北美裂缝性页岩气勘探开发的启示
页岩气开发对环境的影响及对策浅析
页岩气开发对环境的影响及对策浅析页岩气是一种非常丰富的天然气资源，采用水力压裂技术进行开发，可以为能源需求提供重要的补充。
页岩气开发也带来了许多环境问题。
本文将浅析页岩气开发对环境的影响，并提出相应的应对策略。
页岩气开发会对水资源造成一定的影响。
水力压裂过程需要大量的淡水作为注入剂，而且压裂液中的化学品可能会对地下水造成污染。
释放的废水中可能含有重金属和有机化合物，污染地表水。
对于水资源的合理利用和保护是至关重要的。
相关的对策包括：加强水资源管理，制定合理的用水政策，推广水的再利用和回收技术，以及加强对压裂液化学品的监管和排放标准。
页岩气开发会对土壤和生态系统产生影响。
开采页岩气时需要大面积露天开挖和铺设管道，会破坏土壤结构，并造成土壤侵蚀和土壤污染。
开发过程中可能还会破坏当地生态系统，危害当地的植被和野生动物。
为了保护土壤和生态系统，应采取以下对策：加强土壤保护，实行土地复垦和生态修复，合理规划和设计开采工程，以减少对当地生态系统的影响。
页岩气开发还会对空气质量产生影响。
水力压裂过程中释放的气体，如甲烷等，会导致温室气体排放和空气污染。
开采过程中可能会释放硫化氢等有害气体，对环境和人体健康造成危害。
为了改善空气质量，可以采取以下对策：加强对气体排放的监管和治理，推广清洁能源的利用，提高能源利用率，减少温室气体排放。
页岩气开发还存在地震等地质风险。
水力压裂和注水过程中可能会引起地壳的微震和地震活动，增加地质灾害的风险。
为了降低地质风险，应加强地质勘探和监测，制定合理的地震监测和防灾预防措施。
页岩气开发对环境可能会带来一些负面影响，但通过合理的管理和技术手段，这些影响可以被最小化。
政府、企业和公众应共同努力，制定更加严格的监管措施，提高环境保护意识，推动可持续发展的页岩气开发。
非常规天然气资源——页岩气
非常规天然气资源——页岩气来源：百度作者：发布时间：2011-07-21 【大中小】页岩气，是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩亦属致密岩石,故也可归入致密气层气。
取得工业开发成功的仅为北美洲(以美国为主)。
它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。
储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度(30%左右),因而为低产。
但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。
20世纪90年代中期已扩大到密歇根和伊利诺伊盆地,产层扩大到下石炭统页岩,产量达84亿立方米。
其资源量可达数万亿立方米。
一、简介页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。
与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。
因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。
中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当，但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性，并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。
美国页岩气体积改造技术现状及对我国的启示
２１ ０ １年 ３月
石 油 钻 采 工 艺
ＯＩ ＤＲＩ Ｌ ＬＬＩ ＮＧ ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩ ＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０ ． Ｎｏ ２ １ ３３ ． Ｍａ．２ ｒ ０１ｌ
文 章 编 号 ： ０ ０ ３ ３ ２ １ ０ —００ —０ １０ —７ ９ （ ０ １） ２ ０ １ ７
美 国 页 岩 气 体 积 改 造 技 术 现 状 及 对 我 国 的 启 示
吴 奇１ ， ２胥 云 ， 刘玉章 ＇ 丁云宏 ， 王晓泉 王腾飞 ，
（ Ｌ中国石油勘探 与生产分公 司， 北京 １０ ０ ； ． ＮＰ ０ ０ ７ ２ Ｃ Ｃ油气藏 改造 重点实验室 ， 河北廊坊 ３ 中 国石 油 勘 探 开 发 研 究 院廊 坊 分 院 ， 北 廊 坊 ０ ５ ０ ） ． 河 ６ ０ ７ ０５０ ； ６ ０ ７
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北美致密油钻井技术现状及对我国的启示
北美致密油钻井技术现状及对我国的启示2015年02月07日标签：北美致密油钻井技术现状启示文|郭晓霞中国石油集团经济技术研究院水平井钻井及多级压裂技术广泛应用促使北美形成致密油、页岩气比翼齐飞的局面，油气产量双双突飞猛进。
然而，在美国天然气价格持续低迷的影响下，越来越多的公司发现干气业务已难以维系公司盈利的需求。
与此同时，2008 年以后，国际油价持续走高，页岩气开发技术在致密油开发中的应用也取得了成功。
作业公司发现，从事致密油甚至湿气生产能够获得更高的收益。
鉴于此，越来越多的北美作业公司开始削减页岩气业务，将更多的资金和精力投入富含液态烃的致密区带。
与页岩气相似，致密油钻井几乎也经历了尝试、探索、学习、改进、成熟、推广的过程，同样是由于技术的进步，使钻井工作量不断增长、钻井效率不断提升、致密油产量获得突破。
1 北美致密油钻井概况1.1 北美主要致密油盆地及钻完井方式北美是致密油开发较早的地区，随着技术的进步，美国和加拿大的致密油产量获得了巨大的突破。
在美国，致密油主要分布在3个产区：威林斯顿盆地的Bakken 地层，年产2364万t，其占总产量的比例最高，约占美国致密油总产量的36.4%。
得克萨斯州南部的Eagle Ford区带是产量增长最快的产区，2011 年年产1422万t，仅用3年时间就使产量增至总产量的 21.9%。
另外就是 Fort Worth 盆地 Barnett 页岩和落基山脉周边Niobrara页岩，属于逐步被开发的产区。
加拿大的致密油主要分布在Duvernay区块、Muskwa 地区、Montney 区块艾伯塔延伸带和Cardium 产区。
Duvernay 页岩区是致密油的热点产区，液体资源丰富，面积约16.214万km2，储层深度范围为 2500~4000 m，自西向东由深变浅。
Cardium是致密页岩新区，储层埋深 2000 m 左右。
水平井是开发北美致密油开发采用的主要技术，根据不同的地质条件和埋藏特征，在不同地区采取了不同的钻井设计、工具、工艺及方法。
页岩气读书笔记
页岩气研究综述页岩气基本特点（１）岩性多为富含有机质的暗色、黑色页岩、高碳页岩及含沥青质页岩，总体上表现为暗色页岩类与浅色粉砂岩类的薄互层。
（２）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）和2-25%的有机质；（３）页岩气可主要来源于生物作用或热成熟裂解作用；（４）总有机碳含量一般不小于2%，镜质体反射率介于0.4-1.88%之间；（５）页岩本身既是气源岩又是储气层；（６）其孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般只有1-5%。
渗透率则随裂缝的发育程度不同而有较大变化；（７）页岩中具有广泛的饱含气性，天然气的赋存状态多变，以吸附态或游离态为主，吸附状态天然气的含量变化于20-85%之间，一般为50%左右，溶解态仅有少量存在；（８）页岩气成藏具有隐蔽性特点，可以不需要常规圈闭存在，但当裂缝在其中发育时，有助于游离相天然气的富集和自然产能的提高；（９）当页岩中发育的裂隙达到一定数量和规模时，构成天然气勘探的有利目标－甜点。
中国页岩气分类分区图（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20% -90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m一、成藏机理1 页岩气成藏机理和分布（张金川金之钧袁明生001文献）页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
在页岩气藏中,天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中,为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
天然裂缝特征及其对页岩气成藏、开发的控制作用
社会广角 TheSocialAngle56教育前沿 Cutting Edge Education天然裂缝特征及其对页岩气成藏、开发的控制作用文/张瑞摘要：天然裂缝对于页岩气成藏和开发有着重要的控制作用。
本文首先根据产生裂缝的应力来源和触发机制的不同，将泥页岩内的天然裂缝分为构造缝和非构造缝2大类。
泥页岩内部的微裂缝对页岩气的储集空间贡献微弱，大型天然开启裂缝可能破坏上覆盖层封闭性，不利于成藏；裂缝密度是页岩气开发的重要控制因素，被方解石充填的裂缝网络有利于水力压裂，大型开启裂缝可能导致压裂液的漏失，诱发工程事故。
关键词：裂缝类型；构造缝；非构造缝；水力压裂随着页岩气勘探开发工作的深入，地质学家们认识到泥页岩中的天然裂缝对于页岩气成藏和开发有重要影响，但对于天然裂缝在页岩气成藏、开发过程中的作用需要深入分析不同盆地的成藏特征以及不同类型的天然裂缝在页岩气成藏、开发过程中起到的作用。
1 裂缝的成因类型裂缝既是油气储集空间，也是重要的油气渗流通道。
依据产生裂缝的应力来源和触发机制，可以将泥页岩中的裂缝分为2大类：构造裂缝和非构造裂缝。
构造裂缝的形成主要与区域性或局部的构造运动相关联，分布范围较广，平面和垂向上延伸较远；非构造裂缝主要受沉积、成岩等非构造作用影响，发育范围相对局限，平面和垂向上延伸距离较小。
结合裂缝性质与成因，将裂缝进一步细分为6类，8亚类，如表1所示。
表1 泥页岩中常见裂缝类型及成因大类类亚类成因构造裂缝张裂缝由张应力产生的破裂面，多与拉伸作用相伴剪切裂缝低角度滑脱裂缝顺层剪切作用下，沿着泥页岩层面滑动产生的裂缝中高角度剪裂缝在含脆性矿物较多的泥页岩中由剪切作用形成构造压溶缝合线水平挤压作用下形成的压溶缝非构造裂缝层间页理缝由于地层压力释放等作用形成的顺层裂缝成岩缝成岩收缩裂缝成岩作用过程中由泥页岩脱水收缩、矿物相变等作用形成的裂缝成岩压溶缝合线由上覆沉积载荷引起的压溶作用所形成的裂缝超压流体缝泥页岩层在异常高压流体作用下形成的裂缝2 泥页岩中天然裂缝对页岩气成藏及开发的控制作用绝大多数页岩气井都需要人工水力压裂才能获得工业性气流，而天然先存裂缝是岩石中的应力薄弱面，往往控制着诱导裂缝的分布、产状等，对页岩气的开发有着重要的控制作用。
美国Barnett页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示
1前言所谓页岩气，其实质是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气。
近年来，由于天然气供需关系、市场价格以及开采技术进步等因素的影响，页岩气开发在美国取得极大成功，使得页岩气的开采成为全球资源开发的一个热点。
中国拥有较丰富的页岩气资源，为解决天然气供应短缺问题，开发和利用页岩气正蓄势待发。
国土资源部组织专家论证，认为我国到2020年页岩气年生产能力可以提高到(150～300)×108m 3，以此作为应对天然气供应短缺的举措之一。
我国政府希望到2020年，天然气在我国能源供应结构中的比例能从2005年的3%提高到10%，以降低污染。
因此，我国力争到2020年能够发现20～30个大型页岩气开采目标区块，获得1×1012m 3的页岩气可采储量。
要实现这样的目标，应加快技术研发、与国外的合作以及引进技术的步伐。
针对页岩气储层特点，需要匹配成套工程技术，才能解决好页岩气勘探开发的问题。
而石油天然气勘探开发过程中形成的现有工程技术，需要有针对性地集成和发展，才能完全满足页岩气勘探开发的需求。
本文综合介绍美国Barnett 页岩气开发中应用的钻井工程技术，并提出国内开发页岩气需要集成和发展的钻井工程技术，以期推动国内页岩气开发技术的快速发展。
2Fort Worth 盆地Barnett 页岩气开发状况2.1页岩气的开采特点页岩气产自渗透率极低的沉积岩中，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。
一般情况下，页岩气开采具有3个特点：①生产能力低或无自然生产能力。
由于页岩美国Barnett 页岩气开发中应用的钻井工程技术分析与启示唐代绪1，赵金海2，王华1，杨培叠1(1．中国石化集团国际石油勘探开发有限公司，北京100083；2．中国石化集团石油工程技术研究院信息与标准化所，北京100101)摘要美国Barnett 页岩气开发十分成功，有较多经验可供参考。
美国页岩气发展现状及对我国的启示
二五” 末探明储量 １０ 亿立方米以上 ， ００
建成 ２ 亿 立方 米 以上 的生 产能力 。 ０
中国南方页岩气勘探开发挑战与
机遇共存 ，瓶颈” “ 与前景同在。只要 转变观念 ， 突破资源与储量的界限 ， 依
中 石 ２１ １ 国化 ０／ １９ ５
ｓｎ ｐ ｃ ｍ Ｏ ｉ ｜ ｉｏ ｅ ｎ ｈ ｙ
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天 然 气 总产 量 的 ５ ％。２ ０ 年 ， 国 ． ９ ０９ 美 页 岩气 勘探 开 发更 是取 得 了惊 人 的发 展速 度 ， 岩气生产井 数增至 ９５０ 页 ８ ９ １％。 预 计 到 ２ ２ 年 这 个 比例 将 达 ７ ００
口 关
注
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尼 特 页岩 气 的开发 也 随之 加快 。随着 １９ 年重 复 压 裂 、０ ３ 水 平钻 井 以 ９９ ２０ 年 及 ２０ 年水 平井 分段压 裂等 一系 列标 ０５
页岩气产量 （ 十亿立方米）
图４
水 平井和压裂技术对巴尼特页岩气发展的贡献
钻井效
（ 口） 千
志性新技术的广泛运用， 巴尼特页岩气
发 展 迅 猛 加 速 ｆ ４。 根 据 Ｂ ｒ ａｓ 图 ） ａｌ ｃｙ
Ｃ ｐ ａ最近开展 的一次全球油气资本 ａｉｌ ｔ
诣 支 出调 查结果 ， 压裂技术 ∞ 柏 水力 已经成 为 ∞ ∞ 侣 竹 ０ ｏ
术 系列 。
靠 科 技加 速水 平井 与 分段压 裂 等技术 攻 关 ， 常 规 油 气 就一 定 能 够 实 现 非 非
北美裂缝性页岩气勘探开发的启示
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页岩气勘探开发现状与展望 刘致
页岩气勘探开发现状与展望刘致[摘要]页岩气是以吸附和游离状态同时存在于泥页岩中的天然气，美国barnett，marcellus等页岩气田的巨大成功，预示着页岩气资源的广阔前景。
由于页岩的低孔、低渗特性，页岩气以吸附为主的赋存方式等，使得开采极为困难，开采过程中又可能会对环境造成伤害。
页岩气丰度低，分布广，自身产能低，新型的钻井、完井技术，让许多以前没有经济开采价值的页岩气藏得以开发。
本文总结了页岩气的分布状况及一些开发技术。
[关键词]页岩气；地质特征；增产技术1.引言页岩气（shale gas）是指还保留在生油岩中的天然气。
作为新能源之一，它既是常规天然气的潜在替代能源，也是一种清洁环保能源。
页岩气的生烃方式有热演化成因及生物成因两种；气体组分以甲烷为主，含少量乙烷、丙烷等；具自生，自储，自盖特点。
页岩气分布广泛，一般认为当其地质条件达到一定的标准时就可以形成工业价值的气藏。
页岩气由吸附气和游离气组成，其中吸附气约占总气量的20％-80％。
页岩气储层致密，孔隙度一般为4％-6％，渗透率小于0.001×10-3μm2。
开发思路通常为排气、降压、解吸。
2.页岩气资源分布及开发现状从全世界范围来看，泥、页岩分布范围广，页岩气资源前景巨大，资源量达到15490.6 tcf（trillion cubic feet），主要分布在北美，中亚和中国、拉丁美洲、中东和北非、前苏联等地。
页岩气最早是1821年在美国东部阿巴拉契亚盆地的泥盆系中钻的一口井中获得的，其开采历史已有190多年了。
目前只有美国对页岩气进行大规模商业开发。
美国页岩气的产量近几年快速增长，1999年产量为380 bcf，占当年美国天然气总产量1.9％，2008年高达2022 bcf，占到美国天然气总产量的8％，在美国天然气消费中的比重也越来越高，预计在2035年时会达到6tcf，占美国当年天然气消费总量的35％。
在中国，页岩气的勘探刚刚开始。
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文章编号:100020747(2007)0420392209北美裂缝性页岩气勘探开发的启示李新景,胡素云,程克明(中国石油勘探开发研究院)基金项目:中国石油科技攻关项目“非常规油气资源勘探开发及替代能源研究”(06201C202)摘要:北美实践证明,非常规油气资源———页岩气是现实的接替能源,勘探风险在于能否从低渗透的页岩储集层中获取经济可采储量,勘探目标是有机质和硅质含量高、裂缝发育的脆性优质烃源岩。
页岩气生产机制复杂,涉及吸附气与游离气、天然裂缝与诱导裂缝系统之间的相互关系。
在地质、地化、测井和地震综合评价基础上,通过水力压裂等增产措施提高储集层渗透能力是页岩气开采的关键。
中国广泛分布海相和湖相细粒碎屑岩,有效烃源岩多富含炭质、灰质或硅质,已陆续发现裂缝性油气藏,有条件寻找丰富的页岩气资源,特别是液态烃在高成熟或过成熟阶段裂解产生的甲烷气滞留在烃源岩内形成的连续分布式非常规页岩气资源。
图3表5参34关键词:页岩气;吸附气;裂缝;压裂;烃源岩储集层中图分类号:TE122 文献标识码:ASuggestions from the development of fractured shale gas in North AmericaL I Xin2jing,HU Su2yun,CH EN G Ke2ming(Research I nstitute of Pet roleum Ex ploration&Development,Pet roChina,B ei j ing100083,China) Abstract:The history of exploration and production in North America shows that shale gas is a realistic alternative energy.As an unconventional resource,its critical risk is whether the low permeability shale produces gas economically.Source rocks could be good reservoirs for gas if they had rich organic material and abundant silica which makes the shale more brittle.The complex production mechanism involves the relationship s between absorbed and f ree gases and between natural and induced f ractures.To enhance the permeability by artificial hydraulic f racturing is a key step for shale reservoirs on the basis of the evaluation of geology,geochemistry,wire line and seismic data.Many f ractured reservoirs in China have been discovered in extensive fine2clastic source rocks f rom marine and lacustrine environments,with carbonaceous/calcareous mudstone or siliceous shale.The undiscovered resources within effective shale reservoirs would be significant,especially the resources due to the secondary thermogenic cracking of oil to gas at high maturity.K ey w ords:shale gas;absorbed gas;natural fracture;hydraulic f racturing;source reservoir0引言裂缝性页岩气(fract ured shale gas)指富含有机质的细粒碎屑岩中储集的甲烷,或游离于基质孔隙和天然裂缝中,或吸附于有机质和黏土矿物表面,在一定地质条件下聚集成藏并达到经济开采价值。
裂缝性页岩气可以是生物成因、热裂解成因或混合成因,属于非常规天然气范畴。
这类气藏在北美诸多海相沉积盆地的上泥盆统页岩(如Appalachian盆地Ohio组页岩、Michigan盆地Antrim组页岩、Illinois盆地New Albany组页岩和Arkoma与Anadarko盆地Woodford 组页岩)、密西西比系页岩(如Fort Wort h盆地Barnett 组页岩和Arkoma盆地Fayetteville/Caney组页岩)以及白垩系页岩(如San J uan盆地Lewis组页岩)中广泛发育,已成为重要的现实资源。
国内研究者先后归纳了裂缝性泥页岩油气藏的地质特征、成藏机理、识别手段和钻井、完井技术,指出中国许多地区巨厚的、生烃条件良好的泥岩层段应当具备形成裂缝性油气藏的条件[124]。
松辽盆地古龙凹陷、辽河坳陷、济阳坳陷沾化凹陷、临清坳陷东濮凹陷、柴达木盆地茫崖坳陷西部凹陷等相继发现和开采的裂缝性泥岩油气藏,无疑为之提供了佐证。
如松辽盆地南部新北油田裂缝性泥岩油藏几口井已开采10余年,累计产油3万多吨;胜利油田大93井2380～2400m深度泥岩段试油后日产油12t,且不含水;罗42井2828～2861m深度沙三段裂缝性泥岩试油后日产油110t,日产气8946m3[5,6]。
另外,中国在地震储集层预测、大型压裂应用于低渗透气藏储集层改造、裂缝性油藏压裂井产能评价以及微地震监测技术等方面积累了较为丰富的经验[7210]。
倘若能够建立符合中国裂缝性泥页岩油气藏特点的勘探开发配套技术和理论,找到丰富的经济可采储量指日可待。
293石 油 勘 探 与 开 发2007年8月 PETROL EUM EXPLORA TION AND DEV ELOPM EN T Vol.34 No.4 近些年北美页岩气的科研、勘探开发非常活跃,未运移出烃源岩的天然气潜力(如Permian盆地Barnett 组页岩、Palo Duro盆地密西西比系与泥盆系页岩、Alberta和Saskatchewan地区Colorado组White Speckled页岩等)不断得到确认。
本文探讨北美页岩气某些基本特征,并对中国页岩气资源进行初步分析,供参考与借鉴。
1页岩气是有发展前景的现实资源美国页岩气开采最早可追溯到1821年,20世纪20年代开始现代化工业生产,70年代中期步入规模化发展阶段,年产约1.96×109m3(70bcf),至80年代末累计产量达到8.4×1010m3(3tcf)。
1989—1999年,美国页岩气生产总体保持较高速度增长,年产量翻了近两番,达到 1.06×1010m3 (380bcf)。
如20世纪80年代投入运营的Michigan盆地泥盆系Antrim组页岩,至90年代已成为最具活力的页岩气产区。
2001年美国能源信息管理局所列其境内12大气田中,8个属于非常规气田,Fort Wort h盆地Newark East(Barnett组页岩)和Michigan盆地Ant rim组页岩气田榜上有名(见表1)。
目前美国有页岩气井40000余口,年产量已跃升至1.68×1010～1.96×1010m3(600～700bcf),Newark East页岩气田已位居第三大天然气产区[11,12]。
表1 美国天然气田产量排名(据Kuuskraa,2006)排名气田名称盆地/州天然气类型产量(107m3/d)2002年2003年2004年1San J uan产区San J uan,NM/CO煤层甲烷、致密砂岩气10.911.511.2 3Newark East Fort Wort h,TX页岩气 1.7 2.2 3.1 4Wyodak/Big George Powder River,W Y煤层甲烷 2.5 2.2 2.5 5Jonah GGRB,W Y致密砂岩气 1.7 2.0 2.0 7Wattenberg/DJ盆地Denver,CO致密砂岩气 1.4 1.4 1.4 9Cart hage East Texas,TX致密砂岩气 1.4 1.4 1.4 10Ant rim Michigan,MI页岩气 1.4 1.1 1.4 11S.Piceance产区Piceance,CO致密砂岩气、煤层甲烷0.8 1.1 1.7 与煤层甲烷和致密砂岩气相比,美国页岩气开发起步晚,年产量较低。
但进入20世纪90年代,特别是21世纪以来,相关勘探开发技术得到广泛应用,年产量和经济、技术可采储量迅速攀升(见图1)[13]。
2002年、2004年页岩气产量分别占天然气总产量的3%和4%; Fort Wort h盆地中部Barnett组页岩气技术可采储量由3.9×1010m3(1.4tcf)(U SGS,1990)、8.4×1010m3 (3tcf)(U SGS,1996)、7.3×1011m3(26tcf)(U SGS, 2004)提高到 1.1×1012m3(39tcf)(Advanced Resources,2005),预测2010年美国页岩气产量占天然气总产量13%[11,14]。
这样一种节节攀升的发展形势,除天然气市场价格等因素影响外,主要归功于国家、行业主管部门及协会的长期支持。
1976年美国能源开发署(DO E)启动东部页岩气项目(EGSP),全面开展目的层地质、地球化学条件的定性和定量描述、经济评价、增产工艺和钻井、完井工程设计等技术的研发,资助工作一直持续到1992年;20世纪80年代直至90年代早期,天然气技术协会(GTI)(原天然气研究协会GRI)组织力量对泥盆系和密西西比系页岩天然气潜力、取心技术、套管井设计和提高采收率等关键问题进行深入探讨,逐步构建了以岩心实验为基础、以测井定量解释为手段、以地震预测为方向、以储集层改造为重点和以经济评价为主导的勘探开发体系。
由此可见,正是技术创新、科研成果的有效应用和国家税收政策扶持成就了美国页岩气资源的勘探开发。