中美页岩气资源评价的现状及启示
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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。
页岩气发展现状
页岩气作为一种重要的非常规能源资源,近年来在全球范围内发展迅猛。
下面将就页岩气发展的现状进行分析。
首先,就全球范围而言,页岩气开发在美国取得了巨大的成功。
美国页岩气产量居全球之首,已成为该国天然气产量的重要组成部分。
通过水平钻井和压裂技术的应用,页岩气的产量在过去十年中迅速增长,为美国能源市场提供了重要支撑。
其次,其他国家也开始重视页岩气的开发。
加拿大、中国、阿根廷、澳大利亚等国家在页岩气领域投入了大量资金和技术,通过引进美国的经验和技术,加快了页岩气的开发进程。
这些国家纷纷制定了相关政策和法规,吸引国内外企业参与页岩气的勘探与开发。
然而,页岩气的开发也面临一些挑战和问题。
首先,页岩气开发过程中需要大量用水,可能对水资源造成一定压力,特别是在干旱地区。
其次,水平钻井和压裂技术的应用对环境可能产生一定影响,如土壤和地下水的污染等问题。
此外,页岩气开发周期长,投资回收周期也较长,需要投入大量资金和技术。
针对以上问题,各国政府和企业积极采取措施加以解决,比如加强环境保护、提高水资源利用效率、加大科研投入等。
同时,随着技术的不断进步和成本的降低,页岩气的开发和利用也将更加普遍和可行。
总之,全球页岩气的发展正处于快速增长的阶段,特别是在美
国等先进国家取得了巨大成功的基础上,其他国家也积极开展相关工作。
虽然面临一些问题和挑战,但通过各方的努力和合作,页岩气有望成为全球能源结构中的重要组成部分,为能源多元化和可持续发展做出重要贡献。
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1 引言近30年来,水力压裂和水平钻井的技术变革带动了页岩气革命,美国页岩气的蓬勃发展,使美国基本实现了能源自给[1]。
据美国能源信息署(EIA)估计,在2018年,美国将首次实现天然气净出口;2040年,美国天然气净出口量将达到2123.76亿m3,占天然气总产量的18%[2]。
页岩气开采技术的进步使得开采率上升和开采成本下降,页岩气产量的上升也使天然气价格维持较低水平,刺激了市场对天然气的大量需求。
美国页岩气的成功开发为非常规能源的发展提供了先进的经验,我国页岩气技术可采储量居世界首位,页岩气将成为未来天然气发展的重要方向。
1821年,在美国弗罗里达开采出了第一口商业性质页岩气井,自此,页岩气开采正式拉开序幕。
P政策宏观olicy美欧页岩气发展现状与启示从页岩气开采的利弊、美国页岩气的发展、欧洲页岩气的现状等方面探讨编译/辛妍过去十年中,页岩气在美国经历了非同寻常的热潮。
白宫新闻秘书办公室曾经在2009年11月宣称,页岩气的发展将大大提升美国的能源安全,并帮助降低温室气体排放的污染。
到2013年,由于页岩气生产的大规模商业化,已使美国的天然气不仅能自给自足,而且具有了相当大的出口潜力。
天然气将成为美国能源结构中最大的燃料,并已经帮助美国遏制了其温室气体排放量。
同时,廉价天然气也正在加强美国产业投资的上升趋势。
国际能源机构(IEA)预测,到2035年,全球40%的天然气供应都将是非常规的,而页岩气将是其中最大的组成部分。
目前,许多国家的政府议程都将能源安全放在首位。
仍然主要依赖化石燃料来发电和运输的国家,尤其是西方国家,严重依赖中东、俄罗斯和一些前苏联国家的进口。
在许多情况下,这些国家的政治局势使得这种依赖极为不稳定。
虽然正在研究可替代能源的来源,并且核电也开始有复苏的势头,但能源基础设施仍然集中于化石燃料,在发电中,这通常就是指天然气。
天然气不比煤便宜,但却具有远小于煤的碳排放量和其他杂质污染,因此天然气是许多现代化石燃料发电站的首选燃料。
页岩气作为一种“非常规”的天然气,在化学成分上与常规天然气类似,但是它需要用地下工程程序来开采提取,这超越了常规钻井。
过去,许多非常规的石油和天然气资源的开采是很难的或不符合经济原则的。
直到最近,随着钻井技术的进步、水力压裂技术的改进,以及化石燃料价格的增加,才使得开采变得具有经济性。
许多天然气行业的企业正在寻找加拿大、欧洲、亚洲和澳大利亚等地的存储。
2013年6月,美国估计,全球技术上可开采的页岩气储量前五名的国家为中国、阿根廷、阿尔及利亚、美国和加拿大。
美国页岩气产量的剧增也激起了世界上其他地区越来越大的探索页岩资源的兴趣。
一些国家,包括中国、墨西哥、阿根廷、波兰、印度和澳大利亚,正在考虑或正在进行它们自身页岩气资源的开发。
页岩气国内外研究现状及存在问题前言页岩气是当今油气藏勘探的前沿领域,也是新近石油地质研究的热门课题。
有的学者甚至用“炙手可热”来形容目前美国页岩气的勘探开发热潮。
美国页岩气的勘探与开发已完全商业化运作,其勘探开发技术处于绝对领先地位,除加拿大外,中国及其他国家才刚刚起步,下面简单回顾一下美国页岩气历史,美国第一口商业性页岩气井是由WiliamHart于1825年在纽约弗雷多尼亚开钻,这也是世界上第一口商业性页岩气井,位于泥盆纪页岩中,1970年代晚期至1980年代早期,美国开始实施页岩气工程(EGSP),开始了大量的地质评价工作和钻探工作,1981年,Barnett页岩第一口发现井开钻,并注入CO2、N2聚合物流体,1991年,在Barnett页岩中钻探第一口水平井,1997年,聚合物注入持续减少,而首次采用水力压裂造缝,1998年Devon能源公司在特克萨斯东部试用压裂技术,2001年首次运用微震作构造裂缝图,2003年,Barnett页岩页岩气获得成功,这得益于水平钻井和压裂技术。
2003年,实施了穿过Marcellus 页岩至志留系地层的钻探,未取得有效成果,但表明Marcellus很有希望,果然在2004年,Marcellus页岩取得圆满成功,美国页岩气产量快速增长。
据分析中国页岩气具有良好的勘探前景,中国对页岩气的勘探研究也在逐步展开。
在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地均有页岩气成藏的地质条件。
随着我国国民经济的快速发展,对石油天然气的需求日益增长,据专家估计,以我国目前的经济发展态势,10年后我国对油气的年消费将由目前的4亿多吨增加到6--8亿吨,油气进口的大幅提高存在诸多风险,因此,要做好立足国内的充分准备,而依靠常规油气藏的勘探难以满足需求,非常规油气特别是煤层气、页岩气的勘探将会日益重要,2009年美国的页岩气产量已经突破1000亿方,极大地增加了我国寻找页岩气的信心。
美国页岩气开发的环境评估与保护的价值体现和启示作用页岩气(shale gas)是以吸附或游离状态存在于泥页岩中的非常规天然气,具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点[1]。
页岩气藏在成藏原理和储藏条件方面有其独特之处,需要在特殊的开采条件下利用特殊的开采技术才能被开采出来。
从世界范围看,页岩气资源巨大,技术可采资源量为220.6万亿N2YB123.jpg,相当于常规天然气的1.2倍,主要分布在北美、中亚、中国及中东、北非等[2]。
在“页岩气革命”过程中由于开发过程中不可避免会对原有生态情况造成一定程度的改变,诱发环境污染问题,因此如何妥善处理好这些污染一直都是一个突出的重要问题。
页岩气开采过程中主要产生“四大环境”问题包括水资源大量消耗,地下水与土壤污染,甲烷泄露,地质风险。
目前来看,美国应对这些环境问题已经采取了大量工作,包括立法、评价、监管、创新等,同时企业也采取了一系列措施,来妥善处理好环境污染问题。
2013年底,中国页岩气勘探开发取得重大进展,重庆涪陵页岩气井(满足商业化)平均单井产量15万N2YB123.jpg/天,所产气烃类含量高达98%[3]。
中国在页岩气勘探开发过程中如何从美国的经验中吸取教训,控制开采过程中对周围生态环境的影响,重点在于做到合理规划、有序发展。
首先要高度重视抓好环保,树立生态环保和责任担当意识,加强开发前对地区的生态环境风险评估,建立环境风险防控技术规范体系,确保实现页岩气安全、可控、有序、健康、持续地发展。
1 美国“页岩气革命”的发展特点和趋势美国“页岩气革命”是指美国在通过开发技术的突破、依靠管网设施的建设,实现页岩气商业化开采的阶段。
它一方面使美国国内页岩气产量迅速攀升,促使国内能源结构变化,降低了对外能源需求,有利于美国能源安全;另一方面改变了世界能源格局,引起新一轮能源开发浪潮。
1.1 美国“页岩气革命”正改变着世界能源格局世界页岩气资源研究和勘探开发最早始于美国,早在19世纪30年代开始,美国就对页岩气进行研究和钻探,1980年得到广泛的商业性开采。