美国页岩气发展概况

美国页岩气发展概况

3.1 美国着手页岩气的开发背景

美国是世界能源消费大国，长期以来，美国政府将“能源独立”作为政策纲领，希望通过各种手段寻求更多能源供给渠道，改变石油对外依存度高的被动局面。1973年以阿战争，阿拉伯等石油输出国家组织（OPEC）对美国实施石油禁运，1979年伊朗革命造成中东政治陷入混乱造成全球石油短缺，1990年伊拉克入侵科威特带来两国石油减产冲击美国石油进口，这三次“石油震撼”加上对本国油气资源日益减少的担心迫使美国政府进一步落实能源供给分散的策略，加快天然气以及非常规油气的勘探研究步伐，页岩气前期的勘探研发工作就是在这样的大背景下实现突破的。

2007年，美国页岩气产量366.2亿立方米，到2010年，产量突破千亿，达到1379.2亿立方米（相当于美国天然气总产量的23%）。预计，到2035年，美国页岩气产量将占到本国天然气总产量的45%，在未来能源格局中扮演更重要的角。

美国页岩气开发获得的巨大成功并非“偶然事件”，在很大程度上得益于技术进步，美国系统完善的、有利于新兴产业发展的市场环境与政策等多方面因素。

美国页岩气产量（数据来源：据美国能源信息署（EIA）资料整理）3.2 美国页岩气发展的时间表

页岩气的时间表包括了若干个重要的里程碑：

1997年至2009年美国页岩气井分布对比图

1821年?在美国纽约的弗里多尼亚商业天然气井中首次生产出页岩气。

1859年?埃德温?德雷克表示油可大量生产，启动了美国的石油工业。

19世纪60年代到20世纪20年代?天然气，包括在阿巴拉契亚山脉和伊利诺伊州的盆地由浅，低压产出的页岩气，仅限于用在靠近生产领域的城市。

20世纪30年代?技术的发展使得运用大口径管道把大量的中大陆和东南部油田的天然气输送到东北部城市成为可能;天然气工业的迅速发展。

20世纪40年代后期?液压压裂首次用于刺激石油和天然气井。1947年泛美石油股份公司经营的堪萨斯州格兰特县的气井第一次运用了水力压裂技术。

20世纪70年代初?井下发动机，作为定向钻井技术的关键组成部分，发展加速。在随后的三十年里，定向钻井能力继续向前推进。

20世纪70年代末和80年代初?出于对美国的天然气资源日益减少的担心，联邦政府开始资助“非常规天然气藏”，如页岩气，致密砂岩和煤层的气体等方面的估算方法的研究和如何改善将气体从这些岩石中提取的方法。页岩埋藏较深，如得克萨斯州Barnett和宾夕法尼亚州Marcellus区块，都是被众所周知，认为其通透性基本上为零，因此也不考虑其经济性。

20世纪80至90年代初?Mitchell 能源公司结合大裂缝设计，严谨的油藏描述，水平井，更低的成本和水力压裂，使得Barnett页岩区块具有经济性。

2003年至2004年?从Barnett页岩区块生产的页岩气超越了一些浅层天然气井的产量，如历史上的阿巴拉契亚俄亥俄区块和密歇根盆地Antrim页岩区块。现在每天约有20亿立方英尺的天然气是产自美国页岩气。

2005年至2010年?Barnett区块的页岩产量增长到大约每天5亿立方英尺。在其他主要盆地的主要页岩区块也开始发展。

2010年?Marcellus页岩区块亚特兰大中部/东北部地区--靠近东海岸的大城市的天然气需求中心的一个重要的组成部分-被认为拥有接近一半的技术可采近的页岩气资源。

3.3 美国页岩气产业现状

3.3.1 资源储量及分布

美国本土48个州广泛发育暗色页岩，根据美国能源信息署统计，美国页岩气资源总储量约为187.5万亿立方米，技术可开发量超过24万亿立方米。目前，美国已经发现落实20多个页岩气区块，重点页岩区块包括Fort Worth盆地的Barnett页岩，Arkoma 盆地的Fayetteville页岩，Oklahoma州中南部的Woodford，North Louisiana Salt盆地的Haynesville页岩，跨越美国东北六个州的Marcellus页岩，德克萨斯州南部的Eagle Ford页岩等。

美国页岩气分布图

南美洲页岩气分布图

美国页岩气具有埋藏深度适中（大部分在180~2000米）、单层厚度大（30~50米）、总厚度超过500米、基质渗透率高（大于100mD）、成熟度适中（Ro

在1.4%~3.5%）、有机碳含量大（大于２％）、页岩脆性好（硅含量大于35%）的特点，而且美国页岩气丰富区大多分布在中部平原，地广人稀且远离沿海等经济发达以及人口居住集中地，利于修建公路，机动运输，打钻等系列开采活动的实施及大面积占地，方便开发商准入。

美国主要页岩气产区及产量

3.4 页岩气对美国产生的影响

美国页岩气的大开发，一是改变了全国能源供应结构，促使全国油气进口预期不断降低，对外依存度有望降至20世纪80年代以来的最低水平；二是诱发了油气价格联动机制减弱。自2009年初至2010年3月1日，原油价格已上涨了73%，而美国天然气价格却下降了15%；三是刺激了传统能源的替代应用。

如，在交通行业中增加压缩天然气替代石油，发电行业中增加天然气替代煤炭等，其中在2005年至2010年的5年间，用于交通燃料的天然气消费量增长了

43.5%，气发电的消费份额（相对于天然气的消费总量）从2005年的26%攀升至2010年的30.1%；四是带来了更多的就业机会、税收收入以及一定程度的区域经济增长。如，2008年Marcellus页岩气的发展给宾夕法尼亚州带来了23亿美元的经济收入，创造了29000个就业机会，给州政府和当地政府带来了2.4

亿美元的税收。

美国气体能源来源占比示意图及预测

美国新增发电结构示意图及预测

工程压裂示意图

3.5 页岩气改变全球能源游戏规则

页岩气的异军突起不仅改变了美国国内能源结构和能源战略，也影响着世界地缘政治和能源供应格局。

首先，欧洲天然气市场呈现多元化供应格局。当前的美国天然气市场处于供过于求和高库存状态，在迫使一些LNG出口商将出口目标从美国转移到欧洲和亚太市场的同时，美国也正在向LNG出口国转变，目前已经与欧洲签订了第一个LNG出口合同。