球天然气产业变革的主力。①美国的驱动力将逐步下降。美国目前已进入非常规气开发阶段，非常规气占总产量的 80%，储采比仅为 12，需投入大量新钻井来保持产量稳定。美国推动页岩气二次革命，拟将天然气总产量增加到 8 900亿立方米，若难以撬动亚洲市场，持续发展动力将逐步下降。②欧洲主体天然气产量呈逐年下降趋势，市场趋于饱和。受欧洲市场限制，未来俄罗斯产量增长将主要依赖中俄天然气管线的建设和投运。中亚以土库曼斯坦为代表，持续发展潜力很大。③中东将迎来发展新契机。受地缘政治等影响，中东天然气开发利用受限，产量的地位远未达到储量的地位，加快发展天然气将提振中东经济，中国“一带一路”战略也将提供发展新动力。
2.2 中国天然气发展现状
近 70 年中国天然气历经 3 个阶段的跨越式发展（见图 3）。①发展起步期（1949~1975 年） ，年产量从1000 万立方米增长到 100亿立方米，四川盆地多个小型气田是产量主体，初步建成川渝输气管网。②缓慢增长期（1976～2000 年），年产量从 100亿立方米增长到300亿立方米，油气工业呈现“重油轻气”特点，发现了一些小型气田，油田伴生气（溶解气）产量增加，占总产量 40%。③快速增长期（2001 年以来） ，年产量由300亿立方米快速增长到 1300亿立方米以上，年均增速10.6%，建成以鄂尔多斯、塔里木、四川和南海 4 大生产基地为代表的工业格局（见图 4）； 油气工业呈现“油气并重”特点，即将进入“稳油增气”新时期。截至2016 年底，全国发现气田 509 个，其中陆上气田 483 个、海上气田26 个，累计探明天然气地质储量12.9万亿立方米，其中常规气 8.2万亿立方米、非常规气 4.7万亿立方米。
2016 年全国天然气产量达到 1 371亿立方米，其中常规气年产量 918亿立方米，非常规气年产量 453亿立方米。 天然气管网逐步完善，输配能力稳步增加，总体呈外需型发展态势。①天然气管网初具规模。至 2016年底，管道长度 10万 km，其中，国家基干管道2.43万km、国家支干线 1.85万km、省网干线1.75万km、省网支线 3.97万km。长输管道和油气田周边天然气管道供应能力达到 3 500亿立方米。 形成了川渝地区、华北地区、长三角等相对完善的区域性管网。已建成中亚进口天然气管道 A/B/C 线和中缅进口天然气管道，进口能力 670亿立方米。中俄天然气管道东线正在建设，进口能力 380亿立方米。②地下储气库、LNG 接收站建设不断加强。至 2017 年底，已投产地下储气库 12 座，形成年调峰能力 100亿立方米，占年消费量比例 4.2%。全国投产 LNG 接收站 13 座，接收能力5 480万吨/年。③天然气需求持续增长。2000 年以来，消费量增速 16%明显高于产量增速 10.9%，2007 年开始成为净进口国，2017 年消费量突破 2 400亿立方米，一次能源消费占比突破 7%。2017 年进口气 926亿立方米，占总消费量 38.6%，其中进口管道气 427亿立方米，进口 LNG 天然气 499亿立方米，中亚、中缅、中俄管道气和沿海 LNG4 大进口通道发挥了保障作用。
参照俄罗斯和美国天然气百年发展历程，中国正处于天然气产业的快速发展期（见图 5） 。发展天然气离不开稳定气源供给、管道建设支撑和成熟市场培育。美国天然气快速发展期约 35 年（1938～1973 年），中国地域与美国相仿，国民经济和天然气产业的更快速发展将缩短这一进程，预计将用 25 年（2001～2025）。
（来源：石油勘探与开发 2018年2月）
—待续—
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