美國頁巖氣發(fā)展歷程

1、美國頁巖氣發(fā)展歷程美國頁巖氣發(fā)展歷程頁巖氣是指賦存于頁巖系統(tǒng)中的天然氣，與煤層氣、致密砂巖氣構(gòu)成當(dāng)今世界三大非常規(guī)天然氣，是一種新類型能源。據(jù)預(yù)測，世界頁巖氣資源量為456 萬億立方米，在中、美、俄等北半球廣大地區(qū)均有分布，與常規(guī)天然氣儲量相當(dāng)。1.美國頁巖氣概況美國擁有豐富的天然氣資源。據(jù)美國能源信息署（EIA）2007 年估算，美國技術(shù)可采的天然氣儲量超過 49.38 萬億立方米，其中頁巖氣、致密型砂巖氣和煤層 氣等非常規(guī)天然氣占 60% ;已探明的天然氣可采儲量達到 5.97 萬億立方米。2007 年美國的天然氣產(chǎn)量為 5470 億立方米，按照這一產(chǎn)量水平，已探明可采儲量可 以保證美國未

2、來超過 100 年的天然氣需求。在過去的 10 年間，美國的非常規(guī)天 然氣產(chǎn)量增長了近 65%，從 佃 98 年的 1530 億立方米增長到 2007 年的 2520 億 立方米，相應(yīng)地，非常規(guī)天然氣產(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的比例也從佃 98 年的 28%增加到了 2007 年的 46%。而美國非常規(guī)天然氣增長的一個重要原因就是頁巖氣 的迅速發(fā)展。跟據(jù) EIA 預(yù)測，美國頁巖氣產(chǎn)量占天然氣總產(chǎn)量的比例將從2007年的 12%上升到 2013 年的 35% ;到 2030 年，美國的非常規(guī)天然氣產(chǎn)量將占天 然氣總產(chǎn)量的 55% （見圖例），其中頁巖氣的貢獻將進一步加大。EIA2 H國非常規(guī)天然氣產(chǎn)的變

3、化趨勢2. 頁巖氣發(fā)展歷程(可以綜合以下三點進行綜述)(a)美國對頁巖氣進行研究和鉆探最早始于19 世紀 30 年代，但直到 佃 80 年 美國政府實施了非常規(guī)燃料免稅政策后，頁巖氣才得到廣泛的商業(yè)性開采，特別是 1981 年 Mitchell 能源公司在德克薩斯州北部 Fort Worth 盆地 Barnett 頁巖 的成功鉆探，再一次引起了人們對頁巖氣的興趣，但由于技術(shù)等原圍， 1989 年 美國僅產(chǎn)頁巖氣 42為0論3。到 2()世紀 90 年代，在政策、價格和技術(shù)進步等因 素的推動下， 美國頁巖氣產(chǎn)量增速加快。 特別是 2003 年采用水平井開發(fā)技術(shù)后， 頁巖氣產(chǎn)量大幅增長，當(dāng)年達到2

4、00m為08m3。在美國參與頁巖氣開發(fā)的石油公司，也從 2005 年的 23 家發(fā)展到 2008 年的 6()多家。(b) 美國第一口工業(yè)性天然氣鉆井( (1821 年鉆至 8 m 深度時產(chǎn)出裂縫氣) )就是頁巖氣井 (Chautauqua 縣淺埋的泥盆系 Dunkirk 頁巖),當(dāng)時由于產(chǎn)氣量少而沒有 引起人們的重視 ,但卻就此拉開了美國天然氣工業(yè)發(fā)展的序幕。此后 ,美國的頁巖 氣藏陸續(xù)被發(fā)現(xiàn) ,到 1926 年時,東肯塔基和西弗吉尼亞氣田 (泥盆系頁巖 )成為當(dāng) 時世界上最大的天然氣田。 從 1980 年開始,美國天然氣研究所開始對東部頁巖氣 進行系統(tǒng)研究 ,主要目的是摸清頁巖氣分布規(guī)律并

5、進行資源潛力評價,不斷地發(fā)現(xiàn)新的頁巖氣田并使頁巖氣產(chǎn)、 儲量進一步提高 ; 隨后的頁巖氣勘探和研究迅速 向其他地區(qū)擴展 ,頁巖氣研究全面展開。 20 世紀 70 年代以來 ,美國政府相關(guān)機構(gòu) 投入了大量資金用于頁巖氣的地質(zhì)和地球化學(xué)探索研究。通過這些努力,尤其是地質(zhì)和技術(shù)研究的不斷深入 ,美國的頁巖氣年產(chǎn)量從 1979 年到 1999 年凈增了 7 倍,其中最重要的進展是認識到頁巖氣的吸附作用機理,從而使其產(chǎn)、儲量得到了大幅度的提高。(c) 美國頁巖氣開采最早可追溯到 1821 年，20 世紀 20 年代開始現(xiàn)代化工業(yè)生 產(chǎn)，70 年代中期步入規(guī)模化發(fā)展階段， 70 年代末期年產(chǎn)約 1 9.6

6、 億立方米 (70bcf)。但進入 20 世紀 90 年代，特別是 2000 年以來，相關(guān)勘探開發(fā)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用， 年產(chǎn)量和經(jīng)濟、技術(shù)可采儲量迅速攀升。 2002 年、 2004 年頁巖氣產(chǎn)量分別占天 然氣總產(chǎn)量的 3%和 4% ；Fort Worth 盆地中部 Barnett 組頁巖氣技術(shù)可采儲量 由 3.9X010m3(1.4tcf) (USGS，佃 90)、8.4 T010m3(3tcf)(USGS，佃 96)、7.3 T010m3(26tcf) (USGS，2004)提高到 2005 年 1.1X010m3(39tcf) (AdvancedResources， 2005)，截至 20

7、06 年，美國有頁巖氣井 40 000 余口， 2006 年生產(chǎn)頁巖氣 311X|08m3，占天然氣總產(chǎn)量的 6%。參與頁巖氣開發(fā)的石油企業(yè)從 2005 年的 23家發(fā)展到 2007 年的 64 家。3. 歷年頁巖氣產(chǎn)量(a)2008年美國頁巖氣井已超過 4 萬口， 產(chǎn)量 520為08m3,占美國天然氣總產(chǎn) 量的 10%(EIA ，2009)；2009 年頁巖氣生產(chǎn)井?dāng)?shù)增至 98590 口，產(chǎn)量超過 878Xl08m3,其中 Barnett頁巖氣產(chǎn)量 500為0論3。頁巖氣的快速開發(fā)使得美國 天然氣儲量增加了 40%。預(yù)計 2010 年頁巖氣產(chǎn)量將占全美天然氣產(chǎn)量的15以上。隨著 Haynes

8、ville 和 Marcellus 頁巖氣的快速開發(fā)。美國頁巖氣產(chǎn)量預(yù)計到 2020 年將達到 2066R08m3。(b)佃98 年，美國的頁巖氣產(chǎn)量達到 85為08m3，占美國天然氣產(chǎn)量的 1.6% ;頁巖氣儲量 1104X108m3,占全國天然氣探明總儲量的 2.3%。佃99 年，美國頁巖氣產(chǎn)量達到 108108m3(Shirley, 2001)。2000 年以來，由于高氣價、頁巖儲層描述技術(shù)以及鉆井和完井技術(shù)的進步，頁 巖氣成了有經(jīng)濟價值的勘探開采對象( Cardott， 2008)。2006 年，美國頁巖氣井增至 40000 余口，頁巖氣產(chǎn)量達到 311為08m3,占全國 天然氣總產(chǎn)量

9、的 5.9%。2007 年，美國頁巖氣產(chǎn)量達到 335108m3,其中 Barnett/Newark East 氣田和Antrim 氣田的產(chǎn)量分列美國第 2 和第 13 位。2008 年，美國頁巖氣產(chǎn)量達到 572108m3,比上年增長了 71% (EIA , 2009b), 頁巖氣產(chǎn)量占到美國干氣總產(chǎn)量的 10%(EIA， 2009)。其中 70%的頁巖氣產(chǎn)量 來自德克薩斯州的 Barnett 頁巖。2009 年，美國頁巖氣勘探開發(fā)更是取得了驚人的發(fā)展速度，頁巖氣生產(chǎn)井?dāng)?shù)增至 98590 口，產(chǎn)量超過 878108m3。其中，僅 Barnett 頁巖的產(chǎn)量就達到了560X108m3。頁巖氣快速勘探開發(fā)使得美國天然氣儲量增加了40%。預(yù)計 2010年頁巖氣產(chǎn)量將占全美天然氣產(chǎn)量的 15%以上。根據(jù)高級資源國際(Advanced Resources International,Inc.)的 預(yù)測，隨著Haynesville 和 Marcellus 頁巖氣開發(fā)的快速發(fā)展， 美國頁巖氣產(chǎn)量預(yù)計到 2020年將達到 2066l08m3(Kuuskr