美国页岩气发展历程

美国页岩气发展历程

页岩气是指赋存于页岩系统中的天然气，与煤层气、致密砂岩气构成当今世界三大非常规天然气，是一种新类型能源。据预测，世界页岩气资源量为456万亿立方米，在中、美、俄等北半球广大地区均有分布，与常规天然气储量相当。1.美国页岩气概况

美国拥有丰富的天然气资源。据美国能源信息署（EIA）2007年估算，美国技术可采的天然气储量超过49.38万亿立方米，其中页岩气、致密型砂岩气和煤层气等非常规天然气占60%；已探明的天然气可采储量达到5.97万亿立方米。2007年美国的天然气产量为5470亿立方米，按照这一产量水平，已探明可采储量可以保证美国未来超过100年的天然气需求。在过去的10年间，美国的非常规天然气产量增长了近65%，从1998年的1530亿立方米增长到2007年的2520亿立方米，相应地，非常规天然气产量占天然气总产量的比例也从1998年的28%增加到了2007年的46%。而美国非常规天然气增长的一个重要原因就是页岩气的迅速发展。跟据EIA预测，美国页岩气产量占天然气总产量的比例将从2007年的12%上升到2013年的35%；到2030年，美国的非常规天然气产量将占天然气总产量的55%（见图例），其中页岩气的贡献将进一步加大。

2.页岩气发展历程（可以综合以下三点进行综述）

（a）美国对页岩气进行研究和钻探最早始于19世纪30年代，但直到1980年美国政府实施了非常规燃料免税政策后，页岩气才得到广泛的商业性开采，特别是1981年Mitchell能源公司在德克萨斯州北部Fort Worth盆地Barnett页岩的成功钻探，再一次引起了人们对页岩气的兴趣，但由于技术等原围，1989年美国仅产页岩气42×108m3。到2()世纪90年代，在政策、价格和技术进步等因素的推动下，美国页岩气产量增速加快。特别是2003年采用水平井开发技术后，页岩气产量大幅增长，当年达到200m×108m3。在美国参与页岩气开发的石油公司，也从2005年的23家发展到2008年的6()多家。

（b）美国第一口工业性天然气钻井(1821年钻至8 m深度时产出裂缝气)就是页岩气井(Chautauqua县浅埋的泥盆系Dunkirk页岩),当时由于产气量少而没有引起人们的重视,但却就此拉开了美国天然气工业发展的序幕。此后,美国的页岩气藏陆续被发现,到1926年时,东肯塔基和西弗吉尼亚气田(泥盆系页岩)成为当时世界上最大的天然气田。从1980年开始,美国天然气研究所开始对东部页岩气进行系统研究,主要目的是摸清页岩气分布规律并进行资源潜力评价,不断地发现新的页岩气田并使页岩气产、储量进一步提高; 随后的页岩气勘探和研究迅速向其他地区扩展,页岩气研究全面展开。20世纪70年代以来,美国政府相关机构投入了大量资金用于页岩气的地质和地球化学探索研究。通过这些努力,尤其是地质和技术研究的不断深入,美国的页岩气年产量从1979年到1999年净增了7倍,其中最重要的进展是认识到页岩气的吸附作用机理,从而使其产、储量得到了大幅度的提高。

（c）美国页岩气开采最早可追溯到1821年，20世纪20年代开始现代化工业生产，70年代中期步入规模化发展阶段，70年代末期年产约19.6亿立方米(70bcf)。但进入20世纪90年代，特别是2000年以来，相关勘探开发技术得到广泛应用，年产量和经济、技术可采储量迅速攀升。2002年、2004年页岩气产量分别占天然气总产量的3%和4%；Fort Worth盆地中部Barnett组页岩气技术可采储量由3.9×1010m3(1.4tcf) (USGS，1990)、8.4×1010m3(3tcf)(USGS，1996)、7.3×1010m3(26tcf) (USGS，2004)提高到2005年1.1×1010m3(39tcf) (Advanced Resources，2005)，截至2006年，美国有页岩气井40 000余口，2006年生产页岩气311×108m3，占天然气总产量的6％。参与页岩气开发的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。

3. 历年页岩气产量

（a）2008年美国页岩气井已超过4万口，产量520×108m3，占美国天然气总产量的10%(EIA，2009)；2009年页岩气生产井数增至98590口，产量超过878×108m3，其中Barnett页岩气产量500×108m3。页岩气的快速开发使得美国天然气储量增加了40%。预计2010年页岩气产量将占全美天然气产量的15％以上。随着Haynesvillc和Marcellus页岩气的快速开发。美国页岩气产量预计到2020年将达到2066×108m3。

（b）1998年，美国的页岩气产量达到85×108m3，占美国天然气产量的1.6%；页岩气储量1104×108m3，占全国天然气探明总储量的2.3%。

1999年，美国页岩气产量达到108×108m3（Shirley，2001）。

2000年以来，由于高气价、页岩储层描述技术以及钻井和完井技术的进步，页岩气成了有经济价值的勘探开采对象（Cardott，2008）。

2006年，美国页岩气井增至40000余口，页岩气产量达到311×108m3，占全国天然气总产量的5.9%。

2007年，美国页岩气产量达到335×108m3，其中Barnett/Newark East气田和Antrim 气田的产量分列美国第2和第13位。

2008年，美国页岩气产量达到572×108m3, 比上年增长了71%（EIA，2009b），页岩气产量占到美国干气总产量的10%（EIA，2009）。其中70%的页岩气产量来自德克萨斯州的Barnett页岩。

2009年，美国页岩气勘探开发更是取得了惊人的发展速度，页岩气生产井数

增至98590口，产量超过878×108m3。其中，仅Barnett页岩的产量就达到了560×108m3。页岩气快速勘探开发使得美国天然气储量增加了40%。预计2010年页岩气产量将占全美天然气产量的15%以上。

根据高级资源国际(Advanced Resources International,Inc.)的预测，随着Haynesville 和Marcellus 页岩气开发的快速发展，美国页岩气产量预计到2020年将达到2066×108m3（Kuuskraa，2009）。

（c）Shale Gas Production（EIA，Release Date:12/30/2010）

Date U.S. Shale Production (Billion Cubic Feet)

时间美国页岩气产量（亿立方英尺）

2007 1293