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。

• 贵州省已自筹资金1.5亿元，在全国率先实 施了省级页岩气调查评价，并与国土资源 部签订全国唯一的部省合作共同推进页岩 气勘查开发合作协议。据调查，贵州省页 岩气资源主要分布在牛蹄塘组等6套地层26 个有利区中。根据调查资料圈算，贵州省 页岩气地质资源量为13.54万亿立方米，可 采资源量约1.95万亿立方米，排名上升到全 国第三。
常见的页岩
• 常见的页岩有：黑色页岩、碳质页岩、油 页岩、硅质页岩、铁质页岩、钙质页岩、 砂质页岩等。
页岩气的特点
• （1）岩性多为富含有机质的暗色和黑色页岩、高碳页岩及含沥青质 页岩，总体上表现为暗色页岩类与浅色粉砂岩类的薄互层。 • （2）岩石组成一般为30%—50%的黏土矿物，15%—25%的粉砂质和 2%—25%的的有机质。 • （3）页岩气主要来源于生物作用或热成熟裂解作用。 • （4）总有机质含量一般不小于2%，镜质体反射率介于0.4—2%之间。 • （5）页岩本身既是气源层又是储气层。 • （6）页岩孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般只有1%— 5%，渗透率随裂隙的发育程度不同而有较大的变化。 • （7）页岩具有广泛的饱含气性，天然气的赋存状态多变，以吸附态 或游离态为主，吸附状态天然气的含量在20%—85%之间变化，一般 为50%左右，溶解态仅有少量存在。 • （8）页岩气成藏具有隐蔽性特点，可以不需要常规圈闭存在，但当 裂缝在其中发育时，有助于游离相天然气的富集和自然产能的提高。 • （9）当页岩中发育的裂隙达到一定数量和规模时，构成天然气勘探 的有利目标。
• 中国的页岩气资源潜力巨大，据学者估算，中 国页岩气的技术可采量约为26×1012m3，与美 国的28×1012m3的技术可采量大致相当。从理 论上来讲，当中国的页岩气勘探开发达到美国 现有程度时，也能获得与美国目前相近的产量。 但中国页岩气成藏条件复杂，除了有与美国相 似的南方扬子地区下古生界、塔里木盆地下古 生界海相页岩外，在河西走廊、鄂尔多斯盆地、 松辽盆地还广泛发育了具有中国地质特色的海 陆过渡相及陆相富有机质页岩。

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。

关注
世 界 页 岩 气
开 发 形 势 一 瞥
一
、
于 技术 突破 ， 平钻 井、 水 水力压 裂 技 术进 于２ １ 年 初 通 过 以２ ．亿 美 元 的价 格 购 ０ ０ ２５ 世 界 页 岩 气 资 源 分 布 据 悉 全 球页岩 气 资源分 布广泛 资 步 提 高 了储 层 接 触 ． 备 技 术进 步 降 低 买 切 萨 皮 克 能 源 公 司 在 美 国 最 大 天 然 气 装
页 岩 气 田 开 采 寿 命 一 般 可 达 ３ ～５ 年 ， 术 ， Ｏ Ｏ 甚 包括 水平 井加 多段 压 裂技 术 、 清水 压 页 岩 公 司 生 产 量 将 在 ２ ０ 年 达 峰 值 ４ 亿 ０９ ８
二 美 国 的 开 发 进 展 峰值 将达６ 亿立 方英 尺 ／天 。 ａｎ ｔ ０ Ｂ ｒｅｔ 页岩 了４ ％ 。 析人 士认 为 在 未来 ２ 年里 ． ０ 分 ０ 美 国 在页岩 气 开 采技 术 上 的突破 使 许 多国 家的 天 然气储 量也 将 出现 类似 的 公司现已进 军加 拿大和 世界 其他地 区 。 页岩气 开发备 受世界 瞩 目。 页岩气 的最早 增 幅 。 ２ ０ 年 ． Ｐ 司 与美 国第 三 大天 然 ０ ８ Ｂ公 研 究 开始 于 美 国 。 国 第 一 口工 业性 天 美 气 生 产 商 Ｃ ｅ ａ ｅ ｋ能 源 公司 达成 合 资 ｈｓｐ ａｅ 然 气钻 井 （８ １ 钻 至８ 深度 时产 出裂 三 、页 岩 气 技 术 将 有 可 能 进 入 世 界 １２年 米 意向， 出资１ 亿美 元 收 购 后者 Ｆｙ ｔ ｖｌ ９ ａ ｅｔ ｉ ｅ Ｉ ｅ 缝 气 ） 是 页岩 气 井 当时由于产 气 量少 就 这 种 技 术可 以帮 助 化 解 估 计 有 ７ 万 页 岩 资产 ２ ％ 的 权 益 。这 是Ｂ 做 出的投 ５ Ｐ 而没有得到 重视 从 此也拉 开 了美国天 亿 立 方 英 尺 的非 常规 天 然气 资源 （ 但 不包 资 页 岩 气 的 又一 重 大 决 定 同 时 ． 于 对 然气 工业 发展 的序 幕 。 北 美 非 常规 气 快 速 发 展 主要 得 益 ６ ２ １ 年第 ６期 Ｉ０ ０ 括 美国 ） 问题 。 Ｃ ｅ ａ ｅ ｋ 能源 公司计 划在 Ｆｙ ｔ ｖｌ页 ｈ ｓｐ ａｅ ａ ｅｔ ｉｅ ｅ Ｉ 欧洲第 ３ 大石油 公司法 国道达 尔公司 岩勘 探 区域 新 获 取 的 租 赁 区块 ． Ｐ￣拥 Ｂ ，－ Ｉ ．

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。

页岩气发展状况
美国是“页岩气革命”的发祥地,从1982年开始探索性 开采到2003年实现水平井开采,经过20年多的努力,终于获 得了成熟技术。2000年,美国页岩气产量只有110亿立方米, 在天然气总产量中占比为1.6%。到了2010年,美国页岩气 产量上升至1378亿立方米,占比达到了23%。在页岩气产量 的推动下,美国已于2009年替代俄罗斯成为世界第一天然 气生产国。 加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探 与商业开发的国家。2007年加拿大第一个商业性页岩气藏 在不列颠哥伦比亚省东北部投入发,2008年加拿大页岩气 产量为10亿立方米,2009年产量达72亿立方米。 在北美地区之外,欧洲、亚洲等地区已有大约30个国 家开展了页岩气的勘探开发工作。从目前情况看,这些国 家的总体上还处于初级阶段,短期内难以取得大的突破。 中国国家能源局制定的页岩气“十二五”发展规划： 到2015年，中国页岩气产量计划达65亿立方米，2020年力 争产量达到600-1000亿立方米。




五、发展前景

页岩油发展前景
（一）页岩油相对传统原油的优势 与传统石油资源相比，页岩油有着一些独特的优势： 第一，储量丰富，多于传统石油资源。 第二，开发技术进步，成本下降，产量上升。 第三，页岩油快速持续增产有足够的空间。
（二）页岩油发展的制约因素 除了独特的优势之外，页岩油的开发也不是全无制约的，影响页岩油持 续高速增产的潜在制约因素主要分为以下几个方面： 1、设备方面。 2、人力方面。 3、环保方面。 4、水资源方面。 5、成本方面。 6、运输方面。

页岩气开采技术
1.清水压裂技术 2.重复压裂技术 3.水力喷射压裂技术 4.多级压裂技术 5.同步压裂技术 6.氮气泡沫压裂 7.大型水力压裂

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。

点适合我 国页岩气发展 的建议 。
关键词 ：页岩 气 发展趋势 资源潜 力 能源革命
随着 常规天 然气 资源 量发 现 的逐渐 稳定 ， 非 常规 气 已成 为 近 年 来 全 球 天然 气 资 源 勘 探 的热 点 ，页 岩气 作 为一 种 重 要 的 非 常 规 天然 气 资 源 ，
１ 美国页 岩气资 源评 价状况
１１ 美 国页岩气 勘探 开发 历程 ．
１２ 年 ，从 美 国东 部 阿 巴拉 契亚 盆 地 泥盆 系 ８１ Ｄ ｎ ｉ 页岩 中完 钻 的 、井深 仅 ２米 的一 口井获 得 ｕ ｋｒ ｋ １ 史 。 由于受 到 随后 常规 石 油 天 然气 的大 量 产 出 的 影 响 ，以及 相 应 技 术水 平 的 限制 ，页岩 气 真 正 大 规模 开采 也 只是 近几 十年才 兴起 ＿ ０ 纪９ 年代 ４ 】 世 。２ ０ 初 期 ，美 国天 然 气 供应 仍 然 以常规 气 为 主 ， 占总 供 应量９ ％以上 ，页岩气 和煤层 气 总共不 到 １％的 ０ ０
图１ 全球 页岩气勘探开 发形势示意
页岩 气 是 指 聚 集 于 细粒 （ 括 粘 土及 致 密 砂 包 岩 ）低 渗 透 油 藏 中 、有 机 质 富集 、以 热解 气 或 生
物 甲烷气为主 、以游离气形式赋存于孔 隙和裂缝 中，或者以吸附气或游离气形式聚集 于有机质或 粘土 中、连续 的自生 自储的非常规油气资源＿ ２ ］ 。 国 内 学 者 张 金 川 等 研 究 认 为 口，页 岩 气 在 成 ］
的研 究 和勘探 开 发 （ 图１ 。 见 ）
低碳清洁 ，技术发展成熟 ，开采过程较为环保 ， 越来 越 受 到各 国石 油 学 家 的 重 视 。其 中 ，北 美 页
岩气 的发 展 尤 其 迅 速 ，实 现 了高效 经 济 、规 模 开 发 ，成 为北 美 天 然 气 供 应 的 重要 来 源 ，并 引 起 全

2000年北美页岩气开发项目： Barnett、Ohio、Atrim、Lewis、New Albany，年产页岩气100-120亿方 2010年页岩气开发扩展到整个北美，美国年产页岩气达1378亿方,产量提高10倍， 2011年美国页岩气产量接近1800亿方。 2010年页岩油也开发扩展到整个北美，包括Bakken、Eagle Ford、Niobrara、Leonard(or Avalon 、 Monterey等，其中Bakken4500口井中生产，其核心区北Dakota 从2005年的500万吨增加到2009年的 1000万吨。Eagle Ford页岩气田凝析油产量2010年达到200万吨，预计到2020年达到1600万吨。
常规构造气 藏
浅层生物 气 常规岩性地层气藏
水
过渡带
水
生 油 窗 连续型泥页岩 油藏
致密砂岩 气
生 气 窗
孔、渗性 有机碳含量 游离气
小 吸附气 油
连续型页岩油 气藏
页岩油气（shale gas）:产自暗色富有机质泥页岩系统中、自生自储在泥 页岩微-纳米级孔隙中、连续聚集的天然气
一、页岩油气勘Biblioteka 开収现状2.北美页岩油气开采历史
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
美国自1979年以来的页岩气产量变化趋势图
页岩油气产区主要分布 在美国中、东部地区；
一、页岩油气勘探开収现状
二、页岩油气藏成藏特点
2.页岩油气赋存方式
吸附气 主要赋存方式 游离气 溶解气
Barnett页岩
微裂缝 游离气 微孔隙
质

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。

页岩气开发现状及影响作者：许明鹤陈钢杜靖华许明深叶润楠来源：《科技创新导报》2012年第12期1 全球页岩气资源丰富现今不断攀升的能源需求和巨大的资源压力,天然气价格的增长、开发技术不断提高以及人们对天然气的依赖,使得页岩气成为天然气工业化勘探的重要领域和目标。

据美国能源情报署(EIA)的最新统计数据显示,当前全球拥有页岩气可采资源量6622万亿立方英尺[2],相当于煤层气和致密砂岩气的总和。

主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区。

2 国内外页岩气开发现状页岩气储层与常规气储层差异很大,具备一些独特性质,如区域性分布、缺少明显盖层和圈闭、无清晰气-水界面、天然裂缝发育以及极低的基质渗透率,一般在0.0001×10-3～0.000001×10-3之间,比致密砂岩储层的渗透率低2～3个数量级[6]。

这些特性给页岩气的勘探开发带来了较高的难度。

近年来,国外加强了对页岩气的勘探开发技术攻关,页岩气藏的成功开发取决于先进技术的应用,如页岩气的水平井钻井技术、裂缝的设计和增产措施,三维地震监测技术等[7]。

美国的页岩气开发最初主要是由一些中小型石油公司推动的,他们依靠传统的油田服务公司(如哈里伯顿、斯伦贝谢等)提供服务和技术支持。

这些中小公司主要包括:Devon Energy、XTO Energy、Chesapeake、EOG Resources、Encana Oil & Gas(USA)、Burlington Resources等[8]。

最近几年,随着墨西哥湾深水油气产量的急剧下滑一些大石油公司开始通过合伙、参股或收购有页岩气开发经验的中小公司等形式参与页岩气的勘探开发[8]。

2009年12月,埃克森美孚以410亿美元收购了美国XTO能源公司,正式拉开了石油巨头角逐页岩气资源开采的序幕。

2010年1月,法国的道达尔石油公司以八亿美元购买了美国切萨皮克能源公司在巴内特页岩区25%的资产,还将为切萨皮克能源公司的钻井、完井及设备改造提供60%的资金支持。

美国页岩气革命及启示作者：金雯陈舒来源：《群众》2013年第03期近年来，美国爆发了一场页岩气革命。

这场革命在对美国及世界产生深远影响的同时，也会对我国的能源战略形成明显的冲击。

为了能在变局中找到加速崛起的新机遇，我们应该重视对美国页岩气革命的研究。

美国页岩气革命产生的影响页岩气革命有助于美国逐步实现能源独立的梦想。

能源独立是自尼克松以来历届美国总统的梦想，页岩气革命促使美国能源自给率不断提高的目标得以初步实现。

由于页岩气革命的推动，在过去的10年间，美国页岩气的产量增加了16倍，其在天然气消费中的比重也由当初的1%上升到了30%左右。

2011年，美国页岩气产量超过了1800亿立方米。

由于页岩气产量的快速增长和页岩气的规模替代，使得美国在2011年已经有81%的能源需求能够自给自足，其能源对外依存度降至20世纪80年代以来的最低水平。

而且，2011年美国已成为燃料油净出口国。

一些能源专家预计，美国将在2020年成为世界头号能源生产国。

根据EIA《2011年能源展望》，未来美国能源对外依存度将不断下降，2030年美国天然气消费对外依存度预计仅有6%。

基于此，美国离能源独立的梦想越来越近。

页岩气革命将对世界能源格局产生深刻的影响。

从油气生产国看，全球绝大多数石油生产国都没有建立起真正的工业体系，主要靠出卖油气资源换回的美元维持本国的经济增长，而页岩气革命使美国对进口石油的依赖度大幅降低，这些国家的油气出口无疑将受到严重的冲击。

从油气消费国看，页岩气革命使美国成为油气出口国后，将有更多的油气进口来源，有利于降低进口风险，降低进口成本。

同时，由于石油进口依存度降低，美国势必会从中东、北非等原来的石油进口来源地区实施战略收缩，以节省庞大的军费开支。

由此，世界能源格局将会相应地产生巨大的变化。

对于仍然依赖这些产油国油气的消费大国，特别是中国、印度等国家来说，今后石油进口来源地区会如何发展、怎样继续保持稳定，如何维持油气价格的稳定，都需要重新从不同角度进行考量。

西南石油大学机电工程学院
未来走向
一是扎实做好资源评价工作，摸清我国页岩气资源家底； 二是加大科研攻关力度，形成适合我国地质条件的页岩气 勘探开发技术，并实现页岩气重大装备自主生产制造； 三是制定页岩气产业政策，明确行业准入门槛和标准， 形成有序竞争的页岩气发展格局； 四是加大政策支持力度，推进页岩气产业快速发展。
西南石油大学机电工程学院
二、成藏简介
1、形成阶段：生成于有机成因的各种阶段
2、形成地质条件：几乎所有盆地沉积中, 常见 于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中。
西南石油大学机电工程学院
3、成因类型
（1）热成因类型：热成因型页岩气又可分为3 个亚类:
①高热成熟度型,例如美国Fort Worth 盆地的Barnet t 页岩气藏;
西南石油大学机电工程学院
水力压裂 建设 生产
提高回收处理技术 气井废弃和复垦
西南石油大学机电工程学院
五、发展现状和未来走向
美国现状
年份 2007 2008 2009 2010 2011
页岩气产量占天然气产量比例 8.07% 11.09% 15.19% 21.69% 29.85%
西南石油大学机电工程学院
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第二阶段则是天然气的 造隙及排出, 由于天然气 的生成来自于化学能的 转化, 可以形成高于地层 压力的排气压力, 从而导 致沿岩石的薄弱面产生 小规模的裂缝, 天然气就 近在裂缝中保存。
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第三成藏阶段：如果天然 气生成量继续增加, 则裂隙 彼此连通构成较大的裂缝 网络( 运移高速通道) , 浮力 作用促使天然气以臵换方 式从泥页岩层向外运移, 为 常规圈闭气的成藏打开了 通道。
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能源开采——页岩气页岩油技术状态及对我国能源格局的影响姓名：熊颖班级：2012级经管8班学号：121408024摘要：美国的页岩气勘探开发取得了巨大成功，被称为是一场“页岩气革命”，而2007年借鉴巴内特页岩气开发经验，尝试在美国的得达科他州和蒙大拿州的巴肯地层采用大规模水力压裂，获得巨大成功。

页岩气和页岩油的成功吸引的大量中小型石油公司投资购买土地和开展钻探，其中一大部分是原来在页岩气开采中国获得收益的公司。

页岩气和页岩油的开采技术在不断的进步。

关键字：页岩气页岩油能源一、什么是页岩气、页岩油？页岩气，是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源。

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。

较常规天然气相比，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，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

页岩气，一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，正在成为搅动世界市场的力量。

这种被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体，极大地改写了世界的能源格局。

页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。

其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油，也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。

通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。

在固体矿产领域页岩油是一种人造石油，是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。

二、页岩气页岩油的技术现状页岩气开采技术，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。

如果能引进这些先进技术，将为中国页岩气开发助一臂之力。

中国四川盆地属于海相页岩储层，而美国新田石油公司正好在海相页岩储层开发方面具有先进的经验和技术，所以双方的合作将有力地推动四川盆地的页岩气开发。

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美国巴肯(Bakken)——最新发展情况
Brigham 勘探公司公布其Bakken层两口井产量： 1)Storvik 7-6 #1H：2011年6月完井。压后试油24小时 产量：293m3/d油和3万m3气，完井采用了34级压裂。 2)Charley 10-15 #1H：146m3/d油和2.4万m3气，完井采 用36级水力压裂。 79口长水平段井压后产量都达到320m3/d。
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加拿大巴肯(Bakken)
表1 不同时期的压裂参数变化
单井总产液量提高，而产油量相对稳定。 水平段长度和两级间距呈降低趋势。 单井压裂级数和线性胶前置液使用增加。
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加拿大巴肯(Bakken)
伊格福特(Eagle fort)——概况
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伊格福特(Eagle fort)——概况
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伊格福特(Eagle fort)
关心的问题： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 最优的压裂程序是什么？ 最优的井筒结构是什么？ 最优的完井级数是多少？ 一级完井最佳长度是多少？ 每级应有几簇射孔炮眼？ 相邻两簇射孔段之间间距多少最佳？ 最佳的压裂液是什么？ 每级注入多少支撑剂为佳？ 每一级注入多少液量为佳？
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加拿大巴肯(Bakken) 1)生产时间4个月，累积产量如图
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加拿大巴肯(Bakken) 对比了多种压裂参数对产量的影响，以确定最佳的压裂方法。 1)压裂液 68%采用了锆交联体系，其它采用硼交联体系。
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2、热成因 3、混合成因
1.生物成因
页岩气生成机理
生物成因气：在埋藏阶段的早期成岩作用或近代，在低温
条件下经厌氧微生物分解作用形成的天然气。最普遍的标志 是甲烷的σ13C值很低（<-55‰）。 生物成因作用方式： 1、二氧化碳的还原作用 2、醋酸盐的发酵作用 醋酸盐发酵作用：CH3COOH→CH4 +CO2 CO2还原作用：CO2+4H2→CH4+2H2O （主要方式） 页岩气生物成因作用的条件： 1、富含有机质的泥页岩--物质基础 2、缺氧环境、低硫酸盐环境、低温环境是--必要外部条 3、足够的埋藏时间--保证
盆地类 盆地面积 型 （ 104Km2 ）
盆地名称 南方扬子 地区 华北地区
储层时代 志留系寒武 系 石炭系 二叠系
总资源 资源丰度 量 8m3/km2） （ 10 （1012m3） 13.5
5.4 5.83 6.0
克拉通
克拉通
90
60 70 50
1.5
0.9 0.83 1.2
西部陆相 盆地
东部盆地
在新能源没有重大技术（如光伏电池成本的降低效率的提 高，核能的安全性得到进一步保障等）突破的不远的将来， 天然气将成为继石油的主流能源。 天然气具有绿色环保，清洁，储量大等优点。在目前能 源市场占有较大比重。 天然气可以民用炊事、取暖等；也可以用于发电；可以 用于化工领域以及机动车动力能源等等。
件
2.热成因
页岩气生成机理
热成因：指随着埋深的增加，温度、压力增大，泥页岩中大量 的有机质由产甲烷菌的代谢发生的化学降解和热裂解作用。
早期（降解作用）
干酪根
有机质沥 青
原油
天然气
晚期（裂解作用）

美国油气工业发展历程美国油气工业发展历程可以追溯到19世纪初的宾夕法尼亚州。

当时，石油产业刚刚兴起，人们开始明白石油的重要性和潜在价值。

美国人通过使用提炼技术，将石油转化为各种产品，如灯油、润滑油和肥料，实现了巨大的经济增长。

1849年，爱德华·德雷斯尔成功钻探到了宾夕法尼亚州的第一口石油井，这标志着美国石油工业的开端。

此后的几十年里，人们在美国各地不断发现新的石油井和油田。

1860年代至1880年代，美国的石油产量迅速增长，成为世界第一大石油生产国。

然而，到了20世纪初，由于产量逐渐下降，人们开始寻求新的石油储量。

爱德华·拉弗吕斯在1901年成功地在德克萨斯州斯皮德尔顿湖下钻探到一口巨大的油井，这一发现引发了所谓的“斯皮德尔顿油井石油热潮”，推动了美国石油工业的进一步发展。

20世纪初的几十年里，美国的石油产业经历了石油竞赛的时期。

人们竞相在各个州探寻石油，新的油井不断被发现。

另外，第一次世界大战和第二次世界大战期间，石油成为军事战略的重要组成部分，美国加大了对石油工业的投资，以确保足够的军用燃料供应。

二战后，美国的经济迅速恢复并继续增长。

为满足日益增长的能源需求，美国政府采取了一系列措施来促进油气工业的发展。

1950年代，国家设立了“战略石油储备”，以确保国家安全和应对紧急情况。

随后，政府进一步支持石油工业的发展，使其成为美国的主要产业之一。

20世纪70年代，美国石油工业面临了许多挑战。

1973年和1979年，石油危机导致全球油价的大幅上涨，这使美国的石油工业陷入困境。

然而，这也激励了美国政府和私营企业寻找替代能源的方式，促进了太阳能和风能等可再生能源的发展和应用。

到了21世纪初，美国的油气工业迎来了一场革命性的变革。

由于对深水钻探技术的发展和水力压裂技术的成熟应用，美国突破了过去的能源局限。

“页岩革命”使美国成为全球最大的天然气生产国，并成为石油净出口国。

随着时间的推移，美国的油气工业经历了各种挑战和变革。