美国页岩气行业报告：百年征途（32页）

行业报告下载 2019年10月10日 06:22 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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