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美国页岩气行业报告:百年征途(32页)

行业报告下载 2019-10-10 8 管理员

页岩气开发早期,由于地质认识和开采技术不足,仅限于传统裂缝性页岩气的开发, 大规模深井开采并未出现。1821 年,William A. Hart 在美国纽约州弗里多尼亚钻了第一 口产自页岩的商业天然气井(27 英尺深)。1914 年,在阿巴拉契亚盆地泥盆系 Ohio 页岩 中,发现了世界第一个页岩气田—Big Sandy。1821-1975 年期间, 美国的页岩气完成了 从发现到工业化生产的发展过程。但受地质认识和技术手段的限制,人们对这类资源并 没有重视,没有认识到它的很大潜力,该阶段仅限于传统的裂缝性页岩气的开发,页岩 气深井开发并不普遍,产量也较少。

 70 年代石油危机敲响美国能源安全警钟,同时天然气价格管制带来天然气供不应 求,能源短缺促进了非常规天然气的勘探需求。上世纪 70 年代,美国开始推进非常规 天然气(页岩气、致密气和煤层气)的勘探与开发,这一决策与当时的经济社会环境密 切相关。一方面,1973 年 10 月,第四次中东战争开启。OPEC 为了打击以色列及支持 以色列的国家,宣布石油禁运,造成油价上涨,原油价格从 1973 年的不到 3 美元上涨 到超过 13 美元。第一次石油危机加剧了美国国内的滞胀状况,给严重依赖石油进口的 美国敲响了能源安全的警钟。 另一方面,1970s 美国天然气价格管制政策引发的天然气短缺也增强了勘探非常规 天然气的需求。1978 年前,美国政府实施天然气价格上限管制,州际天然气价格上限设 定在市场化均衡水平以下,过低的气价导致需求猛增。而生厂商由于利润微薄,勘探和 开采动力下降,天然气市场供应严重短缺。短缺首先出现在天然气储量上,天然气已探 明储量在 1967 年达到顶峰后开始迅速下降。同时期,已探明储量与产量之比从 1969 年 的 13:1 下降到 1979 年的 9.8:1。之后天然气产量也开始逐年下滑。

其中针对页岩气,1976 实施了东部页岩气工程(EGSP),EGSP 在美国东部的阿巴 拉契山脉盆地、密歇根盆地和伊利诺伊盆地展开,一直延伸到了 90 年代。这项工程主 要目的有 3 个:(1)开展精确的页岩气资源评价;(2)建立勘探选区原则;(3)开发和完 善的成本有效的页岩气开采技术。通过三十多年的研究工作,建立了一个向美国公众开 放的庞大数据库,其中包含了页岩气储藏、形成机理等若干技术资料,甚至还将一些关 键地质数据,如东北部泥盆纪页岩的上百张详细地质构造图公之于众。东部工程填补了 美国油气行业在页岩气领域的空白,而在此基础上所掌握的地质资料也成了美国油气公 司从辽阔的地下深处获取页岩气的成败关键因素之一。 1980 年,美国天然气研究所(GRI)实施了包括钻井取样、实验分析、压裂增产技 术开发等 30 多个项目的“东部含气页岩研究计划”。该计划促进了美国页岩气的技术研 究,使得页岩气勘探开发、理论研究迅速扩展到美国其他地区。1990s,美国天然气技 术协会(GTI)组织大批科研力量,对水平钻井、水力压裂技术、取芯实验技术等页岩 气开发的关键技术进行深入研究,逐步构建了以岩芯实验为基数、以储层改造为重点的 勘探开发体系。 国家联合私企的技术创新成果显著,主要是大规模水利压裂技术的应用、水力压裂 介质的改进,以及微地震裂缝检测技术、三维地震勘探技术的研发。其中 George Mitchell  创办的 Mitchell 公司在水力压裂领域做出了杰出贡献。1982 年 Mitchell 获得美国天然气 管道公司比现货高出 1.25 美元的长期供气合同,开始研究 Barnett 页岩气开发,寻求改 进压裂介质以减少压裂成本。1994 年,Mitchell 公司完全消除氮气的使用和压裂前的酸 处理,代之以低成本的沙进行压裂,这一技术使得当年压裂成本降低了 10%。1998 年 水力压裂试验取得突破,用低成本的水基压裂液成功取代传统凝胶压裂,对 Barnett 区 块的老页岩气井重新实施增产,最大增产幅度达 2 倍以上。此时 Barnett 区域的单井成 本约为 75-95 万美元,压裂成本则占主要部分(约为 35-45 万美元,以当时美元计价)。 可见压裂技术的进步很大程度减少了页岩气的开发成本,使得更多区域的页岩气开发成 为可能。

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标签: 化工|冶炼|油气

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