斯坦福教授John Curtis页岩气讲座
页岩气革命
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。
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,是一种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,页岩气藏具有自生自储特点,页岩既是烃源岩,又是储层,不受构造控制,无圈闭、无清晰的气水界面。
页岩气埋藏深度范围大,埋深从200米到深于3000米。
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,具有开采寿命长和生产周期长的优点。
[2]全球页岩气资源非常丰富。
据预测,世界页岩气资源量为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、俄罗斯等地区。
与常规天然气相当,页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。
美国发展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。
页岩气形成及富集机理
目前,世界上对页岩气的研究并不普遍,只有美国和加拿大对此做过大量工作,特别是美国,页岩气是美国勘探开发最早和最成功的天然气类型之一，对国内的5大页岩气盆地进行了十分系统的研究工作,在页岩气勘探开采方面取得了很大的突破,积累了丰富的经验。
目前已成为美国成功勘探开发的3大类非常规天然气之一,目前已发现5个商业化生产的页岩气盆地,可采储量大约为(8778～21521)×108m3。
2006年,美国大约有39500口页岩气生产井,产量占全美天然气产量的8%[1]。
我国对页岩气的研究与勘探开发还处于探索阶段。
20世纪60—90年代,在页岩油藏有所发现的基础上,部分学者对页岩气藏做过一定的探讨。
近2年,国内学者相继发表了一些关于页岩气方面的著作,将为我国的油气勘探打开新的局面。
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,在页岩气藏中,天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中,为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
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,由于储集条件特殊,天然气在其中以多种相态存在。
页岩气是目前经济技术条件下,天然气工业化勘探的重要领域和目标[5]。
页岩气存在形式主要以吸附气与游离气为主,形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。
页岩气的地质储量丰富,影响其成藏的因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等,同时还要兼顾各参数之间的联系。
一、页岩气形成机理页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。
所谓页岩气( Shale Gas) 系指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因和/ 或热解成因天然气。
页岩气系统具有典型的自生自储特性。
页岩气评价标准
页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。
（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20% -90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大, 母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。
据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；( 据Burnaman (2009) TOC一般不小于2% ) Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。
聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1% ，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker 认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker 则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2. 5% ~ 3%。
）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚 度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9 m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m 作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30 m有机碳含量（TOC）：2.0% 以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥ 10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy, 2008 页岩气优选标准1ft=0.3048M How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。
北美页岩气勘探开发的启示
一、北美页岩气研究现状
美国五大页岩气系统地质地化特征简表
盆地 主要产层时代 沃斯堡 Barnett 密西西比 60~90 15~61 4.5 1.0~1.3 4~5 2.5 300~350 20 1950~2550 111 0.43~0.44 阿帕拉契亚 Ohio 泥盆系 90~300 9~30 0~4.7 0.4~1.3 4.7 2.0 60~100 50 600~1500 55.5 0.15~0.4 密西根 Antrim 泥盆系 48 21~37 0.3~24 0.4~0.6 9 4 40~100 70 180~720 41.7 28.12 0.35 1132~1415 0 0.66~1.64 伊里诺依 New Albany 泥盆系 30~122 15~30 1~25 0.4~1.0 10~14 5 40~80 40~60 180~1470 44.4~58.3 0.43 283~1415 0.76~1.09 圣胡安 Lewis 白垩系 150~570 61~91 0.45~3.5 1.6~1.88 3~5.5 1~3.5 15~45 60~85 900~1800 72~94.4 0.2~0.25 2830~5660 0.87~5.46
北美页岩气勘探开发的启示
一、北美页岩气研究现状 二、页岩气成藏机理 三、页岩气开采技术 四、页岩气研究意义
一、北美页岩气研究现状
目前，全球对页岩气的开发并不普遍， 仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。 其中，美国已进入页岩气开发的快速发展 阶段，在页岩气勘探开发方面，美国早己 进入商业性运营阶段。
一、北美页岩气研究现状
1. 密歇根盆地Antrim页岩
密歇根盆地位于美国东北部，北美大陆中、上泥盆统广泛 分布有机质页岩（TOC含量0.3-24%），Antrim页岩是其中之 一。盆内充填5182m沉积物，其中Antrim页岩和相关岩层厚 274m，页岩纯厚21-36m。
页岩气压裂(哈里伯顿)
7400
1.85 76.11
7400
1.79 68.08
7500
2.03 74.28 2.21 81.81
7600
7500
7700
-6 0 0 -5 0 0 -4 0 0 -3 0 0 -2 0 0 -1 0 0 0 100 200 300 400 500
7600
Distance Along Fracture (ft)
页岩气
自生自储且具备传统空隙度储层 页岩气吸附在有机质上 高天然Gamma 射线 (80-140 units) 粘土含量一般低于20-30% 主要是石英和碳酸盐 细砂粒，小空隙，高TOC? 产气机理? 是否满足达西定律? 从油源岩扩散?
如何定义页岩气储层?
煤层气
~100 % 吸附
高 TOC
致密气
~100 % 游离
200 Antrim Shale 160 G a s C o n ten t (s cf/to n ) New Albany Shale Caney Shale 120
80
40
0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
TOC (Wt. %)
Core Testing - XRD
Gas Content - TOC
Results Sidetrack was avoided Optimized wellbore placement doubled gas production
Connecting to the reservoir 综合 利用GEMTM 和 ShaleLOG Seamless integration of mineralogy 找到最佳的压裂点 fracture stimulation Optimize hydraulic
页岩气开采技术的革命性突破
页岩气开采技术的革命性突破——记美国页岩气之父乔治〃米歇尔美国页岩气之父——乔治·米歇尔2006年，美国页岩气产量为当年天然气总产量的1%，到2010年，这一数据跃升至17%，超过1000亿立方米。
五年间，美国页岩气产量增长近20倍。
在2009年2月的美国剑桥能源周上，专家们用“页岩气革命”来形容美国在页岩气领域取得的重大突破。
美国页岩气开发历程2010年6月，在阿姆斯特丹召开的“解放您的潜力——全球非常规天然气2010年会”上，一位90岁的老人，页岩气钻井和压裂技术的先驱——美国 Mitchell Energy & Development 公司的乔治〃米歇尔(George Mitchell)先生被美国天然气技术研究所（GTI）授予终身成就奖。
米歇尔先生的成功引发了美国的页岩气革命，几年时间内，美国一跃成为世界天然气第一大资源国和生产国，不但有望实现天然气的自给，还有可能成为天然气出口国，这一转变将对世界天然气的供求格局产生巨大影响。
乔治〃米歇尔出生在德克萨斯州的Galveston市，是一个移民到美国的希腊牧羊人的儿子。
大学就读于德克萨斯州农工大学。
他在1946年创办了一家从事石油钻探和房地产业务的公司，即米歇尔能源开发公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。
虽然公司的运营状况相当不错，但作为自己的石油公司的负责人，米歇尔看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产，感到并不满意。
在20世纪80年代，他决定尝试一项重大技术挑战，即试图从Barnett部分页岩中开发出页岩气，Barnett页岩位于德克萨斯州Fort Worth 盆地深部和德克萨斯州中北部的15个县境内。
那时，人们已经知道页岩层中形成有巨量的天然气，但是这些天然气却都被束缚在岩石内，并不向钻孔处流动。
同样，煤层中也蕴藏有大量的天然气，然而由于所处位臵太深而无法开采出来。
这些气体像海绵一样渗透在沙石和其他半多孔岩石中。
页岩气成藏机理研究新进展
页岩(shale)是由粒径小于0. 0039 mm的细粒碎屑、粘土、有机质等组成，具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩，亦即美国所称的粒径小于0. 0039 mm的细粒沉积岩。
美国一般将粒径<0. 0039mm的细粒沉积岩统称为页岩富有机质页岩是形成页岩气的主要岩石类型，富有机质页岩主要包括黑色页岩与炭质页岩页岩气(shale gas或gas shale)是从富有机质页岩地层系统中开采的天然气{John, 2002; US Department of }:nergy, et al.，2009 ; Boyer et al,，2006)。
按成因机制，页岩气是以吸附或游离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中，自生自储、连续聚集的天然气藏。
在页岩气藏中，富烃页岩一般既是天然气的储集层，又是天然气的源岩。
富有机质页岩烃源岩可大量(可高达总生烃量的50%左右)滞留油气。
形成可供商业开采的页岩气。
2.富有机质页岩沉积环境页岩可形成于陆相、海相及海陆过渡相沉积环境中。
富有机质黑色页岩形成，需要具备两个重要条件：一是表层水中浮游生物发育，生产力高；二是具备有利于沉积有机质保存、聚集与转化的条件。
水循环受限的滞留海（湖）盆、陆棚区台地间的局限盆地、边缘海斜坡与边缘海盆地中，由于水深且盆地隔绝性强，水体循环性差，容易形成贫氧或缺氧条件，是发育黑色页岩的有利环境。
综合研究认为，黑色富有机质页岩主要形成于缺氧、富H2S的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中(姜在兴，2003;张爱云等，1987)。
摘要:在调研了国内外页岩气研究成果的基础上，系统地研究了页岩气藏基本特征，分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素，并针对页岩气藏特殊的成藏特征，探讨了相应的识别方法和资源评价方法。
研究表明，页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层而积大、连续分布、形成温度及埋深范围广，赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等特征;页岩气成藏具有过渡特点，兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ELS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识2页岩气成藏机理页岩气成藏可能形成于油气生成的各个阶段，具有典型的“混合型”特征}1}}。
一匡天下讲坛页岩革命的到来
一匡天下讲坛页岩革命的到来美国发动“页岩革命”，以后油价、天然气将继续下降。
油价将降到60美元每桶，天然气更是连环大幅度下降。
美国第一步棋就是和沙特搞关系先降价石油，在政治斗争让俄罗斯财政崩溃，俄罗斯你造吗？最后全球推销自己的高价产品设备和技术，就像现在苹果6一样低成本高价位卖给全球，老美卖的是信任是技术是体验是改变，可不是我们说的黑心利润。
在了解下什么是页岩气、页岩油啊？不急不急，鄂湘之薡慢慢解释啦，请大家不要说我闹眼子啊。
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，是一种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。
随着页岩气产量迅速提高，国际能源署预计，到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
美国能源当局则预测说，页岩气将取代煤炭而成为仅次于石油的美国第二大能源资源，而且可能改变美国能源生产格局。
页岩油是油母页岩经过低温干馏而得，常温下为褐色膏状物，有刺激性臭味，属于含氮量较高的石蜡基油。
页岩油经过加工提炼可制成汽油、煤油、柴油等液体燃料，是重要的非常规油气资源。
美国的“页岩革命”对中国是机遇还是困惑呢？就让鄂湘之薡详说吧！中国是全球页岩气储备第一和页岩油储备第三的国家，一旦页岩油开采真的成功，中国将彻底放弃对进口油气的依赖，因为无论是页岩油还是页岩气总体可称为页岩革命，其技术和设备基本都是相似的。
目前，页岩革命的主要技术和设备都掌握在美国企业手中，斯伦贝斯（Schlumberger）和埃克森美孚是最大的两个掌握核心技术的公司，其中斯伦贝斯是全球最大的油田技术服务公司，公司总部位于纽约、巴黎和海牙，在全球140多个国家设有分支机构；埃克森美孚是全球最大的公开上市公司，总部设在美国得克萨斯州，净利润连续数年名列全球最大公司榜首。
这两家公司在全球页岩革命的大潮中受益匪浅。
可恶的美国又卖技术又买设备了，先画一个圈圈诅咒高大上的奥巴马。
斯伦贝谢页岩气勘探与评价技术 ppt课件
页岩气基本概念：
页岩既是烃源岩，也是储层和盖层
页岩气是指产自低孔、低渗、富有机 质页岩中的天然气
页岩气储层包括： ①富有机质页岩 ②富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹 层 ③富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩薄 互层
ppt课件
3
北美页岩气开发的经验：技术进步与流程优化的有效结合
Source WoodMac
干酪根是非水湿或弱水湿的
TOC含量高一般对应的含水 饱和度较低
在压实、成岩或有机质成熟 过程中，孔隙水被排出
一般没有水存在于干酪根的 微孔中
干酪根形成孔隙衬垫阻止潜 在的水侵
非水湿
ppt课件
水湿
9
含气页岩特征 － 孔径极小
Matrix / 骨架
Calcareous Siliceous Pyrite
ppt课件
27
地球化学测井－元素俘获谱(ECS)测井
ECS 对23种元素敏感：
Si, Al, Ca, Mg, Fe, Na, K, P, Ti, S, Mn, Cr, Ba, Nb, Rb, Sr, Y, Zr, B, Th, U, Gd, H2O+ 。组合出50种， 目前岩库中有29 种矿物。
根据实际情况剥离出信噪 比较高的元素谱,标准测井 提供六种元素硅,钙,铁,硫, 钛,钆。这些元素也可用于 计算更为精确的岩石骨架 密度和估算有机质含量。
H WC K
M
Z 1. 7 m* 2
k 2
3.4 m
2
1 3.4
M i vi S o i 3.4
W here:
k2 Z2
m*
m
Mi
vi Soi
= permeability (mD) = constant = total porosity (vol/vol) = variable Archie cementation coefficient (variable) = m a t r i x d e n s i t y ( g / c m3)
页岩气系统划分
页岩气系统定义 问题的提出 如何解决 结论
一、页岩气系统定义
在一个盆地或地区，在一个勘探开发页岩气藏 内，均存在一个或多个页岩气系统，其主要依据页 岩单层厚在10m以上，累厚大于30m，其纯页岩中可 夹有小于10m的非页岩夹层，这一组合分布称其为 页岩气系统。
从压裂观点出发，一个页岩气系统还应考虑其 顶、底板及其岩性分布。
1、对一个盆地或地区的源岩分布必须进行构造沉积机制研究。
?
上扬子地区下寒武统沉积相图
上扬子地区下志留统沉积相图
三、如何解决
2、在一个盆地或地区进行页岩气地质评价中 必须首先进行源岩层系的精细地球化学评价，包 括沉积环境、有机质丰度和母质类型评价，特别 是源岩层段的TOC含量测定，实测密度不少于每米 一块实测岩样，用以确定页岩的有效厚度（页岩 气源岩的TOC含量必须大于2％）。
四、结论
1、页岩气系统是页岩气勘探开发之必经重要过程，也是 页岩气地质评价之必须。
2、页岩气系统划分的核心技术是TOC评价。而TOC评价的 关键技术是测井电讯资料与实测TOC的相关性分析。尤其需 要提出的是，不同盆地和地区，不同地层源岩的TOC实测标 定是TOC评价的质量保证。
3、页岩气系统的划分之核心是富有机质页岩的判识，同 时也应从压裂改造的观点出发考虑其页岩系统之顶、底板分 布和含水层பைடு நூலகம்问题。
Texas New Mexico
页岩名称 总厚度(ft)
Antrim 160
Ohio 300~1000
New Albany
Barnett
100～400 200～300
Lewis 50～1900
纯厚度(ft) 70~120 30~100 50～100 50～200 200～300
页岩气的形成和识别共27页文档
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
页岩气的形成和识别
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉
美国:页岩气革命打破对石油进口的依赖
美国：页岩气革命打破对石油进口的依赖吉莲·邰蒂【期刊名称】《重庆与世界》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】1页(P85)【作者】吉莲·邰蒂【作者单位】英国《金融时报》编辑部【正文语种】中文今年冬季，英国亿万富翁、化工制造商英力士(Ineos)的创始人吉姆·拉特克里夫(Jim Ratcliffe)希望掀起一场本土的页岩气革命。
他提出，如果社区或土地所有者与英力士合作开发页岩资源，就会给予他们6%的未来收益，这远远超过英国以前的分成比例。
他表示：“这将改变局面，”并解释称，“6%分成的想法是从美国照搬过来的。
”自2010年以来，美国类似的分成计划帮助启动了页岩气的大规模开采。
实际上，这种分成承诺得到广泛认可的几率并不高：在英国，页岩气开采仍备受争议，迄今为止基本上遭到否决。
但我们有必要为拉特克里夫的尝试欢呼。
要明白这一点，先让我们看一看国际货币基金组织(IMF)近日公布的最新的《世界经济展望》(World Economic Outlook)报告吧。
该报告中有一份不起眼的补充阅读，试图计算出页岩革命对美国行业的影响。
无论对欧洲工业集团还是对纳税人和政界人士来说，其结果均发人深省。
正如IMF所指出的那样，美国的页岩革命导致国内天然气价格大幅下跌，即便欧洲和日本的价格在上涨。
这是因为，与石油不同，天然气不容易在全球运输，这意味着，区域天然气价格可能会因资源位置不同而有极大的差异。
今年早些时候，美联储(Fed)在其发表的一篇文章中估计，自2006年以来，这种价格差异使得美国制造商的产出扩大3%，投资增长10%，就业增加2%；具体的能源相关行业受到的影响则更大。
然而，IMF的研究显示，能源成本的差异导致美国制造业出口增长6%，并辩称，美国天然气价格相对欧洲每下降10%，工业产出就会高出0.7%。
乍一看，这个0.7%的差距可能不太重要。
但如果这个差距维持多年的话，它对竞争力和产出的影响将是巨大的。
美国经验给中国页岩气开发的启示
林伯强：美国经验给中国页岩气开发的启示摘要: 厦门大学中国能源经济研究中心主任林柏强页岩油气是目前非常重要的非常规能源。
不断走高的国际石油天然气价格将使我国页岩油气开发利用逐渐具备经济性，而我国政府即将出台的一系列鼓励页岩油气开发的具体...厦门大学中国能源经济研究中心主任林柏强页岩油气是目前非常重要的非常规能源。
不断走高的国际石油天然气价格将使我国页岩油气开发利用逐渐具备经济性，而我国政府即将出台的一系列鼓励页岩油气开发的具体政策，将有助于推动中国页岩油气发展。
然而，政府需要重视页岩油气开发过程中的环境污染问题，必须建立有效的法律、法规和监督机制，确保环境不要遭到严重破坏。
美国是目前全球探明页岩气最多的国家，除了储量丰富的优势之外，美国页岩气的成藏条件也非常优越，并且是全球页岩气开采技术最先进的国家。
近年来，美国页岩油气产业发展迅猛，全球领先，已成为美国“能源独立”的一个重要方面。
美国鼓励页岩油气的具体政策和政策效果，对中国今后的页岩油气资源开发利用有重要的启示。
在20世纪70年代石油危机期间，美国主要的石油巨头公司投入10多亿美元进行页岩油提炼的尝试，但均以成本过高，不具备经济性而告终。
当时，提炼油页岩主要有两种传统方法，均需要消耗大量的水和能源，使得页岩油提炼的环境成本和经济成本过高，而无法商业化运营。
就美国国内政策来说，美国政府鼓励页岩油开发的政策包含于鼓励“非常规能源开发”的总体政策之中。
在丰富的油页岩储量和税收优惠政策下，美国众多石油公司出于商业战略的考虑，对页岩油提炼技术开展了广泛的应用研究：壳牌公司在科罗拉多州里奥勃兰克绿河页岩完成地下干馏中试；埃克森美孚公司利用电裂地下油页岩和导电物料加热干馏，成功生成页岩油气；美国页岩油公司成功完成压力热解和加热器的试验，计划于2011年在科罗拉多州的宾塞斯油页岩开展地下干馏中试；雷得里夫公司于2009年成功完成地上干馏中试；美国油页岩开发公司于2009年11月在犹他州完成日产6800吨页岩油装置的可行性报告，并拟采用固体热载干馏技术加工颗粒页岩。
页岩气_非常规气开发的新亮点
中国能源报/2010年/6月/14日/第014版天然气页岩气：非常规气开发的新亮点中海油新能源公司首席科学家英国皇家化学会会士肖钢当前，一种新型天然气开发供应技术正从美国推广至世界各地，唤起了全球清洁化石燃料储量大幅度增长的希望。
这种技术被用来提取一种黑色岩石层（页岩）中的气体——页岩气。
专家们认为，这一动向将引发世界能源供给结构的深刻变化，进而对国际关系也将产生无可估量的重大影响。
赖斯大学的能源专家艾米・迈尔斯・贾菲认为，“发掘世界各地的巨大页岩气资源是一个突围性游戏，这将改变天然气资源的地缘政治”。
随着技术的进步，美国在2001年取得了突破：采用水平打钻技术、液压断层技术，或将这两种技术结合运用，最终粉碎了坚硬的岩层，成功地实现了页岩气的商业性开采。
英国剑桥咨询小组的主席丹尼尔・耶金表示，这种生产天然气的新方法是“10年来最伟大的能源创新技术”。
近两三年来，美国对页岩气的开采取得了惊人的成果。
美国页岩气年产量从2007年的340亿立方米跃升至2009年的900亿立方米。
预计到2015年，美国页岩气的年产量将达到1800亿立方米。
而且，随着勘探和开采技术的进一步完善，美国可供开采的天然气储量在今后还将大大增加。
欧洲的页岩气储量也相当可观。
如将页岩气换算成石油，美国的储量是1000亿桶，欧洲则为900亿桶。
此外，煤储量丰富的欧洲还拥有大量可开采的煤层气。
然而，目前在页岩气的开采方面，欧洲远远落后于美国。
美国约有2000台钻气机在运作，而欧洲只有50台。
受美国取得成果的刺激，经常遭受俄罗斯“断气”威胁的欧洲，正在奋起直追。
在加大开采页岩气力度和解决相关环境问题的同时，欧洲也在继续扩大液化天然气的进口。
中国页岩气开采的前景也非常广阔。
近日，石化界的专家们表示，随着中国能源消费量的不断攀升，页岩气会发挥越来越重要的作用，成为能源的重要补充。
但在非常规天然气开发方面，中国与美国的差距很大。
目前中国常规天然气生产开发尚处在早期阶段，但由于中国经济一直保持较快的增长速度，能源消费持续增加，在未来几年内极有可能像美国一样面临常规天然气产量持续性递减的问题。
开讲啦页岩气金之钧观后感
开讲啦页岩气金之钧观后感在央视《开讲啦》栏目中，页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室主任、北京大学能源研究院院长、中国科学院院士金之钧，重点介绍了长庆油田页岩油开发建设的重大成果，在保障国家能源安全中的重要意义，并通过视频连线向观众展示了长庆油田“陆上采油航母”白409超大规模采油开发平台。
《开讲啦》栏目由中央广播电视总台制作，是中国首档青年电视公开课，长期由央视著名主持人撒贝宁主持。
本期《开讲啦》栏目，邀请金之钧讲解页岩油气开发进展及成效。
在节目中，金之钧重点介绍了长庆油田页岩油开发建设的重大成果，并视频连线长庆油田采油十厂员工张筱。
“我身后是长庆油田第十采油厂乔河作业区白409超大规模采油平台，这里也是目前国内陆上建成投产的最大的丛式井组，被誉为‘陆上采油航母’。
”张筱用“有油味”“接地气”的介绍，让全国观众跟随电视镜头“走进”国内陆上最大的采油平台，共同感受长庆陇东黄土高原沟壑纵横的地理风貌、磨刀石一样的储层地质条件，了解长庆油田面对复杂的地质条件，通过技术创新、模式创新等，实现了页岩油的高效开发。
连线之后，金之钧感叹道：“长庆油田现在是全国最大的页岩油田，页岩油的产量2020年已经迈上了100万吨台阶，这是来之不易的。
”按照集团公司的安排部署，长庆油田开展了为期近10年的页岩油地质理论创新和关键技术攻关，取得了显著成效。
2019年9月，中国石油宣布在长庆油田陇东油区发现了10亿吨级页岩油庆城油田。
“十三五”期间，长庆油田页岩油发展迅速，打造了国内首个百万吨页岩油示范区。
按照整体部署、分步实施的思路，长庆油田编制了页岩油“十四五”发展规划，制定了规模效益开发对策，着力打造“创新、智能、高效、绿色”300万吨国家级页岩油示范区，为保障国家能源安全作出更大的贡献。
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Traditional Coalbed Total U.S. 1,673.4 Tcf 163.0 Tcf 1,836.4 Tcf
374.4 51.9 51.3 2.6 24.0 16.6 274.9 7.5 193.8 57.0
Data source: Potential Gas Committee (2009)
II. Mu d Ga s Eth a n e Is o to p e “Re ve rs a ls ”
Haynesville Example
5,000
5,000
6,000
6,000
7,000
7,000
8,000
8,000
Measured Depth, MD (ft)
9,000
Measured Depth, MD (ft)
Acquisitions – >$8 Billion
Source: – Ray Troll
Resource Development – >$15 Billion
Source:AAPG
Source:
Source:chiefoiland
Environmental Concerns Skilled Workforce
Resource Base
Sufficient Supply to Meet Demand
Technology
Gas Price Regulatory & Land Issues Rig Availability
Pipeline Capacity
vs
Resources
• Discovered • Undiscovered • Effects of technology • Effects of economics
POTENTIAL GAS AGENCY COLORADO SCHOOL OF MINES
Regional Resource Assessment
Source:AAPG
Source:
Hydrocarbons From Shale – Never Say Die
Growth in Barnett Shale - Ft. Worth Basin
Gas Production 600 Well Count 5,000 4,500 500
U.S. Shale Gas Annual Production from Five Classic Plays to 2007
1,200 New Albany Lewis Barnett Antrim Ohio
Expiration of Section 29 Tax Credit
1,000
Annual Production, Bcf
Annual Production, Bcf
1,000 1,500 2,000 2,500 500
19
0 CUM EIA Projection
EnCana
Shale Gas Annual Production and Energy Information Administration (EIA) Forecast
7 19 9 8 19 1 8 19 3 8 19 5 8 19 7 8 19 9 9 19 1 9 19 3 9 19 5 9 19 7 9 20 9 0 20 1 0 20 3 0 20 5 0 20 7 0 20 9 1 20 1 1 20 3 1 20 5 1 20 7 1 20 9 2 20 1 2 20 3 2 20 5 2 20 7 29
Ba c kg o u n d
Dry Ga s a n d We t Ga s Co m p o s itio n s
We lls ite S a m p lin g fo r Ga s Is o to p e s
IsoTube for mud gases
IsoJar for cuttings gases mud gas sampling manifold
P re s e n ta tio n Ou tlin e
• Background: carbon isotope fractionation; gas wetness and wellsite sample collection during drilling; • I. Ethane isotope “rollover,” suggestive of in situ gas cracking and more productive wells; • II. Mud gas isotope “reversals,” indicative of overpressured shales; • III. Permeability markers from differences in methane isotopic composition between mud (free) and cuttings (adsorbed) gases.
Report of the Potential Gas Committee (December 31, 2008)
Proved Reserves
• Known gas reservoirs • Existing economic conditions • Existing operating conditions
35,000
30,000
Poorly producing “rollover” wells are often earlier completions. Low TOC and rock properties are also important issues.
C2 Isotope “Rollover”
Ba rn e tt Eth a n e Is o to p e “Ro llo ve r”
Normal maturity trend Ethane isotope reversal
S ta b ilize d P ro d u c tio n vs We tn e s s
Stabilized Production vs. Gas Wetness
Gas Character Anomalies Found in Highly Productive Shale Gas Wells
John E. Zumberge1 Kevin A. Ferworn1 John B. Curtis2
1GeoMark
Research Ltd., Houston, Texas USA 2Colorado School of Mines, Golden, Colorado USA
Organic Richness Thickness Productivity Mineralogy Brittleness Pore Pressure Permeability
Maturation Gas-In-Place
Potential Supply of Natural Gas in the United States
800
600
400
200
EnCana
0
79
81
83
85
87
89
91
93
95
97
99
01
03 20
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
19
20
Modified and updated from Hill and Nelson, 2000
20
05
Targeted Research – $150 M illion
15
20
25
S u m m a ry - Eth a n e Is o to p e “Ro llo ve r”
• Ethane (and propane) isotope “rollover” occurs in increasingly high-maturity shale-gas wells. • Behavior is also observed in numerous other gas shales in other basins. • These wells appear to be among the most productive shale-gas wells:
Mu d Ga s a n d Cu ttin g s S a m p lin g
Ch a n g e s in Ca rb o n Is o to p e Ra tio s with Th e rm a l Ma tu ra tio n (a fte r M. S c h o e ll)
After M. Schoell
Stabilized Production (mscf/month)
25,000
20,000
15,000
Wells without isotope “rollover” are never the best producers.
10,000
5,000
0 0 5 10
Gas Wetness (C2+)
U.S. Shale Gas
From Resources and Reserves to Carbon Isotope Anomalies