02-2012年9月13日美国页岩气开发及其影响介绍
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美国页岩气开发情况的分析美国页岩气的快速发展为世人瞩目,对美国乃至全球的能源格局形成了不容忽视的影响。
在此我们进行介绍,以期对我国页岩气产业的发展提供借鉴。
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,它与煤层气、致密砂岩气一起,被称为非常规油气资源的三大品种。
相对常规天然气而言,页岩气实际上是原生原储的天然气贫矿。
有一个形象的说法,常规天然气好比是“大金娃娃”,页岩气相对富集的地质块体不过是“甜点”。
就是这种贫矿,十年前美国的开采还微不足道,而现在已占美国天然气开采总量的约1/4,一场页岩气开发热潮正在美国上演。
而且,页岩气的开发也在深刻影响着美国的能源利用和应对气候变化行动。
美国页岩气开发现状美国是世界上最早进行页岩气资源勘探开发的国家,开采历史可以追溯到1821年。
但是,页岩致密低渗的特点导致页岩气开采难度大、成本高,在本世纪以前,页岩气大规模开发并不具有经济上的可行性。
随着水平井技术和水力压裂技术的成熟,开采成本大幅下降,页岩气的商业化开发具备了可行性。
近年来美国页岩气勘探开发的发展速度惊人。
2004年,美国页岩气井仅有2900口,2005年不过3400口,2007年暴增至41726口,到2009年,页岩气生产井数达到了98590口。
而且,这种增长势头还在继续保持,2011年仅新建页岩油气井数就达到了10173口。
美国页岩气的大开发,提高了美国能源自给水平,美国能源对外依存度降至20世纪80年代以来最低水平。
美国石油进口从2005年占石油总消费量的60%下降到2012年的42%,净进口量从1300多万桶/天降至800万桶/天。
而且,美国60年来首次成为炼油产品出口国,美国在2009年已经超越俄罗斯成为最大的天然气生产国。
国际能源署在2012年11月份发布一份十分乐观的预测:在2017年将超过沙特成为最大的石油生产国,到2035年美国将实现能源自给自足。
美国页岩气开发热潮出现的原因北美大陆页岩气储量丰富。
美国页岩气开发回顾:什么引发了“页岩气热潮”?美国未来资源研究所: 王忠民Alan Krupnick1本文回顾了美国页岩气开发的经济史、政策史和技术史。
本文的主要目的是弄清引发美国“页岩气热潮”的因素,为希望开发本国页岩气资源的国家提供借鉴。
本文研究发现:政府政策、私有企业的活动、私有土地权和矿产权以及二十世纪初天然气价格的高涨等因素,对“页岩气热潮”背后的技术创新起到了重要作用。
1.引言本文概括了美国页岩气开发的经济史、政策史和技术史页,阐明了引发―页岩气热潮‖的因素。
更为详细的回顾请参阅Wang and Krupnick (2013)。
过去十年间,美国经历的―页岩气热潮‖令人称奇:页岩气占美国天然气总产量的比重从2000年的1.6%,上升到了2005年的4.1%,而在2013年,更是达到了惊人的40.4%(Sieminski,2014)。
页岩气的显著增长,刺激了美国以外的对页岩气资源开采的兴趣。
中国、墨西哥、阿根廷、波兰、印度和澳大利亚等国,也开始开发本国的页岩气资源。
确切了解引发―页岩气热潮‖的必要条件或充分条件并非易事,但对美国的经验进行历史回顾,是十分有益的。
私有部门要发生真正的热潮,必须有较高的盈利能力,或至少是较高的未来预期盈利能力。
本文的研究表明,20世纪初的很多因素——包括技术创新、天然气价格的高涨、有利的地质条件、私有土地权和矿产权、市场结构、水资源的可获得、天然气管道的基础设施等,都使得大量开采页岩气变得有利可图。
一些以发展非常规天然气为目标的重大技术创新(如减阻水压裂和微地震测绘),都源自针对非常规天然气开发的政府和私有企业研发项目和活动。
2但是,另一些重要技术(如水平井钻井和三维地震成像)则主要由大石油公司在石油勘探和生产过程中开发的。
―页岩气热潮‖萌芽于20世纪70年代末80年代初。
为应对天然气的严重短缺,美国政府决定促进非常规天然气的发展,对研发项目进行资助,并推行税收抵免(以及激励定价)。
美国页岩气的发展对世界石脑油市场的影响【摘要】美国页岩气的开发与勘探在全世界范围内取得了很大的成功,可以堪称是现代社会的一场“页岩气革命”。
美国页岩气的快速发展,使页岩气从此登上世界能源的舞台,成为重要的角色之一,对世界天然气和石脑油的市场都产生了巨大的影响。
本文主要从美国页岩气的发展现状出发,从石脑油的应用方面分析了美国页岩气的发展给世界石脑油市场带来的影响。
【关键词】美国页岩气发展石脑油市场影响页岩气是一种非常规天然气,从页岩层中开采出来,其分布地点多是在盆地地貌中分布比较广、厚度也比较大的页岩层中。
页岩气与常规的天然气相比采收率不高:天然气开采率,常规的采收率能达到60%及以上,而页岩气的采收率却只有5%-6%左右。
但页岩气与常规天然气相比有一个突出的优点,开采寿命比较长。
根据初步的测评数据显示,页岩气的世界资源量超过了450万亿立方米,其中仅北美地区的页岩气资源总量就已经超过100万亿立方米,占世界页岩气资源总量的将近四分之一,其次是中亚与中国的页岩气资源也占据了世界储量的四分之一左右。
美国拥有的页岩气资源较多,页岩气的发展也十分迅速。
美国页岩气的发展,对世界能源市场,尤其是石脑油产生了重大影响。
要明确这种影响,首先我们应该对美国页岩气的发展现状有一定的了解。
1 美国页岩气的发展现状19世纪20年代初期,是美国页岩气勘探开发的最初时期。
1821年,Mitchell 能源公司首先发现了第一口页岩气井。
该页岩气井,位于美国肖拖夸县泥盆系,是Mitchell能源公司在Durdirk中钻探出来的第一口天然气井。
该井中的天然气就潜藏在21米深处,8米厚的页岩缝隙中。
但由于页岩气开采难度较大,直到2000年时,页岩气在美国的产量仍然很低,只占美国天然气总产量的1%左右。
随着之后科学技术的发展,美国对页岩气的开采技术也开始不断上升,2000年以后美国开始加快对页岩气的开发速度。
截止到2006年底,美国境内已经开采的页岩气井在数量上已经达到将近40000,页岩气的产量在美国天然气总产量中已经达到5.9%,接近311亿立方米。
美国开发页岩气成功经验及我国页岩气开发前景岩气的狭义指产于页岩中的天然气。
但在实际应用中已扩展到高碳质泥页页岩、粉砂质泥岩、硅质泥岩等。
正因为此,也有人称之为泥岩气。
因而页岩气可以理解为致密细碎屑岩中说含有并可以采出的天然气。
与其相关的是页岩油,则是指在此类泥质岩(主要是裂缝)中所含的原油。
从石油地质传统概念看,它属于“生储盖组合”中在生烃层中保存的天然气.正因为它赋存于特定的地层中而不受“圈闭”的控制,因而有人把它归属于“连续性气藏”。
显然,页岩气是一种非常规天然气储藏(或储集体)。
全球页岩气资源量为4561.24×1012m3, 主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联。
目前美国已对密西根、印第安纳等多个盆地进行了商业性开采, 页岩气产量已超过200×108m3,占全美天然气产量的3% 。
加拿大紧随美国之后也积极开展了页岩气方面的勘探及开发试验。
在我国, 从成藏机理的角度出发, 结合部分勘探数据分析认为, 四川盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地等含油气盆地及其周缘均有页岩气成藏的地质条件。
同时, 在含油气盆地以外, 如我国南方寒武系、志留系、二叠系等分布区的页岩气勘探前景亦不容忽视,四川盆地下古生界海相粘土岩裂缝发育, 气显示活跃, 可能在一定范围内存在裂缝性泥页岩气藏。
采用多种方法对中国主要盆地和地区的页岩气资源量进行初步估算, 结果表明, 我国主要盆地和地区的页岩气资源量约为( 15~30)×1012m3,与美国的大致相当。
如果能对页岩气资源进行有效开发,将对缓解我国气体燃料资源短缺、应对气候变化发挥重要作用。
但我国页岩气开发仍处于起步阶段,其发展仍面临很多障碍。
我国应发挥在页岩气开发方面的后发优势,充分学习和借鉴美国页岩气开发的成功经验,减少在摸索阶段所走的弯路,加快页岩气资源开发的步伐。
在国外,特别是美国,在页岩气开发方面非常成功,对于他们成功的经验是值得我们学习的。
美国的页岩气革命随着社会对清洁能源需求不断扩大,天然气价格不断上涨,人们对页岩气的认识迅速提高。
特别是水平井与压裂技术水平不断进步,人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。
美国的“页岩气革命”世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国。
依靠成熟的开发生产技术以及完善的管网设施,美国的页岩气成本仅仅略高于常规气,这使得美国成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家。
数据显示,2010年美国页岩气产量已经超过了1000亿立方米。
在过去的5年里,美国页岩气产量增长超过20倍——从2006年仅为其天然气总产量的1%,到2010年增长至美国天然气总产量的20%。
有关专家指出,依靠页岩气的开发利用,在未来的10年里,美国不仅可以一改天然气大举进口的局面,实现全面的自给自足,还有望成为液化天然气出口国。
美国的“页岩气革命”已经动摇了世界液化天然气市场格局,并且这一影响还将愈发显著,进而改变世界能源格局。
得益于非常规天然气尤其是页岩气开发技术的突破,2009年美国以6240亿立方米的产量首次超过俄罗斯成为世界第一天然气生产国。
产量地位的更替使美国天然气消费长期依赖进口的局面发生逆转。
美国专家兴奋地认为,有了页岩气,美国100年无后顾之忧。
页岩气的开发,特别是美国页岩气产量的急剧增加,使这个大多数人还十分陌生的能源话题成为热门。
悄然降临的“页岩气革命”开始对全球天然气供需关系变化和价格走势产生重大影响,并引起天然气生产和消费大国关注。
页岩气的开发利用,成为低碳经济战略发展机遇的推动力,成为世界油气地缘政治格局发生结构性调整的催化剂。
美国与中东石油国家关系自从美国近年来的“页岩气革命”之后,美国非常规天然气开发速度大大超出想象,产量增长之快使美国的“能源独立”不再是天方夜谭。
美国不仅不再需要进口液化天然气,而且用自身液化天然气快速替代柴油,以及在页岩气开发中意外收获的大量页岩油,也使美国对中东石油的需求直线下降,2010年美国对中东地区石油依赖只有8000万吨。
美国页岩气的发展及其对能源结构重构目前,美国天然气产量占全球供应量的20%左右。
由于美国的资源禀赋优势和管理优势,在充分利益平衡和有效监管,青山绿水与资源开发并重的前提下,美国页岩气发展对美国自身的能源结构、能源自给水平和能源安全产生了很大的影响。
同时,在相当程度上改变了世界能源的供求结构和机制,进而将会对世界能源结构产生较大的影响。
页岩气是一种以吸附或游离态附存于有机质泥页岩中的非常规天然气,以页岩气为代表的非常规油气的发展,改变了美国能源消费。
美国早在1821年就发现和使用页岩气,1978年美国《国家天然气政策法案》开启了东北部泥盆纪页岩气的开发进程,马塞勒斯页岩是美国分布最广、储量最丰富的页岩气产区,横跨美国东北部的6个州。
但是,在近十年美国的页岩气才得以飞速发展。
页岩气相关的庞大数据库建立,为美国页岩气开发奠定了基础。
政府的产业扶持政策,美国联邦政府设立专项资金用于非常规天然气开发关键技术攻关和基础研究,并鼓励科技研发。
这项由政府出资主导的工程,为页岩气开发、技术创新和商业化应用以及最终的革命成功奠定了坚实基础。
在水力压裂技术上取得的成功,为美国页岩气革命奠定了基础。
2003年,美国油田服务公司使用了适合地块的技术—水平井技术和水力压裂技术,在宾夕法尼亚州的马塞勒斯页岩区块成功钻出第一口有经济效益的气井,拉开了马塞勒斯页岩气快速发展的序幕。
现在,页岩油气开采已成为全球油气资源开发的一个热点,美国是全球最早开发页岩气资源的国家,页岩气革命使其页岩气得以经济有效开发。
自2007年,美国页岩气产量出现爆发式增长,到2012年页岩气的年产量占其当年天然气产量的37%左右。
页岩气大规模开发使得美国高能源消耗产业复苏,同时大批发电厂改用天然气发电,成为世界第一大天然气生产国。
作为新型能源,页岩气在开采上仍面临地域文化、开采条件和环境保护等诸多方面的挑战。
美国非常规油气矿藏,尤其是页岩气的开发,极大增加了美国国内的天然气库存。
美国页岩气革命对天然气价格的影响一、美国页岩气革命简介页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
页岩是细粒度的沉积岩,可以丰富的石油和天然气的来源开采特点:页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。
但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。
随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。
在过去的十年中,水平钻孔的组合和水力压裂法允许访问大量的页岩气,以前浪费的生产。
页岩气开采技术,主要包括水平井技术和多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术,这些技术正不断提高着页岩气井的产量。
正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。
虽然有吸附与游离相天然气的同时存在,但页岩气的开发并不需要排水降压。
由于页岩中游离相天然气的采出,能够自然达到压力降低的目的,从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化,达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的。
由于孔隙度和渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低,因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施,压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益。
根缘气研究方法基于天然气成藏动力学原理,将气藏识别技术推进到单井剖面即是否出现并发育砂岩底部含气特征(与常规圈闭中的砂岩顶部含气模式和特点完全不同),在野猫井(而不是预探井甚至开发井)上即可对气藏类型进行最早期的快速识别。
只砂岩底部含气就能够说明天然气在成藏动力上的连续性,并进一步阐述天然气成藏的机理特点,从而确定天然气的聚集机理类型,即深盆气、盆地中心气、缘气甚至向斜含气或满盆气等的存在,确定天然气的成藏、富集及分布特点将气藏类型识别的时间向前延伸至勘探限为后续勘探思路最大限度的时间。
美国近80多年前进行页岩气开发,起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。