美国页岩气发展历程

页岩气革命作者：海川来源：《新经济导刊》2012年第09期页岩气勘探开发已在全球蓬勃兴起，中国版的“页岩气革命”何时上演？股市一直跌跌不休、投资者信心极度低迷的时候，页岩气概念股近期突然崛起，各股纷纷冲击涨停。

截至8月22日，龙头公司山东墨龙、宝莫股份分别放巨量拉出6个涨停和5个涨停。

页岩气概念之所以成为资本追捧的对象，缘于美国引发的“页岩气革命”。

8月3日，美国能源部称美国将陆续淘汰大量燃煤机组，未来4年将停止使用2700万千瓦燃煤电厂，目标是彻底停止美国的煤炭发电业。

美国做出这个决定的背景是，页岩气革命使美国由一个天然气进口国转变为一个天然气出口国，2009年，美国超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。

美国页岩气开发技术的突破和大规模商业化开采，对国际天然气市场及世界能源格局产生了重大影响，于是世界主要资源国都加大了对页岩气的勘探开发力度。

页岩气是一种清洁、高效的新型能源资源，指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与煤层气、致密砂岩气构成三大非常规天然气。

国土资源部油气资源战略研究中心副主任张大伟撰文指出，美国是页岩气开发最早、最成功的国家。

1981年，第一口页岩气井压裂成功，实现了页岩气勘探开发的突破。

本世纪以来，随着水平井大规模压裂技术的成功应用，美国页岩气开发利用快速发展。

美国页岩气产量从2005年的194亿立方米，提高到2010年的1378亿立方米，占美国天然气总产量的23%。

2011年为1800亿立方米，占34%。

这改变了美国天然气供应格局，使该国进口天然气和LNG 量大幅度下降。

据预测，页岩气将成为美国未来天然气增产的主要来源，到2035年总产量占比将提高到46%。

美国能源信息署（EIA）的最新统计数据显示，当前全球页岩气可采资源189万亿立方米。

其中北美地区拥有55万亿立方米，位居第一；亚洲拥有51万亿立方米，位居第二；非洲拥有30万亿立方米，位居第三；欧洲拥有18万亿立方米，位居第四。

页岩气简介一、什么是页岩气1.定义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。

随着能源需求的不断加大，页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源。

2011年底，国务院正式批准页岩气为我国第172个独立矿种，这意味着页岩气的勘查和开发上升为国家战略。

这里有两个概念：页岩气——是地质学分类；非常规天然气——却是一个石油工程分类。

2.页岩气的产生与储存状态地质历史上形成的富含有机质的泥页岩层系（可包括煤层），在实践中当不强调地质术语的准确性时可统而简之地称为暗色页岩。

其中特别富含可生油有机质且后期尚未经历深埋条件下的高温压者，因其中有机质在人工加热分馏可产出各类油品（如汽、柴油等），特称油（母）页岩。

而大部分这类页岩在后期经历深埋、有机质在热演化过程中产生大量气态和液态烃类。

其中气态的天然气液态的石油可从生烃层系中运移出去赋存于有孔隙的储层中。

他们在孔渗条件好的储层中高度富集便形成常规油气，因致密而孔隙度渗透性差，并使其油气难采出的就是非常规的致密（储层）油气。

己大量进入储层的油在近地表情况下受地下水氧化和生物降解就形成了非常规的重（稠）油和（沥青质）油砂、甚至更难利用的固体沥青矿。

而在生烃层中不可避免仍有大量气态和液态烃以吸附状态和游离状态而残留，留在煤层中的为煤层气、留在页岩（类）中者则为页岩油、气。

页岩气的赋存状态以吸附和游离为主，也有少量溶解态（图1）。

裂缝和孔隙是页岩气主要的储集空间。

但页岩本身物性很差，孔隙度和渗透率都很低。

因而局部的高孔渗区和裂缝发育区就有可能成为页岩气的“甜点”。

页岩孔隙可以分为原生孔和次生孔隙两种类型。

通常原生孔隙比较常见，但大多由于压实作用而变得十分微小。

地层水和有机酸等与页岩中不稳定矿物反应形成的次生孔隙也对页岩气的赋存具有重要意义。

构造裂缝和成岩裂缝是页岩裂缝的两种基本类型。

构造裂缝相对于成岩裂缝具有长度更长、开角更大等特点，因而是更有利的页岩气储集空间。

国内外页岩气研究进展摘要：页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。

从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。

在目前的经济技术条件下, 页岩气是天然气工业化勘探的重要领域和目标。

美国页岩气勘探的巨大成功,极大地鼓舞了在世界范围内的类似页岩层序中寻找天然气资源的勘探热情，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点，正在我国油气资源领域孕育着新的重大突破。

关键词：页岩气勘探资源现状1 国内外页岩气勘探开发概况据Rogner（1997）估计，全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布于北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联，其中约40%将是可采出的，即世界页岩气可采资源量为180×1012m3。

按2008年的世界天然气产量计算，仅全球页岩气资源就可以生产60年。

1.1 北美地区以北美加拿大为例：加拿大页岩气资源分布广、层位多,预测页岩气资源量超过28.3×1012m3,其中加拿大西部不列颠哥伦比亚地区的白垩系、侏罗系、三叠系和泥盆系的页岩气资源量约7.1×1012 m3。

目前,已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气开发试验,2007年该区页岩气产量约8.5×108 m3,其中3口水平井日产量较高(9.9×104~14.2×104 m3)。

然而，美国的页岩气主要发现于中-新生代（D-K) 地层中，其页岩气广泛的商业性开采直到1980年实施了非常规燃料免税政策以后，特别是1981年Mitchell 能源公司在得克萨斯州北部Fort Worth盆地Barnett页岩钻探了第一口页岩气井后，再一次引起了人们对页岩气的兴趣。

先后继续对页岩气投入了开发，产量如图1-1所示：2006年，美国页岩气井增至40000余口，页岩气产量达到311×108 m3，占全国天然气总产量的 5.9%，至2007年,美国页岩气产气盆地已有密歇根盆地(Antrim页岩)、阿帕拉契亚盆地(Ohio、Marcellus页岩)、伊利诺伊盆地(New Albany 页岩)、沃斯堡盆地(Barnett页岩)和圣胡安盆地(Lewis页岩)、俄克拉河玛盆地(Woodford页岩)、阿科马盆地(Fayetteville页岩)、威利斯顿盆地(Bakken页岩)等20余个盆地。

一.页岩气概述（一）页岩气页岩气，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。

页岩气常分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中，分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

2012年3月中国公布发现可采资源潜力为25.1万亿立方米页岩气可供中国使用近200年。

页岩气（shale gas）是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。

页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。

页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。

页岩气主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间。

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。

美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。

（二）储量分布北美的克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系-密西西比系富集多种成因、多种成熟度的页岩气资源。

而在中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层，互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件，不同规模的天然气发现，但尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一突破。

中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。

除此之外，松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。

重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带，因此被确定为首批实地勘查工作目标区。

页岩气1 世界页岩气发展现状1.1 世界页岩气资源据不完全统计, 全球页岩气资源量为456.24×1012m3, 超过全球常规天然气资源量( 436.1×1012m3 ), 主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联(表1)。

美国是目前探明页岩气资源最多的国家, 现已探明近30个页岩气盆地, 其中7 个高产盆地的页岩气资源量为80.84 ×1012m3, 可采储量为18.38 ×1012m3。

中国页岩气资源比较丰富, 经初步估算, 主要盆地和地区的页岩气资源量约为15×1012~ 30×1012m3,中值23.5×1012m3。

1.2 页岩气勘探开发现状北美是全球目前唯一实现页岩气商业化开采的地区。

美国页岩气开采最早可追溯到1821年,但当时由于产量较小没有得到重视, 直到20世纪80年代中期, 由于水平钻完井技术和水力压裂技术的进步, 使得页岩气的生产进入大规模发展阶段。

截至2008年底, 美国已完钻页岩气井约42 000口,产量首次超过煤层气, 达到507×108m3，占美国天然气总产量的10% , 预计2015年页岩气产量可达2 800 ×108m3。

产能较高的有Barnett、Fayetteville、Haynesville、Marcellus、Woodford、Antrmi和New A lbany7套页岩, 分别位于FortWorth盆地、Arkoma 盆地、North Louisiana盆地、美国东北部地区、俄克拉荷马州中南部、Michigan 盆地和Illinois盆地。

加拿大紧随美国之后开展了页岩气方面的勘探和开发试验。

据加拿大非常规天然气协会( GSUG)初步估计, 加拿大页岩气地质储量超过40.7×1012m3, 主要分布于西南部的British Columbia、Alberta 和Saskatchewan 地区, 东南部Quebec、Ontario等地区也有少量分布。