辽中蒲河女子溺水:[转载]美国页岩气快速发展对我们的启示

美国页岩气快速发展对我们的启示

    最近有机会参加两次美国公司来华介绍美国页岩气的开发利用技术交流会，了解到最近几年美国页岩气开发进展迅速，2006年产气量达311亿立方米，占美国天然气年总产量的6%，页岩气已经成为重要非常规天然气资源，预测2010年美国页岩气产量将占天然气总产量13%。美国页岩气的快速发展对开发中国页岩气具有很大启迪和借鉴作用。

    一、关于页岩气概念

    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聚集。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，或游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和黏土矿物表面，在一定质条件下聚集成藏并达到经济开采价值。页岩气可以是生物成因、热裂解成因或混合成因，属于非常规天然气范畴。

    二、美国页岩气发展简介

    页岩气在北美诸多海相沉积盆地上泥盆统页岩(如Appalachian盆地Ohio组页岩Michigan盆地Antrim组页岩、Illinois盆地NeAlbany组页岩和Arkoma与Anadarko盆地Woodfor组页岩)、密西西比系页岩(如Fort Worth盆地Barnet组页岩和Arkoma盆地Fayetteville/Caney组页岩)及白垩系页岩(如San Juan盆地Lewis组页岩)中广泛发育。

    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)、7.3×10¹¹m³(26tcf) (USGS，2004)提高到2005年1.1×10¹²m³(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。

    三、页岩气开发特点

    较常规天然气相比，页岩气开发有以下几个特点：一是采收率变化较大(5%-60%)，钻井的产气量相对较低，美国页岩气井的单井总平均产气量约为1000 m³/d，页岩气主产区的单井产量一般介于2800-33000 m³/d之间。二是生产周期长，页岩气田开采寿命一般可达30～50年，甚至更长。美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年。开采寿命长，就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。三是页岩气在成藏、开采机理上与煤层气具有相似性，页岩在地层层序上，多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。页岩气在页岩中除极少量的溶解状态天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中，吸附状态天然气的含量变化于20%-85%之间。页岩气介于煤层吸附气(吸附气含量在85%以上)和常规圈闭气（吸附气含量通常忽略为零）之间。开采方式上，与煤层气类似需要排水降压。

    四、美国页岩气快速发展的主要原因

    一是国家政策的大力扶持。20世纪70年代末期，美国政府在《能源意外获利法》中规定非常规能源开发税收补贴政策，而得克萨斯州自20世纪90年代初以来，对页岩气的开发不收生产税。另外，美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。可以说，美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。对页岩气这个新生事物而言，有利的政策支持无疑大大降低开发成本，刺激页岩气的发展。
    二是技术突破和规模推广应用。页岩气藏属于资源型聚集带，要实现有效动用，地质储量并非主要障碍，问题在于有多少经济和技术可采储量。为了获取比较高的收益率，除了天然气市场价格因素以外，利用钻井、完井工程技术和油气井增产工艺，通过优选目的层段、加快钻井速度、提高单井产能、延长开采期限，达到成本控制的目的，是页岩气开采过程中的重要环节。美国经过多年攻关，探索出一套先进的页岩气开采技术，主要有水平井＋多段压裂技术、清水压裂技术和近期出现的最新压裂技术—同步压裂技术，这些先进技术的规模推广应用大幅提高了页岩气井产量。

    五、加快发展中国页岩气产业的建议

    一是国家制定针对性强的扶植政策，调动企业开发页岩气积极性

    国家过去两年制定了一系列扶植支持煤层气开发的政策，包括矿权使用、专用设备引进、气价确定、税收、利用等方面的优惠政策。建议这些政策也适用于页岩气的开发利用。

    二是加强资源评价，寻找页岩气富集区带和有利开发区

    中国领土范围内各地质历史时期页岩广泛分布，海相、陆相俱全，初步估计中国页岩气资源在100万亿方左右。中国海相沉积广泛，中、上元古界和古生界分布面积达300万km²以上，陆上古生界海相沉积面积约280万km²，且各主要层系均有良好的烃源岩，演化程度普遍很高，具备页岩气成藏的地质条件。四川盆地、准噶尔盆地等一些地区页岩层段的钻井已经获得工业气流，1981年四川盆地阳63井3505-3518m井段黑色炭质页岩段射孔后，经土酸酸化处理，获得天然气3500m³/d，其中甲烷含量96.4%，表明该区泥页岩在一定构造作用下可以形成裂缝性气藏。

中国中、新生代陆相湖盆的有效烃源岩系以暗色泥质岩为主，烃源岩中富含钙质的高电阻率层段、异常高压带是寻找一定规模的裂缝性泥页岩气藏的有利区域。所以，陆上天然气产区、以原油生产为主的勘探成熟区块仍然有可能发现丰富的页岩气资源，应该加强对页岩气的勘探和综合评价。

    建议设立“页岩气富集有利区优选评价” 研究专题，主要研究包括四川、准噶尔、鄂尔多斯、松辽等大型油气盆地页岩气形成地质条件研究；页岩气资源计算与评价；建立页岩气富集有利区评价指标体系；预测页岩气富集有利区带，寻找页岩气有利开发区块。通过地质研究工作查明资源，落实目标，为进一步勘探开发明确方向，促进页岩气的发展。

    三是加强对外合作，在成熟探区开展页岩气开采技术先导试验

    美国在页岩气开发方面走在世界的前列，已经探索出一套先进的页岩气开采技术，国内在地震储集层预测、低渗透气藏储集层大型压裂改造、裂缝性油藏压裂井产能评价以及微地震监测技术等方面也积累了较为丰富的经验。因此选择较成熟页岩区，通过与国外公司开展技术合作，开展先导试验，可以加快建立符合中国页岩气藏特点的勘探开发配套技术。

    建议设立“页岩气开采先导试验”工程项目，油田牵头，有关院校参加，与外方公司合作设计试采技术方案，开展页岩气先导试验区优选与评价、试验区页岩气试采工艺设计、试验区页岩气试采方案设计、现场实施与技术服务、先导试验评估与分析等项工作。

    中国页岩气资源丰富，开发潜力巨大，相信只要思想解放、政策引导、管理得力、技术突破，中国页岩气大发展的春天必将很快到来。