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国外页岩气开发的现状分析

【摘要】:进入新世纪后,美国页岩气产量大幅度增长,处于快速发展阶段,钻井数量和产量不断攀升。2016年年产量跨越到4 447×108m3,页岩气资源实现了高效开发。目前西加盆地油气勘探重点已转向页岩气的勘探与开发,并已有多家公司加盟。与美国相比,加拿大页岩气开发还处于初级阶段,大规模的商业性开采还尚未进行。其他国家对页岩气开发持谨慎稳健的态度。德国、法国、英国、波兰、奥地利、瑞典都启动了页岩气勘探开发计划。

日本《读卖新闻》2018年5月29日的报道称,联合国贸易和发展会议(UNCTAD)最新报告显示,页岩气已经成为新时代天然气能源的代表,目前全球可采页岩气总储量预计达到214.5×1012m3。1821年,哈特(Hart)在纽约州弗里多尼亚(Fredonia)钻探美国陆上第一口油气井,成功获得页岩气。1926年实现了页岩气的商业性开发,肯塔基和西弗吉尼亚气田成为当时世界上最大气田。20世纪70年代,美国能源部(DOE)联合其他高等院校和科研院所实施了东部页岩气工程项目,主要研究和开发地区是阿巴拉契亚(Appalachian)、密执安(Michigan)和伊利诺斯(Llinois)盆地。在国家政策扶助、天然气价格上涨、开发技术进步等因素的推动下,20世纪70年代中期,美国页岩气步入规模化发展阶段,70年代末期页岩气产量为1.96×108m3。20世纪80年代初,美国天然气研究所又对东部页岩气进行系统研究,工作重点是对页岩气的资源量进行较详细的评价。进入新世纪后,美国页岩气产量大幅度增长,处于快速发展阶段,钻井数量和产量不断攀升。2000年,美国五个主要页岩气产区生产井达到28 000口,页岩气年产量约122×108m3。2007年,美国页岩气生产井达到42 000口,年产量接近450×108m3,约占美国天然气年总产量(5 596.57×108m3)的8%。其中福特沃斯盆地成为美国最大的页岩气产区,2007年约有8 500口(其中水平井4 982口)页岩气生产井,年产量达305.8×108m3,占美国页岩气年产量的71%。其中1981年发现的Newark East页岩气田已跻身美国十大气田行列,成为美国标志性页岩气田。2007年该气田产量达到217×108m3。2016年年产量跨越到4 447×108m3,页岩气资源实现了高效开发。美国PFC能源咨询公司的数据显示,预计到2020年,页岩气产量将占美国油气总产量的约1/3,届时美国将是全球最大的油气生产国,超过俄罗斯和沙特阿拉伯。

美国页岩气资源丰富,在其本土的48个州均有分布。据美国能源信息署(EIA)2011年资料,美国页岩气技术可采资源量为24.39×1012m3。目前,美国主要有5套具有商业开发价值的页岩气系统,即:福特沃斯(Fort Worth)盆地密西西比系Barnett页岩、阿巴拉契亚(Appalachian)盆地泥盆系Ohio页岩、密执安(Michigan)盆地泥盆系Antrim页岩、伊利诺斯(Illinois)盆地的泥盆系New Albany页岩和圣胡安(San Juan)盆地白垩系Lewis页岩。其中,福特沃斯(Fort Worth)盆地以密西西比系Barnett页岩为储层的Newark East页岩气田,勘探开发程度较高,是美国第二大非常规气田。2006年美国非常规天然气田产量排名如表1-1所示。

表1-1 美国非常规天然气田产量排名

加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家,其页岩气资源也十分丰富,且分布面积广、涉及地质层位多,主要分布在西部地区的不列颠哥伦比亚省东北部的霍恩河(Horn River)盆地泥盆系Muskwa页岩气聚集带和魁北克省奥陶系Utica页岩气聚集带。2010年据世界能源委员会估计,加拿大西部主要盆地(Horn River盆地和Montney深盆地)的页岩气资源量为39.08×1012m3,可采资源量约为6.80×1012m3。加拿大2003年开始页岩气开采,2005年产量超过8.5×108m3,2012年产量约150×108m3,预计到2020年页岩气产量将超过620×108m3,届时非常规天然气产量将占到加拿大天然气总产量的50%。

加拿大页岩气勘探开发主要具有以下特点:

① 加拿大对页岩气的研究和勘探主要集中在西部沉积盆地(西加盆地的不列颠哥伦比亚东部和阿尔伯达地区)的上白垩统、侏罗系、三叠系和泥盆系。预测该区页岩气资源量约为24.3×1012m3(860 tcf)。目前西加盆地油气勘探重点已转向页岩气的勘探与开发,并已有多家公司加盟。

② 对东部若干盆地的密西西比系霍顿组湖相页岩作了研究和评价,认为霍顿组可形成有效的页岩气与页岩油成藏组合。其含气量为2~8.5 m3/t,成熟度Ro为0.7%~2.5%,达到成熟到高成熟阶段。

③ 2004年,加拿大页岩气区域评价列入能源发展目标。截至2006年,不列颠哥伦比亚油气委员会已核准的白垩系和泥盆系试验区达到22个。

④ 在西加盆地,位于不列颠哥伦比亚省中部的Montney页岩、Muskwa页岩已获得商业开采,部分井已投入试采。Muskwa页岩气井初期的日产量为5.7×104~24.9×104m3/d(200×104~880×104ft3/d)。压裂级数越多,产量越高。估算的最终产量为 1.1×108~1.7×108m3。位于魁北克省的Utica页岩和Corraine页岩只有少数气井进行了生产测试,其中一口井的初期产量为2.83×104m3/d(100×104ft3/d)。业内人士认为如果采用水平井和多级压裂技术,将获得更高的产能。估算该页岩组的天然气可采资源量可达1.13×1012m3(40 tcf)。

与美国相比,加拿大页岩气开发还处于初级阶段,大规模的商业性开采还尚未进行。但目前已有许多公司投入大量资金,应用先进技术在阿尔伯特、不列颠哥伦比亚、萨斯喀彻温省、魁北克、安大略、新斯科舍等地区开展页岩气资源勘探,页岩气将有望成为加拿大重要的天然气资源之一。

此外,欧洲、亚洲、南美洲等多国也认识到页岩气资源的潜在价值,不同程度地对页岩气资源进行勘探、评估、开采。

其他国家对页岩气开发持谨慎稳健的态度。澳大利亚尽管页岩气资源十分丰富,但勘探工作仍处于起步阶段,多局限在库珀盆地、卡宁盆地以及珀斯盆地等地区。德国、法国、英国、波兰、奥地利、瑞典都启动了页岩气勘探开发计划。40 余家国际石油公司已经分别在德国、波兰、奥地利和瑞典开始了实质性的勘探与开采工作。