美國頁巖氣發(fā)展概況

1、美國頁巖氣發(fā)展概況3.1 美國著手頁巖氣的開發(fā)背景美國是世界能源消費大國，長期以來，美國政府將“能源獨立”作為政策綱領(lǐng)，希望通過各種手段尋求更多能源供給渠道，改變石油對外依存度高的被動局面。1973年以阿戰(zhàn)爭，阿拉伯等石油輸出國家組織（OPEC）對美國實施石油禁運，1979年伊朗革命造成中東政治陷入混亂造成全球石油短缺，1990年伊拉克入侵科威特帶來兩國石油減產(chǎn)沖擊美國石油進口，這三次“石油震撼”加上對本國油氣資源日益減少的擔(dān)心迫使美國政府進一步落實能源供給分散的策略，加快天然氣以及非常規(guī)油氣的勘探研究步伐，頁巖氣前期的勘探研發(fā)工作就是在這樣的大背景下實現(xiàn)突破的。2007年，美國頁巖氣產(chǎn)量36

2、6.2億立方米，到2010年，產(chǎn)量突破千億，達(dá)到1379.2億立方米（相當(dāng)于美國天然氣總產(chǎn)量的23%）。預(yù)計，到2035年，美國頁巖氣產(chǎn)量將占到本國天然氣總產(chǎn)量的45%，在未來能源格局中扮演更重要的角。美國頁巖氣開發(fā)獲得的巨大成功并非“偶然事件”，在很大程度上得益于技術(shù)進步，美國系統(tǒng)完善的、有利于新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的市場環(huán)境與政策等多方面因素。美國頁巖氣產(chǎn)量（數(shù)據(jù)來源：據(jù)美國能源信息署（EIA）資料整理）3.2 美國頁巖氣發(fā)展的時間表頁巖氣的時間表包括了若干個重要的里程碑：1997年至2009年美國頁巖氣井分布對比圖1821年?在美國紐約的弗里多尼亞商業(yè)天然氣井中首次生產(chǎn)出頁巖氣。1859年?埃德溫

3、?德雷克表示油可大量生產(chǎn)，啟動了美國的石油工業(yè)。19世紀(jì)60年代到20世紀(jì)20年代?天然氣，包括在阿巴拉契亞山脈和伊利諾伊州的盆地由淺，低壓產(chǎn)出的頁巖氣，僅限于用在靠近生產(chǎn)領(lǐng)域的城市。20世紀(jì)30年代?技術(shù)的發(fā)展使得運用大口徑管道把大量的中大陸和東南部油田的天然氣輸送到東北部城市成為可能;天然氣工業(yè)的迅速發(fā)展。20世紀(jì)40年代后期?液壓壓裂首次用于刺激石油和天然氣井。1947年泛美石油股份公司經(jīng)營的堪薩斯州格蘭特縣的氣井第一次運用了水力壓裂技術(shù)。20世紀(jì)70年代初?井下發(fā)動機，作為定向鉆井技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，發(fā)展加速。在隨后的三十年里，定向鉆井能力繼續(xù)向前推進。20世紀(jì)70年代末和80年代初?

4、出于對美國的天然氣資源日益減少的擔(dān)心，聯(lián)邦政府開始資助“非常規(guī)天然氣藏”，如頁巖氣，致密砂巖和煤層的氣體等方面的估算方法的研究和如何改善將氣體從這些巖石中提取的方法。頁巖埋藏較深，如得克薩斯州Barnett和賓夕法尼亞州Marcellus區(qū)塊，都是被眾所周知，認(rèn)為其通透性基本上為零，因此也不考慮其經(jīng)濟性。20世紀(jì)80至90年代初?Mitchell 能源公司結(jié)合大裂縫設(shè)計，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠筒孛枋?，水平井，更低的成本和水力壓裂，使得Barnett頁巖區(qū)塊具有經(jīng)濟性。2003年至2004年?從Barnett頁巖區(qū)塊生產(chǎn)的頁巖氣超越了一些淺層天然氣井的產(chǎn)量，如歷史上的阿巴拉契亞俄亥俄區(qū)塊和密歇根盆地Antri

5、m頁巖區(qū)塊?，F(xiàn)在每天約有20億立方英尺的天然氣是產(chǎn)自美國頁巖氣。2005年至2010年?Barnett區(qū)塊的頁巖產(chǎn)量增長到大約每天5億立方英尺。在其他主要盆地的主要頁巖區(qū)塊也開始發(fā)展。2010年?Marcellus頁巖區(qū)塊亞特蘭大中部/東北部地區(qū)-靠近東海岸的大城市的天然氣需求中心的一個重要的組成部分-被認(rèn)為擁有接近一半的技術(shù)可采近的頁巖氣資源。3.3 美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀3.3.1 資源儲量及分布美國本土48個州廣泛發(fā)育暗色頁巖，根據(jù)美國能源信息署統(tǒng)計，美國頁巖氣資源總儲量約為187.5萬億立方米，技術(shù)可開發(fā)量超過24萬億立方米。目前，美國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)落實20多個頁巖氣區(qū)塊，重點頁巖區(qū)塊包括For

6、t Worth盆地的Barnett頁巖，Arkoma 盆地的Fayetteville頁巖，Oklahoma州中南部的Woodford，North Louisiana Salt盆地的Haynesville頁巖，跨越美國東北六個州的Marcellus頁巖，德克薩斯州南部的Eagle Ford頁巖等。美國頁巖氣分布圖南美洲頁巖氣分布圖美國頁巖氣具有埋藏深度適中（大部分在1802000米）、單層厚度大（3050米）、總厚度超過500米、基質(zhì)滲透率高（大于100mD）、成熟度適中（Ro在1.4%3.5%）、有機碳含量大（大于）、頁巖脆性好（硅含量大于35%）的特點，而且美國頁巖氣豐富區(qū)大多分布在中部平原

7、，地廣人稀且遠(yuǎn)離沿海等經(jīng)濟發(fā)達(dá)以及人口居住集中地，利于修建公路，機動運輸，打鉆等系列開采活動的實施及大面積占地，方便開發(fā)商準(zhǔn)入。美國主要頁巖氣產(chǎn)區(qū)及產(chǎn)量3.4 頁巖氣對美國產(chǎn)生的影響美國頁巖氣的大開發(fā)，一是改變了全國能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，促使全國油氣進口預(yù)期不斷降低，對外依存度有望降至20世紀(jì)80年代以來的最低水平；二是誘發(fā)了油氣價格聯(lián)動機制減弱。自2009年初至2010年3月1日，原油價格已上漲了73%，而美國天然氣價格卻下降了15%；三是刺激了傳統(tǒng)能源的替代應(yīng)用。如，在交通行業(yè)中增加壓縮天然氣替代石油，發(fā)電行業(yè)中增加天然氣替代煤炭等，其中在2005年至2010年的5年間，用于交通燃料的天然氣消費量

8、增長了43.5%，氣發(fā)電的消費份額（相對于天然氣的消費總量）從2005年的26%攀升至2010年的30.1%；四是帶來了更多的就業(yè)機會、稅收收入以及一定程度的區(qū)域經(jīng)濟增長。如，2008年Marcellus頁巖氣的發(fā)展給賓夕法尼亞州帶來了23億美元的經(jīng)濟收入，創(chuàng)造了29000個就業(yè)機會，給州政府和當(dāng)?shù)卣畮砹?.4億美元的稅收。美國氣體能源來源占比示意圖及預(yù)測美國新增發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖及預(yù)測工程壓裂示意圖3.5 頁巖氣改變?nèi)蚰茉从螒蛞?guī)則頁巖氣的異軍突起不僅改變了美國國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)和能源戰(zhàn)略，也影響著世界地緣政治和能源供應(yīng)格局。首先，歐洲天然氣市場呈現(xiàn)多元化供應(yīng)格局。當(dāng)前的美國天然氣市場處于供過于求

9、和高庫存狀態(tài)，在迫使一些LNG出口商將出口目標(biāo)從美國轉(zhuǎn)移到歐洲和亞太市場的同時，美國也正在向LNG出口國轉(zhuǎn)變，目前已經(jīng)與歐洲簽訂了第一個LNG出口合同。其次，俄羅斯正逐漸失去在歐洲天然氣市場強硬的定價權(quán)和一定范圍的市場份額。隨著更多的LNG進入歐洲和亞太地區(qū)，歐洲天然氣消費單一依賴俄羅斯的局面將得到改變，同時可能會有更多用戶轉(zhuǎn)向現(xiàn)貨市場促使LNG價格降低。另外，中國面臨的油氣地緣競爭壓力將會減弱。中國的能源消費大國地位和現(xiàn)階段相對良好的經(jīng)濟環(huán)境，使得全球天然氣供應(yīng)商普遍認(rèn)為中國會是未來管輸氣和LNG進口潛力最大的國家，進而導(dǎo)致來自美國、俄羅斯等資源國的能源合作愿望增強，而俄羅斯天然氣價格的松動可能使中國在中俄天然氣價格談判過程中擁有更多的議價空間。最后，美國頁巖氣大發(fā)展催化世界油氣地緣政治格局發(fā)生結(jié)構(gòu)性調(diào)整。2009年美國以6240億立方米的產(chǎn)量首