02-2012年9月13日美国页岩气开发及其影响介绍
美国页岩气开发情况的分析
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。
美国页岩气革命影响深远
有分析人士指出,虽然页岩气使美国可望实现能源独立,带来促进经济增长、创造就业和平衡美国贸易收支等诸多积极影响,并且相对清洁且廉价,但它仍是一种有限的资源,仅仅依靠化石能源无法持续推动美国长期增长,必须继续努力促进美国能源组合的多样化和低碳化。美国去年在可再生能源上的投资较2011年减少32%。美国国会无法就延长联邦激励举措作出决定,例如风能生产税,因此投资者信心仍不稳固。长期而言,这将加剧行业不确定性。另外,美国天然气价格低廉,使修建管道和用储气罐处理石油生产中放出的天然气不够经济,导致页岩层产区天然气放空燃烧激增,使美国成为世界上放空燃烧天然气最严重的国家之一。根据世界银行统计,美国放空燃烧的天然气量在过去5年里增加了3倍,目前排在俄罗斯、尼日利亚、伊朗和伊拉克之后,居世界第五位。
目前,埃克森美孚、康菲石油、英国石油、壳牌等石油巨头都在想方设法把液化天然气销往利润更丰厚的国际市场,特别是亚洲市场。必和必拓也计划把美国页岩气运往亚洲,代替产自西澳的天然气供应。但是巨额的建设成本和美国能源出口管制政策,是这些石油巨头必须面对的两大障碍。
今年2月,代表美国500多家油气企业的美国石油协会呼吁能源部批准天然气出口。美国能源部正在审核至少19个新增液化天然气终端的建设申请,有望数月内批准德克萨斯州的一个项目。如上述项目全部获得许可,这些终端将日均出口超过250亿立方英尺的天然气,相当于美国国内天然气消费量的三分之一以上。
美国页岩气开发回顾:什么引发了 页岩气热潮
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
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
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
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。
美国页岩气开发对我国页岩气发展的启示
页岩 气 , 是从 页 岩层 中开采 出来 的天然
成为全球的焦点 。随着Байду номын сангаас 清洁能源需求不 断 气 , 是一种 重要的非常规 天然气 资源, 赋存于
以吸 附及 游离状 态存 在 的非 常规 扩大 , 能源短缺 的局 面也 日益突显 。 0 9 , 泥 页岩 中 , 20 年
源可能多达 4 万 亿立方 米 ,根据英 国石油 年 , 5 甚至更 长 。美 国联邦地 质调 查局最新 数 公 司的《 世界能源统计评 论》 数据 , 比 2 0 据显示 , 国沃思 堡盆地 B re 页岩气 田开 这 09 美 ant t
年俄罗斯 已探 明天然气储量还多 。美 国能源 采寿命可 达 8 ~10年 。开采 寿命 长 , 意 0 0 就 情报 局局 长 理查 德 ・ 厄 尔 2 1 纽 0 0年 3月初 味着可开发 利用 的价值 大 , 这也 决定 了它 的 在 阿姆 斯特 丹 的一 个会 议 上 的话 说 : 我们 发展潜力 。 “
国掌握了开采 页岩气 的技 术并一跃成 为世 界 造演 化史 , 因为我 国与北 美地 区在 页岩气形
因 第一 产气大国 ,页岩气 的开发应用正从北 美 成条件 上具 有相 似处 又有 明显 的差异 性 , 向全世界拓 展 , 它很可 能改变未来能 源结 构 。 此 深 人研 究 我 国页 岩气 富集 高 产 的条 件 和 随着人 们对页 岩气 的地 质认识 不 断提 高 , 水 评价标准是我 国首先应该解 决 的问题 。 平井与压裂技 术水平不 断进步 ,页岩气 在非 我 国页 岩气 勘探 开发 工作 起步 较晚 , 目 一 常规天然气 中异军 突起 ,已成为全球 油气资 前 勘探 开发 的当务 之急 , 是制定 勘探 开发
06-北美页岩油气开发关键技术 (NXPowerLite)
气藏表征识别“甜点区”
长水平段水平井
分段清水压裂 微地震监测
同井场钻井
有效压裂液水资源管理
微地震监测技术在气藏管理中的应用
实时提供 最大主应力方位 与裂缝连通的储层体积 裂缝网络的规模等
估算波及体积 优化水平井方位 评价分段压裂效果 预测分段压裂产量贡献率 优化射孔及压裂段、避免 地质灾害层 指导再完井增产措施
压裂段数初期一般4-6段
目前达到10-12段 最大达到24段 每段压裂的长度由2002年的900-1200m 到目 前的80-120m
分段清水压裂 清水压裂
(Slick Water Fracturing) 利用含有减阻剂、黏土稳定剂和必要的表面活性剂的水为压裂液,以这种 压裂液作为前置液来提供支撑剂输送
地质 资料汇总
构造图编制 地震解释 设计试验井和监测井, 指导钻井并获取资料 获取裸眼测井信息
地球化学 岩芯测试、评价
含烃潜力分析:TOC、Ro、 自由气和吸附气含量、干 酪根类型 页岩油/气层识别
地质力学 杨氏模量、泊松比、硬度 指标
页岩油/气层识别 压裂液优化
岩石物理 地层对比
页岩测井评价 岩芯校正应用声波测井确 定力学性质 可压裂性计算并经岩芯校 验 页岩油/气层识别
28口水平井/井场 地质储量:400 BCF(112×108m3)/井场 驱替面积:~7 km2
1mi2=2.6
km2
可采储量:150 BCF(42×108m3)/井场 单井可采储量:5.4 BCF 采收率:37.5% 水平段长度5400ft 水平井间距:820ft
同井场钻井及有效的压裂液水资源管理
气藏表征识别“甜点区”
美国页岩气的发展及其对能源结构重构
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
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。
美国页岩气发展现状及对我国的启示
二五” 末探明储量 10 亿立方米以上 , 00
建成 2 亿 立方 米 以上 的生 产能力 。 0
中国南方页岩气勘探开发挑战与
机遇共存 ,瓶颈” “ 与前景同在。只要 转变观念 , 突破资源与储量的界限 , 依
中 石 21 1 国化 0/ 19 5
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页岩气产量 ( 十亿立方米)
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水 平井和压裂技术对巴尼特页岩气发展的贡献
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志性新技术的广泛运用, 巴尼特页岩气
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靠 科 技加 速水 平井 与 分段压 裂 等技术 攻 关 , 常 规 油 气 就一 定 能 够 实 现 非 非
希拉里·克林顿是如何把页岩天然气推销到全世界的
希拉里·克林顿是如何把页岩天然气推销到全世界的2012年2月一个大雪清晨,时任美国国务卿希拉里·克林顿的飞机降落在保加利亚首都索非亚,机场专门在暴雪中扫出一条报道供美国飞机降落。
身穿厚大衣的希拉里着陆后,迅速进入一辆轿车直接驶往保加利亚总统官邸。
当天下午,他与包括保加利亚总理Boyko Borissov等人讨论了从叙利亚冲突到联合搜查核走私等一切问题。
但是他们的最重要的话题是水力压裂法。
就在希拉里到访的前一年,保加利亚与美国雪佛龙公司签署一份价值680亿美元,为期5年的页岩石油开采合同。
保加利亚人民愤怒了。
在希拉里抵达索非亚的当天,数以万计保加利亚人走上街头抗议,他们举着“停止用我们的水去压裂”,和“雪佛龙回家”的标语,保加利亚国会投票决定暂停使用“水力压裂”。
希拉里则呼吁保加利亚再给水力压裂法一次机会。
据Borissov透露的信息,当时希拉里“保证用最好专家实施这一最新技术,保证让保加利亚人民获益。
”但是实施水力压裂法的阻力依旧。
在希拉里出访保加利亚之后的一个月,数千罗马尼亚人抗议雪佛龙另一个水力压裂法项目。
罗马尼亚议会开始考虑暂停当地的页岩石油项目。
这一次希拉里又出面干预。
她派出国务院特别大使Richard Morningstar前往罗马尼亚排除阻力。
美国的游说最终在2012年5月份起到效果。
Morningstar与保加利亚和罗马尼亚高层官员举行会谈,并且在保加利亚国家广播电台说,美国人的技术能让当地天然气价格下跌五倍。
最终罗马尼亚国会投票否决了水力压裂发禁令提案,保加利亚国会放松了禁令。
这一系列事件揭示了克林顿外交生涯中重要但又鲜为人知的一面。
在她的领导下,美国国务院与能源巨头密切合作,在全球大力推广水力压裂法。
这凸显了美国对抗全球气候变暖,提高全球能源供应,并以此对抗俄罗斯手握的能源大棒的策略。
但是环保团体担心美国出口水力压裂法,可能给那些环保法规薄弱的国家造成生态灾难,事实上这一技术在美国引发了对饮用水污染和诱发地震的担忧。
美国页岩油气勘探开发现状、趋势及成功因素
美国页岩油气勘探开发现状、趋势及成功因素2014-03-26能源杂志当页岩气革命在美国兴起时,世界其他能源需求大国都希望能够复制,当然,页岩气革命的复制没有那么简单,小编为读者整理此文,看看为什么页岩气革命在美国能够获得成功。
(一)美国页岩油气勘探开发现状与趋势1、页岩气资源丰富,探明储量不断提高。
美国的页岩气资源非常丰富。
据美国能源情报署(EIA)公布的资料,可采资源量达21.2万亿立方米。
主要分布于东北部地区的Marcellus页岩、墨西哥沿岸的Haynesville页岩和Eagle Ford页岩、西南地区的Barnett页岩和Barnett-Woodford页岩、中部地区的Fayetteville页岩和Woodford页岩、落基山地区的Mancos页岩。
随着勘探力度加大,页岩气探明储量不断提高,由2007年的6595亿立方米增长到2010年的27578亿立方米。
主要分布在得克萨斯州、路易斯安那州、阿肯色州、宾夕法尼亚州、俄克拉荷马州和西弗吉尼亚州。
详见下表:美国页岩气探明储量表(单位:亿立方米)2、页岩气产量快速增长,占天然气总产量的比例不断提高。
随着技术的进步,美国页岩气开发取得突破。
本世纪以来特别是2006年以后,美国页岩气产量增长迅猛。
2000年只有90亿立方米,到2006年增长到284亿立方米,年均增长21%;到2011年增长到1937亿立方米,2006-2011年年均增长47%。
页岩气占天然气总产量的比例由2000年的2%提高到2011年的30%。
详见下表(单位:亿立方米):EIA预测,美国页岩气产量2020年将达2743亿立方米、占总产量的39%,2030年将达3514亿立方米、占总产量的46%。
详见下图:预测2013页岩气产量将有一定下降,主要原因可能是今年天然气价格过低3、页岩油产量增长迅速,未来增长潜力大但有不确定性。
美国页岩油资源也很丰富。
据EIA的资料,页岩油可采资源量达33亿吨。
最新 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-精品
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。
美国“页岩气革命”的实践模式与启示
美国“页岩气革命”的实践模式与启示作者:张茉楠来源:《财经界》2012年第07期近些年,美国新能源发展,以及页岩气等替代能源的爆发式增长,使美国逐步摆脱对石油的过度依赖,美国能源自给率逐渐提高,2011年达到81.4%,彻底扭转了能源自给率下滑的态势。
美国在页岩气开发方面的成功经验值得中国借鉴。
一、页岩气是实现“能源独立”的关键(一)美国石油对外依存度出现拐点随着近海油气田的开采、能源利用效率的提高和新能源开发,美国对石油的依赖程度逐步降低。
根据美国能源资料协会(EIA)数据,2010年美国石油对外依存度为49.2%,自1997年以来首次降到50%以下;2011年有望进一步降至44.9%。
这其中,以页岩气为代表的非常规油气的成功开发功不可没,是美国石油对外依存度出现拐点的重要突破口。
(二)页岩气爆发式增长成为美国实现“能源独立”的关键2000年以后,由于页岩储层描述技术以及钻井和完井技术的进步,以及天然气价格较高,美国页岩气产量出现了爆发式增长,这大大提高了美国的能源自给率。
2000年,美国页岩气产量为122亿立方米,2005年为196亿立方米,年均增长9.9%。
2010年页岩气产量为1378亿立方米,为2005年的7倍,年均增长47.7%,使美国超过俄罗斯成为全球天然气第一大资源国和生产国,被业界称为“页岩气革命”。
页岩气革命使美国天然气基本实现了自给自足,从此不必担忧产气国垄断天然气市场的威胁,甚至还可对欧洲市场等输出液化天然气(LNG),削弱俄罗斯、委内瑞拉、伊朗和沙特阿拉伯等国的能源资源影响力。
“页岩气革命”也大大提高了美国的能源自给率。
根据EIA在《2011年能源展望》中预测,到2035年,美国的页岩气在天然气总产量中的比例将上升至45%,美国能源总消费中的净进口比将由此降至17%。
页岩气的迅速发展不仅在改变美国的能源结构,也将对全球能源格局产生重要影响。
一方面,原本为世界最重要的天然气进口潜力国之一的美国,因页岩气产量的增长正在减少来自加拿大的管道天然气和中东、非洲地区的液化天然气量,并大幅降低天然气价格(美国天然气价格自2008年以来降幅已超过80%)。
美国
美国“页岩气革命”的影响及启示上世纪70年代爆发的石油危机,对以石油输入国为主体的市场经济国家产生了强烈冲击,导致了二战后波及全球的一次经济危机,美国受到的影响首当其冲。
作为反思和对策,时任美国总统尼克松提出了能源独立的目标设想,其后的美国政府也一直秉承这一思想,并以不同形式推动这一进程。
近十年来,一直追求能源独立的美国掀起了一场浩大的能源革命,其页岩气产量井喷式增长,并逐步成为美国天然气的主力。
美国也因此在2009年超越俄罗斯,成为世界第一大天然气生产国。
页岩气革命,为美国经济发展提供了新动力(310328,基金吧),也对世界经济产生了巨大影响。
如何看待美国“页岩气革命”的影响,以及我国从中能获得哪些启示,是本文将要回答的问题。
一、“页岩气革命”的由来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。
页岩气以吸附或游离状态存在于富有机质泥页岩及其夹层中,开采难度较大。
世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国。
1997年,Mitchell能源公司在Barnett盆地页岩带作业中首次使用水力压裂技术,由此拉开美国“页岩气革命”的序幕。
2003年,水平井技术的应用使美国页岩气的开发进入新的历史阶段。
目前,美国依靠技术、资源和管网基础设施优势,成为世界上唯一实现页岩气大规模商业化开采的国家。
2011年,美国页岩气产量达到1800亿立方米,占天然气总产量的25%。
2012年4月,美国联邦能源管理委员会批准了切尼尔能源公司的液化天然气(LNG)出口申请,这是四十多年来美国第一个天然气出口项目,也是美国“页岩气革命”的标志性事件。
美国有专家表示,页岩气使得美国100年无后顾之忧。
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。
加拿大的页岩气资源主要位于其西部地区,与美国西部地区地质结构类似,美国发展起来的成熟技术可以较为方便地在当地移植与应用,这是加拿大页岩气能够得以发展的主要原因。
美国页岩气革命及启示
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。
页岩气革命对中国的影响
页岩气革命对中国的影响发生在美国的“页岩气革命”被誉为“一百年来石油工业最重大的事件”,对美国经济、世界能源市场和国际地缘政治都已产生多方面影响,这些影响随着时间推移将日趋明显。
对中国而言,“页岩气革命”带来了机遇,但更多的是带来了挑战。
借鉴美国的成功经验,加速发展我国包括页岩气在内的非常规天然气势在必行。
这不仅具有经济意义,而且具有国际政治意义。
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。
由于页岩气产量的增加,美国已于2009年替代俄罗斯成为世界第一天然气生产国。
随着页岩气快速发展,美国国内能源供给的安全得到了极大保障,为其实现“外谋霸权”的战略意图腾出了更大的空间。
这一点并非臆测,证据就是:美国本来就有能源部,但2011年11月在希拉里领导下的国务院又成立了一个能源资源局,专门负责从外交角度制定美国的国际能源政策,与军事部署、外交政策等相配合,以打造全新的一体化战略,服务于美国国家战略。
由此可见,美国新时期的能源武器可能已经打造好了,未来“挟石油以令诸国”的现象也许为时不远了。
对此,我们必须密切加以关注,做到有备无患。
我国是世界上最大的能源消费国,对国际能源市场的依赖日趋严重。
页岩气革命对我国而言是一柄双刃剑:一方面有利于我们缓解国际能源贸易与合作的环境,另一方面也增加了国际能源地缘政治的风险。
1、中国面临的机遇(1)有利于扩大我国能源进口页岩气革命将使得我国能源进口环境变得更为宽松。
一是有利于我国加大天然气进口。
国际天然气供应的快速增长将为我国加大进口提供相对更为有利的条件。
由于能源之间存在着一定的替代效应,美国页岩气革命将在短期内导致美国煤炭价格下降和出口增加。
近几年来,美国大量关闭燃煤机组,改为天然气发电,迫使大量的过剩煤炭必须到国际市场去寻找出路。
(2)有利于我国与能源出口大国之间开展合作页岩气革命一方面增加了国际能源贸易数量,另一方面有力地冲击了世界能源地缘政治格局,削弱了能源出口大国的话语权,再加上中国国内巨大的页岩气储量大约10年之后也可进入快速开发期,这就使得我国与传统能源输出国家进行相关国际贸易谈判时处于相对有利的位置。
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一台钻机(海上双作业钻机) 批量钻井:依次钻不同井的 相同井段,并下套管 脱机作业:注水泥、候凝和 测井不占用钻机时间 远程监控 全部钻完井作业完成后,钻 机搬走(除非是带钻机的生产 平台) 生产
一井场一口井
一个井场或钻井 平台单口井 一台钻机 钻完井作业完成 后,钻机搬走 生产
多级压裂
同步压裂
1821 1920’s 1930’s
美国第1口 页岩气生产 井 俄亥俄页岩 气田规模开 发
1980’s 1990’s
Barnett第 一口测试直 井
2000
Barnett第 一口水平井
2002
本地天然气 供应下降
2004
天然气价格 上涨
2006
2008
2010
2012
2020’s
页岩气中油 的开发受到 重视
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一、北美页岩气发展态势
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1. 北美的页岩气开发是一场“静悄悄的革命”
作业模式 油藏描述技术 钻完井技术 环境技术 技术发展趋势 减阻水压裂 N2\CO2泡 沫压裂 水平钻井 直井 直井 加密井 重复压裂 水平井规模 化应用 综合射孔 工厂化作业 高级压缩 举升机理 通道压裂 压裂化学 水平成像 储层建模 储层和完井 质量 随钻测井 微地震技术 水处理 段数倍增压 裂 集中压裂 随压甜点 监测
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1.得天独厚的 资源条件
资源
5.完善的基础设 施和输气管网
技术 基础设施 北美页岩气
开发
2.持续不断的技 术进步与革新
政府
4.政府主导的早期研 发投入和政策扶持
市场
3.商业化的运 作模式
12
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一台钻机钻完一 口井再钻下一口井 全部钻完井作业 完成后,钻机搬走 (如是带钻机的生 产平台,则不搬走) 生产
1934
1990
2008
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列间距 2.5m 行间 距 3m
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美国天然气的 产量增长及页 岩气的地位
2000年:页岩气0.32万亿ft3 (90亿m3 ) 2011年:页岩气6.8万亿ft3 (1900亿m3 ),占30% 2035年:将占46 % (EIA)
美国9个页岩气主产层单井单位完全成本构成对比图 备注:总成本包括发现与开发成本、作业成本和矿区租用费成本。
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总成本:
美国页岩气开发总成本
2010 年总成本:4 ~6.25 美元/1000ft3
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2. 美国形成八大页岩气产区的生产格局
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2012年5月访问Barnett
加挂中国石油天然气股份 有限公司经济技术研究院
致力于建设成 为国内一流、国 际有影响的能源 战略研究机构和 具有较强决策支 持能力的集团公 1998 司智库 1993
中国石油天然气总公司 信息研究所
2002
中国石油集团 经济技术研究院 中国石油集团 经济技术研究中心
中国石油天然气集团公司 经济和信息研究中心
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典型Eagleford气井的钻完井预算
每井:550 万~950 万美元 钻完井成本比例:4:6 钻机和服务费占比:50% 压裂增产费占比:70%
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1.得天独厚的资源条件
典型 盆地 埋深 (ft) 产层厚 度 (ft) 总有机 碳含量 (%) 储气量 Bcf/平方 英里 单井最 终可采 (Bcf) Barnett 65009000 100-500 3.5-7.0 Haynesville 1050013500 200-300 3.0-5.0 Marcellus 3000-8500 50-250 3.0-12.0 Horn River 650013000 300600 3.010.0 130320 3.09.0 Montney 500010000 300-500 2.5-6.0
Antrim页岩 气开发
天然气价格 下滑
对环境的关 注升级
页岩气开发 国际化
1859 – Edwin Drake demonstrates that oil can be produced in large volumes, launching the U.S. oil industry.
1980s to early 1990s –horizontal drilling and hydraulic fracturing to make the Barnett Shale economic
“一部”:公司把握内外部环境,研究制
定竞争对策和发展战略的“参谋部”
“三中心”:谋划全局性重大战略问题的研究中心、 国内外石油石化信息资源开发中心、经济和技 术信息的对外交流与合作中心。
1964
石油工业部 科技情报研究所
Who we are
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公司名称 XTO Energy, Inc Chesapeake Energy EOG Resources Carrizo Oil and Gas, Inc. Encana Range Resources Williams Goodrich Petroleum Corporation Penn Virginia Cubic energy GMX Resources Devon Energy Newfield Exploration K2 Energy Barnett 1.1 1.3 1.5 1.2 1.3 1.3 1.3 1.3 – 2.4 1.90 1.20 1.50 1.8 2 1.0-2.0 Haynesville 1.6 1.5 Woodford 1.6
2010.1 – 2011.9
2010年开始美国页岩油钻机迅速增加
美国页岩油产量预测
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二、北美页岩气革命的成功经验
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工厂化作业模式推动了水平井数量快速增加
工厂化钻井
一个井场多口水平井
批量钻完井 综 合 效 益
一个井场或钻井平台多口井
批量钻井和脱机作业 远程监控 流水线式作业:流水 线式进行钻井、完井、 压裂、生产,即边钻井, 边压裂,边生产
丛式井
一个井场或钻井 平台多口井
2011年仅Barnett页岩气产区就钻水平井近10000口,产量曲线也急速攀高
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技术进步和工厂化作业大幅度降低钻完井成本 成本结构:
发现与开发成本:40% 矿区使用费:40% 作业成本:20%
来源: OGI Yearbook 2011
平均:4.65 美元/ 1000ft3
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发现与开发成本:
Barnett<1.5美元/1000ft 3, Fayetteville、Haynesville<2 美元/1000ft 3 2008—2010 年切萨匹克等18 个典型天然气生产商:发现与开发成本<3 美元/ 1000ft3
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2.持续不断的技术进步与革新
技术整合推动产量呈指数型增长
8 Rest of US 随钻、随压甜点探测 Bakken (ND) Eagle Ford (TX) 水循环利用 Marcellus (PA and WV) Haynesville (LA and TX) 工厂化作业 Woodford (OK) Fayetteville (AR) 微震实时监测 Barnett (TX) Antrim (MI, IN, and OH)
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