全球页岩气资源潜力及开发现状

页岩气是一种重要的非常规资源。近年来,美国页岩气产业发展势头强劲,正在改变着天然气的供应格局,甚至将会影响到美国乃至全球未来的整体能源局势。加拿大、中国、澳大利亚等国对其也有所关注。本文针对全球页岩气资源与开发概况、美国页岩气开发的推动因素与障碍、巴耐特页岩气的主要开发指标等进行了重点剖析。     

中美页岩气勘探开发历程、地质特征和开发利用条件对比及启示

分析美国"页岩气革命"的成功经验对促进中国页岩气产业发展具有重要意义。对比研究中美两国页岩气的勘探开发历程、成藏地质条件、开发利用条件以及资源开发现状,结果表明:中美两国均拥有丰富的页岩气资源,但中国的页岩气勘探开发起步晚,资源探明率低,开发程度低,产量远低于美国,尚处于早期快速发展阶段。美国拥有得天独厚的页岩气成藏地质条件,优越的开发地质条件,完备的开发基础设施;美国在页岩气勘探开发方面的技术创新能力强,工艺技术全球领先,加上产业政策扶持等多种因素,共同促成了其页岩气产量的飞跃。与美国相比,中国的地质构造演化期次多,沉积盆地类型多,发育海相、海陆过渡相和陆相3种类型页岩,不同类型页岩的品质差异大;加之受晚期构造改造强烈,不同构造单元的页岩气保存条件差异大。中国页岩气主要分布区的地形地貌、地下地质条件复杂,开发基础设施相对薄弱,目前在立体高效开发等关键技术和工艺方面与美国存在较大差距。页岩气是中美天然气未来产量增长的主体,也是中国天然气产量增长的重要力量。建议:①进一步加快四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气的勘探开发,实现增储上产;②进一步发挥公益性油气地质调查的引领作用,加强新区、新层系页岩气的地质调查和评价工作,开辟新的页岩气产能基地;③加强自主创新,强化成藏理论研究,攻关适合中国地表地质特点的关键技术工艺,促进深层、常压、陆相和海陆过渡相页岩气的低成本有效开发;④继续从政策方面给予扶持,促进页岩气产业快速发展。     

有效开发中国页岩气

目前中国正在形成页岩气开发热潮,为科学看待页岩气开发,分析了美国页岩气发展的有利因素及中国发展页岩气的条件,从资源、技术、政策等方面将中美两国页岩气开发条件进行了对比。结果认为,除资源基础外,中国在自然条件、气藏埋深、开发技术、管网输送及政策等方面与美国差距都较大;参照国内煤层气及低渗透砂岩气田开发参数进行经济评价,在目前国内气价条件下,页岩气开发暂无经济效益。为实现中国页岩气的规模有效开发,提出如下建议:①开展资源评价,制定相关标准;②扩大对外合作,积极引进技术;③制定优惠政策,鼓励页岩气开发。     

中国页岩气发展前景及相关问题初探

中国近期页岩气勘探开发正在快速推进,取得了多领域页岩气勘探突破。对中国页岩气产业发展现状、发展基础、面临机遇与挑战、发展前景进行了宏观分析,认为中国页岩气勘探开发已取得巨大突破和规模商业发展。对比美国页岩气产业发展历程,判断中国页岩气产业目前处于快速发展初期阶段。从资源分布和质量分析看,四川盆地及其周缘海相页岩气应是近中期勘探开发重要领域,具备几百亿方产能建设资源基础。在页岩气勘探开发实践中,埋深小于3 500 m的海相页岩气高效开发技术系列和环境保护技术已较成熟,但对于深层海相页岩气、构造复杂区低压低丰度页岩气和陆相、海-陆过渡相页岩气还缺乏高效、适用的技术。在“十三五”期间,我国应采取积极发展战略,充分利用丰富的资源和当前良好的机遇,发展一批页岩气勘探开发核心技术,使页岩气产量达到（200~300）×10⁸ m³。为保障这一目标的实现,建议组织开展页岩气资源及目标评价,开展页岩气工程技术攻关,同时采取措施推进环境保护和规模效益开发。     

页岩气成藏特点及勘探选区条件

中国页岩气勘探尚属于早期阶段,对页岩气成藏的认识还不够深入,页岩气的资源评价亦处于薄弱环节.通过北美与四川盆地页岩气的对比可知,与常规天然气相比,页岩气的成藏条件只需要物源条件、储集条件、初次运移条件及保存条件,没有二次运移和圈闭条件的要求.页岩气具有3个典型的成藏特征,即独特的成因特征、气源生产力特征和赋存特征.基于页岩气成藏条件和成藏特征的分析,综合考虑地质状况、经济效益和环境影响等多方面的因素,建立了页岩气勘探开发的选区指标,以此为页岩气资源评价服务.     

中国页岩气勘探开发面临的问题与对策

为加快中国页岩气产业的发展步伐,探讨了中国页岩气勘探开发面临的问题,并提出相应的应对措施。分析认为,页岩气要成为中国天然气勘探开发的后备领域,形成产业化规模并为调整和优化能源结构、缓减天然气供需矛盾作出贡献,至少需要解决4个问题：①中国是否存在页岩气;②页岩气的单井产量有多高;③页岩气藏的规模有多大;④开采页岩气的成本是否划算。四川盆地长宁、威远地区钻获丰富的页岩气,初步回答了中国有无页岩气的问题,但是,中国页岩气的勘探开发还面临着资源、环境、技术、成本和政策等5个方面的挑战：①页岩气资源评价、储量计算和产能预测的方法需要探索,页岩气资源量、储量和产能尚不清楚;②中国页岩气勘探开发受环境制约,环保要求高;③页岩气的评价技术和核心工艺技术还不完全掌握;④成本是制约页岩气效益开发的关键因素;⑤现有天然气勘探开发的一些技术标准不适应页岩气勘探开发,中国缺少发展页岩气产业的系统扶持政策等。针对上述问题,建议当前应当做好矿权秩序维护、科技攻关、政策扶持、标准制订、先导试验区建设和体制创新等工作。     

影响页岩气高产的地质因素分析

页岩气是目前天然气储量增长的最主要因素,我国蕴含丰富的页岩气资源,页岩气的成功开发将对能源结构、环境政策及能源安全产生重要影响。为了查明影响页岩气高产的地质因素,本文将页岩气藏与常规油藏对比总结得出页岩气藏的特征;分析了页岩气生烃机理、赋存机理与运聚机理;探讨了各地质因素对页岩气开发的影响能力与作用方式。研究认为,各种错综复杂的地质因素主要通过含气量、含气页岩厚度与面积、脆度及孔隙—裂隙网络4个方面影响页岩气的开发难度与商业价值。     

我国页岩气开发示范区进展与启示

对全球页岩气资源潜力及发展现状、中国页岩气示范区进展情况与美国页岩气发展历程进行了对比分析,取得以下认识:海相页岩气有机质丰度高、类型好,含气量高、分布稳定、面积广,是我国页岩气勘探开发首选领域;页岩气规模效益开发需要非常规管理和非常规技术。中国页岩气发展面临的主要问题是:页岩气资源、市场、政策和管网配套等条件与美国相比都有较大差距;资源潜力与规模效益开发尚不明朗;在目前单井成本下,2020年实现300×10~8m~3产量目标难度非常大。据此建议:立足四川盆地海相,稳步推进我国页岩气发展;创新管理,不断探索和应用经济适用技术,降本增效;优选"甜点"、锁定"富集层",提高单产;继续加大页岩气开发的政策扶持力度。     

页岩气资源的经济性分析——以Marcellus页岩气区带为例

中国页岩气技术可采资源量以近32×1012 m3而位居世界首位,随着页岩气"十二五"规划的发布,开发页岩气资源的投资热情高涨。投资决策的成败不仅依赖于对页岩气资源的地质评价,而且还取决于对页岩气资源的经济评价,但是目前国内外针对后者的研究却都较少。为此,以美国Marcellus页岩气区带为例,对涉及该区带11家能源公司2011年—2012年度页岩气井的41组经济参数进行了采集,据此开展了页岩气资源经济性分析研究。所取得的成果包括:①建立了一套页岩气资源经济性分析的思路、流程和方法,包括现金流量法、敏感性分析法等;②明确了影响页岩气资源经济性的主控因素为气价、初始产量和成本,其中初始产量是决定页岩气经济性的根本因素,页岩气资源的经济性分析必须以页岩气井的初始产量分析为基础;③构建了Marcellus页岩气区带气价、开发成本、操作成本和资源税负(矿区使用费)等指标的经济评价图版。上述成果可为企业开发页岩气资源提供经济评价的重要参数和方法流程,也可以为政府制订页岩气资源税负政策提供参考和借鉴。     

页岩气开发综述

中国页岩气资源具有广阔的开发前景。目前中国尚未实现页岩气的工业开发,对页岩气综合评价、采出机理、开采技术的研究还不成熟。基于前期研究及文献调研,对国内外页岩气的研究进展以及美国页岩气开发经验进行了归纳总结,探讨以下几个方面:1综合评估页岩气资源是开发的第一步,分析了决定页岩气开发潜力的各个参数;2深入研究页岩气的采出机理对开展数值模拟和指导压裂设计有重要意义,总结了页岩气的复杂开采机理及流动模型;3页岩气开发中的关键技术主要是水平井与水力压裂,重点揭示了储层特点与技术之间的内在联系,为优化开采提供参考;4回顾中国页岩气的开发进程和资源特点,展望未来开发前景。     

Significance of Shale Gas Development

Natural gas production from shale formations is growing exponentially in the United States. This paper introduces the five major shale formations in the United States and the technologies used to produce them. The Barnett, Haynesville, Fayetteville, Woodford, and Marcellus combined hold an estimated 978 trillion cubic feet of total gas reserves. These findings along with recent technological advances in horizontal drilling and completion methods have transformed the natural gas exploration and production industry in the U.S. and have fundamentally changed the U.S. energy picture. Specifically this paper states that the United States through the utilization of natural gas from shale can reduce its carbon emissions and can become more energy self-sufficient. Finally, the Harding ＆ Shelton Group states in this paper that the opportunity to locate and produce shale gas in China is very similar to that which has taken place in the United States.     

北美后页岩革命时代带来的启示

2014年国际油价暴跌并持续低位运行,2016年开始北美迎来了主要从事页岩油气开发能源公司的倒闭潮.2020年6月28日美国页岩油气开发先导者Chesapeake能源公司宣布破产保护,引起了全球能源行业的高度关注.业界议论更多的是页岩油气开发能否可持续发展,甚至有人认为北美页岩油气开发可能是新的旁氏骗局.通过总结美国页...     

美国“能源独立”探析

"能源独立"、"能源新政"、"石油安全"、"降低石油对外依存度"、"可再生能源"、"清洁能源"、"替代能源"等,这是近些年来业界出现频率较高的一些词汇。肩负危机重建的历史使命,开阖美国百年来的创造梦想,奥巴马政府能源变革的本质注定是一场跨产业、跨越式     

中国迎来页岩油气革命了吗?

世界能源消费量随着经济的发展持续增长，但油气在世界一次能源消费中的主体地位将长期保持稳定。页岩油气在全球油气供应中的占比在不断增大，这主要得益于美国页岩革命的成功。页岩气开发使美国成为天然气净出口国，而页岩油使美国的石油对外依存度大幅下降。美国页岩革命带动了美国经济的发展，同时也对世界能源格局产生了深远的影响。在中国政府的大力推动下，通过国家石油公司的积极实践，中国页岩气在短期内快速实现了重大突破，中国成为继美国和加拿大之后第三个具有进行商业化开发页岩气能力的国家。虽然中国的页岩气勘探开发取得了较大的进展，但仍面临着诸多挑战，而这些难题的解决需要理论、技术和机制等方面的创新。中国具有巨大的页岩油资源潜力，但页岩油勘探开发困难重重，在陆相页岩油富集机理、分布规律、甜点预测与低成本开发等方面都需要开展深入的研究。总体来看，中国正迎来页岩气革命，而页岩油革命还未到来。     

四川盆地长宁—威远区块海相页岩气田成藏条件及勘探开发关键技术

中国页岩气资源丰富,开发前景广阔,但中国页岩气资源的品质与美国不同,必须发展自己的开发技术.为此,中国石油天然气集团有限公司立足自主创新,围绕四川盆地南部地区龙马溪组页岩气的地质和工程特点,开展了系统的理论研究和技术攻关.通过揭示"沉积-成岩作用控储、保存条件控藏、Ⅰ类储层连续厚度控产"的"三因素控制"海相页岩气富集高...     

Progress and Challenges of Shale Gas Exploration and Development in China

China is abandant in shale gas resources. Encouraged by the successful development of shale gas resources in the U. S., China began its shale gas research and exploration activity about 10 years ago. This paper briefed the history, state quo and future of shale gas development in the country. Factors that constrain the shale gas industry there include technology limitations, attitude of the government, environmental concerns and etc. The future of the shale gas industry in China depends heavily on how well these issues are dealt.     

美国炼油工业面临的机遇与挑战——2013年AFPM年会综述

介绍了2013年AFPM年会概况。根据大会主题报告和分会场报告内容,对目前美国炼油工业面临的机遇与挑战进行了论述。按照FCC技术、加氢、生物燃料、页岩油（气）加工主题对各领域技术进展分别进行了介绍。重点讨论了目前美国页岩油（气）产量急速增长对美国炼油工业以及美国经济所产生的影响。伴随页岩气增长随之而来的是天然气价格的下降,由此炼油厂制氢原料由石脑油转向天然气,大大降低了制氢成本,使美国的加氢优势显著。激增的页岩油产量与外运能力不足,造成了致密油价格下降,美国中西部炼油厂获益匪浅,提高了美国石油化工行业竞争力,使美国由石油产品进口国成为净出口国。FCC和加氢技术催化剂分子水平研究有很大进步,对指导新型功能催化剂的开发具有指导意义。新型焦化添加剂及重油非加氢脱硫技术为高效加工重油提供了新方法。生物燃料技术开发前景广阔,许多技术有望工业化应用。     

美国页岩气开发环境风险控制措施及其启示

美国页岩气产业快速发展对美国和世界能源格局产生了重要影响,但其页岩气开发带来的环境风险也较大,包括土地占用与污染、水资源大量消耗与污染、大气污染与温室气体排放等。为此,从政府监管措施和环境友好开发技术两方面分析了美国页岩气开发环境风险控制措施,主要包括建立多级协调的监管体系、实行页岩气开发全过程监管并针对其特点新增监管措施、提出一系列降低页岩气开发环境风险的开发指南等。结合中国的实际情况分析认为,部分地区页岩气开发将面临土地紧张、水资源短缺及潜在污染等环境问题,因此在页岩气开发起步阶段即应将环境监管作为促进中国页岩气产业健康发展的重要手段。进而建议：①在政府监管方面,应尽快完善油气开发环境监管法律体系,从国家层面推动页岩气环境监管体系建设,提升环境监管能力,设立页岩气开发环保技术推广补贴和环境保护专项基金,并建立有效的公众沟通机制;②在开发技术方面,对外合作中应优先引进环保开发技术,自主技术研发应以节水、节地和设备小型化为发展方向。     

基于大数据PLS法的页岩气产能影响因素分析——以四川盆地涪陵气田焦石坝区块为例

至2018年底,四川盆地涪陵页岩气田已经建成超百亿方产能,累计生产页岩气超200×10~8m^3,成为了国内首个实现商业效益开发的页岩气田。以室内实验为基础,与现场生产相结合,对影响涪陵气田页岩气水平井产能的主要因素开展研究,得到各影响因素与页岩气产能之间的关系。研究表明,焦石坝区块不同开发分区页岩气井的影响因素不同,采用偏最小二乘法(PLS)模块大数据分析方法,计算特征变量的投影重要性(VIP值),确定产能影响因素与分区产能影响因素综合评价结果一致,证实了焦石坝一期产建区不同分区页岩气井产能的主要影响因素存在差异。研究成果对中国南方海相页岩气初期产能影响因素的研究具有一定的指导和借鉴意义。