页岩气开采技术的革命性突破
页岩气革命的新动向-机遇和挑战
页岩气革命的新动向—机遇与挑战中远香港集团有限公司张力行黎军一﹑前言随着Facebook等社交网络泡沫的再次爆破，人们开始又将兴趣转向与实体经济有关的行业。
例如，最近人们经常谈论的所谓“页岩气革命”(Shale Revolution)。
这场革命正在美国悄然兴起，其速度之快，投资之大，对未来能源市场以及传统生产制造业的影响之深，完全超出了人们的想象。
所谓“页岩气”(Shale Gas)，是指从页岩层中开采出来的天然气，是一种极为重要的非常规天然气资源(Unconventional Gas)。
页岩气的形成有其自身独特的特点，它往往分布在盆地内厚度较大﹑分布广的页岩地层中，同常规天然气(Conventional Gas)相比，页岩气开发具有开发寿命长和生产周期长的优点。
页岩气是一种清洁﹑高效的气体能源，因此，正在受到各国政府的高度重视，特别是美国政府和商界已在政策上和投资方面加大了页岩气开发的力度。
全球页岩气的储量大约为456万亿立方米。
我国的页岩气储量丰富，估计可开采的储量约为26万亿立方米，与美国的储量相仿。
但是，由于我国的地层结构复杂，且页岩气开发技术与美国有相当大的差距，开采难度大、投资大的问题亟待解决。
因此，我国政府必须尽快从国家能源战略和国家安全的高度出发加大投资力度，在政策和税收上提供优惠措施予以扶持，以改变能源长期依赖外国进口的局面。
二﹑美国页岩气开发的现状据统计，2005年至2011年期间，美国天然气的产量增长了27%，创了历史新高，而且可开采的天然气资源按目前美国国内需求量计算，估计可用上100多年。
美国国内天然气的生产速度是本国需求增长速度的两倍，从而大大降低了美国对外国能源供应的依赖程度。
石油和天然气领域的就业率与过去五年相比增长了33%。
石油和天然气钻机使用的数量比一年前增长了15%。
最新数据显示，一百万个英制发热单位（MMBtu)的然气，在美国已由四年前的8美元降至2美元，而在欧洲则仍需支付至少10美元以上。
页岩气革命
页岩气革命作者：林楠陈少智来源：《财经国家周刊》2011年第09期4月上旬，贵州省岑巩地区的青山之畔，一口1500米深的钻井在机器的轰鸣声中徐徐开钻。
这口钻井被命名为“岑巩一号”，由国土资源部出资近六七千万建设，是国土资源部第一口超千米的深页岩气勘探钻井。
随着国际油价的攀升，国土资源部加大了对页岩气等非常规天然气的勘探和开发力度。
几乎在“岑巩一号”开钻的同时，国土资源部召开了全国页岩气资源的专题会议。
会议透露，全国范围内页岩气资源战略调查与选区的项目全部通过技术审查。
“这意味着，国土资源部全国页岩气资源战略调查已进入实施阶段。
”国土资源部油气资源战略研究中心副主任张大伟告诉《财经国家周刊》记者。
资源摸底国土部勘查司的一位相关负责人透露，对于页岩气的勘探已经列入国土资源部今年的工作计划，预计会在2013年完成页岩气资源潜力评价。
“中国页岩气资源潜力巨大，但资源家底还摸不清，不同部门的预估值都不一样：26万亿（立方米）的，30万亿的，50万亿的，100万亿的，没有一个权威数据。
”国土部油气资源战略研究中心副主任张大伟对《财经国家周刊》记者说。
不过这一状况有望在2013年改变。
在3月25日举行的“全国油气资源战略选区调查与评价项目2010年度成果报告评审会”上，上报的综合研究项目全部通过审查。
这些项目覆盖川东南、渝东南、渝东北、鄂西、上中下扬子、滇黔桂、黔北、华北、东北、西北、青藏等区域。
据美国能源信息署估算，全球32个拥有页岩构造国家的可开采页岩气资源约为5.76万亿立方英尺，其中中国约有1.3万亿立方英尺的页岩气资源，是除美国以外全球最大的页岩气资源国。
然而，中国大规模着手页岩气的试验研究较发达国家晚了近20年。
2007年，中石油天然气集团公司与美国新田石油公司签署页岩气开发对外合作的第一份协议《威远地区页岩气联合研究》。
据张大伟透露，此前国土资源部联合中石油、中石化等国有石油企业在川南、川东南、黔北、渝北等地开展页岩气先导试验，其中多口钻井已初见成效。
美国“页岩气革命”从何而来
美国“页岩气革命”从何而来作者：暂无来源：《党政论坛》 2016年第8期2009—2014年，美国页岩气依然保持快速增长态势，2014年美国天然气总产量约30万亿立方英尺，较2009年增长了约20%，而页岩气的总产量达到13万亿立方英尺，较2009年增加了33倍。
这场“页岩气革命”大幅提高了美国能源自给率，美国天然气和原油进口降至历史低位。
同时，美国天然气价格长期低于欧洲和亚洲，为美国经济复苏提供了大量廉价能源供应。
美国为何能够在全球率先迎来和享受到这场化石能源革命的成果？政府大力推动页岩气是一种非常规天然气资源，19世纪就被发现，但由于开采难度大，一直无法进行有效商业开发。
直到上世纪90年代，随着水平钻井和水力压裂技术的突破和大范围使用，大规模开采页岩气终于在美国得以实现，美国天然气产量随之快速攀升，并于2009年取代俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
美国页岩气开发的早期科研和资源勘探活动是由联邦政府主导的。
1970年代爆发的中东危机，一度导致美国国内原油供应紧张、油价飞涨，美国政府因此开始重视寻找替代能源，页岩气便是其中之一。
相关资料显示，从1970年代开始，美国联邦政府就开始支持位于得克萨斯州的阿巴拉契亚盆地页岩气资源的评估和技术示范，该盆地在1990年代成为美国最早实现页岩气商业化开采的地区。
1986年，美国能源部承担了在西弗吉尼亚州开钻的美国第一口多级压裂水平井的部分费用。
如今，尽管企业已成为页岩气开采技术革新的主力，但联邦政府依然维持着对页岩气开发的科研投入，研究重点则放在了进一步提高页岩气井的生产效率和降低开采页岩气对周边环境的影响上。
除了科研支持， l 9 8 0 年到2002年，美国联邦政府还为进入页岩气行业的企业提供了约为当时天然气市场价格2O%至60%的税收补贴。
中小公司是主角如今，美国“页岩气革命”对美国乃至世界能源供给格局的影响已越来越明显，但这场“革命”的主角却并不是埃克森美孚、雪佛龙和康菲这些大型综合油气公司，而是大批中小型油气公司。
不能照搬美国模式——全球页岩气开发思考(中)
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两 者 法 规 出 现冲 突 时 ，以联 邦 法 规 优先； 联邦 标准 低于州 标准 时 ， 则同 时实 施 两 套 规定 。这 种 不 完全 以一 根 标 尺 去衡 量 、管 理 所 有 页岩 气 区 块 的灵 活 管 理机 制 ，使 页 岩 气开 发 少 了一 些 集 权 束缚 。但 由于 国 家管
上 能够通 用 ， 也未 必能 用于 陆相 及海
陆过 渡相 页岩 层 系的 开发 。
发过程 中有可能发生 的对环境有 害 的行为 ，但基本也只是停 留在公开 相关信息的阶段。 这样的做法， 能否
让 页岩 气 开 采 在其 他 地 区 ，尤 其 是
开采页岩气 ， 首先要有技术。 技
术 突 破 是 美 国 页 岩 气 革命 能 够 成 功 的 关键 ， 同时 也 是 其 他 国 家 面临 的
早些到来， 业内人士总结 出了应对非
常 规天 然气环境 和社 会影 响的 “ 黄金 规则” ，并 把及 时公 开 、公众 参 与和 随 时着 眼大 局 执 行贯被动为主动。
当 前清 洁 能 源 在 世 界 范 围 内 消 费 向好 。在 传 统 能源 供 给 量 并未 增
一
道 巨 大难 题 。
欧洲 国家 赢 得 信任 票 ，也 是 个 未 知
得 益于 技术 突破 ， 美 国页 岩油气 产量 飞速 增加 ， ２ ０ ０ ９ 年首 次超 过俄罗 斯 成为 世界最 大产气 国 ， ２ ０ １ １ 年实现 精 炼石 油产 品净 出 口。国际能 源署甚
适合 的技术 才是最 好的技 术。 油气 企 业 针 对 本 国 页 岩地 质 结 构 特 点 ，引进 、吸收 、提高 、 创 新 页岩气
美国的页岩气革命
美国的页岩气革命随着社会对清洁能源需求不断扩大,天然气价格不断上涨,人们对页岩气的认识迅速提高。
特别是水平井与压裂技术水平不断进步,人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。
美国的“页岩气革命”世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国。
依靠成熟的开发生产技术以及完善的管网设施,美国的页岩气成本仅仅略高于常规气,这使得美国成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家。
数据显示,2010年美国页岩气产量已经超过了1000亿立方米。
在过去的5年里,美国页岩气产量增长超过20倍——从2006年仅为其天然气总产量的1%,到2010年增长至美国天然气总产量的20%。
有关专家指出,依靠页岩气的开发利用,在未来的10年里,美国不仅可以一改天然气大举进口的局面,实现全面的自给自足,还有望成为液化天然气出口国。
美国的“页岩气革命”已经动摇了世界液化天然气市场格局,并且这一影响还将愈发显著,进而改变世界能源格局。
得益于非常规天然气尤其是页岩气开发技术的突破,2009年美国以6240亿立方米的产量首次超过俄罗斯成为世界第一天然气生产国。
产量地位的更替使美国天然气消费长期依赖进口的局面发生逆转。
美国专家兴奋地认为,有了页岩气,美国100年无后顾之忧。
页岩气的开发,特别是美国页岩气产量的急剧增加,使这个大多数人还十分陌生的能源话题成为热门。
悄然降临的“页岩气革命”开始对全球天然气供需关系变化和价格走势产生重大影响,并引起天然气生产和消费大国关注。
页岩气的开发利用,成为低碳经济战略发展机遇的推动力,成为世界油气地缘政治格局发生结构性调整的催化剂。
美国与中东石油国家关系自从美国近年来的“页岩气革命”之后，美国非常规天然气开发速度大大超出想象，产量增长之快使美国的“能源独立”不再是天方夜谭。
美国不仅不再需要进口液化天然气，而且用自身液化天然气快速替代柴油，以及在页岩气开发中意外收获的大量页岩油，也使美国对中东石油的需求直线下降，2010年美国对中东地区石油依赖只有8000万吨。
地勘单位在“页岩气革命”中的角色与挑战——以探井施工为例的实证分析
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中国国土资源经济 2016年第11期/总348期
地勘单位在“页岩气革命”中的角色与挑战 张彦英：生态环境保护与矿产资源开发协调发展
Resource Industrial Economy 资源产业经济
注。2014年以来，国土资源部相关中心继续部署页岩 气重点勘查工程，并公布了有关信息。本研究采用描 述性统计分析方法，对截至2016年6月底前完钻并公 布数据的141个页岩气钻孔信息进行了统计，从如下 方面进行编码统计： (1)承接主体。主要区分为地勘单位和非地勘企 业，前者包括各省区地矿、煤田（炭）、核工业等单 位所属的勘探队，后者指石油、煤炭、电力开发企业 的专业钻探工程公司。当两者以合资形式进行页岩气 勘探时，按照所占股比较大的一方作为编码依据。 (2)施工井型。根据国内施工流程和井型分布，本 研究主要考察了预探井、参数井、评价井及开发井等 四类页岩气井种。其中预探井是指在地震详查的基础 上，以发现气藏和预测储量为目的的探井；参数井指 为了解页岩层序、厚度和储气等条件，并为物探解释 提供参数而实施的探井；评价井指为评价规模、产能 及经济价值而实施的探井；开发井指在上述工作基础 上，为完成产能建设任务所实施的钻井[8]。 (3)施工开钻年、完钻年及钻探施工周期。开钻年 和完钻年都是以勘探资料记载的公元年为数据来源， 施工周期按照从开钻日到 完钻日的天数进行计算。 (4)项目来源。主要
42 37 16 1 2016 年上半年
38 29 32 16 2 0 2009 5 2010 12 2011 13 11 2012 2013 2014 2兴能源矿种大规模进入工业
1.1 研究基础 根据2016年7月国土资源部地质勘查司公布的调 研结果，目前国有地勘系统在职职工规模已突破50 万，转型发展压力十分繁重 [3]。在国家大力推动页岩 气利用革命的背景下，不少国有地勘单位开始尝试向 该领域进行探索。然而，现有对页岩气工程的案例研 究和整体情况评估中，主要还是以石油企业从事的勘 查开发活动为对象 [4]。相关文献研究表明，缺乏政府 有效支持和指导、标准规范模糊、技术攻关尚未取得 突破，是制约页岩气产业发展的主要因素 [5]。同时， 由于页岩气产业规划目标与现实技术、经验、基础设 施、价格机制等方面存在差距，将导致页岩气开发出 现新的不确定性 [6]。但对于地勘单位作为国家地质找 矿工作的承接主体，在“页岩气革命”中的参与现 状，目前的专门研究并不多见[7]。 1.2 研究设计 2011年、2012年两轮页岩气探矿权招标出让结束 后，有关区块的页岩气勘查工作进展持续受到社会关
美国的“页岩气革命”
美国的“页岩气革命”作者：程宇航来源：《老区建设》2015年第07期以价格战为表象的石油战争从去年6月开始，已经快一年了，至今尚无停歇的迹象。
对于这场石油战的缘由，有一种“阴谋论”的说法，包括两个版本：一是美国与沙特阿拉伯联手压低油价，以打击在乌克兰问题中陷于困境的俄罗斯，使之雪上加霜；二是沙特阿拉伯压低油价，为的是要摧垮美国的新型能源页岩油，使之入不敷出，不再生产。
因为一旦页岩油生产成了气候，那将给依靠传统能源石油为命根子的沙特以致命打击。
现在看来，第一个阴谋论有点不着边际，第二个阴谋论倒像是越来越真。
君不见，在沙特一再压低油价的打击下，美国有些页岩气开采企业已经宣布停产了。
那么，页岩气到底是怎么一个东东，竟然惹得石油霸王大发雷霆、进而大动干戈？一、话说页岩气页岩气（shale gas）是蕴藏于页岩层中的天然气资源，是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气。
成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。
它有两种状态：一是游离状态，一是吸附状态，各占大约一半。
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，而具有不同的工业价值。
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。
与常规天然气相比，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。
但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。
页岩气是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于民用和工业燃料，化工和发电等，具有广阔开发前景。
页岩气的开发和利用有利于缓解油气资源短缺，增加清洁能源供应，是常规能源的重要补充。
从全世界范围看，泥、页岩约占全部沉积岩的60%，页岩气资源前景巨大。
主要分布在北美、中亚和中国、拉美、中东和北非、前苏联。
美国页岩气地质储量约28万亿立方米。
化工行业深度报告：秸秆高值利用或掀起第二次“页岩气革命”
秸秆高值利用或掀起第二次“页岩气革命” [Table_IndNameRptType]化工 行业研究/深度报告[Table_IndRank] 行业评级：增持报告日期： 2021-12-11[Table_Chart] 行业指数与沪深300走势比较[Table_Author] 分析师：刘万鹏 执业证书号：S0010520060004 电话：188****1551 邮箱：************** 联系人：曾祥钊 执业证书号：S0010120080034 电话：132****2913 邮箱：***************[Table_Report] 相关报告1.《“十四五”工业绿色发展规划》发布 2021-12-052.生物基材料浪潮已至 2021-11-293.高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平发布 2021-11-21 主要观点： [Table_Summary] ⚫ 突破“原料瓶颈”刻不容缓 当人类开始追求碳中和，物质生产的舞台上生物质产业链必将成为主角。
根据全球三大经济体的生物质产业链发展规划，到2030年预计全球至少20%化工品被生物质产品替代（OECD 预测），对应市场空间8000亿美元；我们按照高值产品均价计算，对应市场规模2.8亿吨产品；假设原料全部用玉米，且单耗按统计下限计算，需要8.4亿吨玉米；2020年全球玉米产量为11.6亿吨，意味着即便增加72%的玉米产量也无法满足需求，更何况现有技术和地理条件无法企及。
因此，大规模生物制造的前提是原料获得性瓶颈可以解决。
特别是我国作为人口大国和粮食进口国，粮食安全和大规模生物制造的矛盾或更加突出，发展生物质多元化如同发展能源多元化一样刻不容缓。
⚫ 进口和转基因只是过渡方案放开工业作物进口或者普及转基因作物都无法支撑未来如此庞大的产业链：1）放开进口，从我国原油进口增长和对应政策变化可见一斑。
近十年我国原油对外依存度的快速提升，几近触及红线，因此“十四五”规划相比“十三五”规划对炼油炼化企业的政策出现了明显掉头。
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页岩气开采技术的革命性突破
——记美国页岩气之父乔治〃米歇尔
美国页岩气之父——乔治·米歇尔
2006年，美国页岩气产量为当年天然气总产量的1%，到2010年，这一数据跃升至17%，超过1000亿立方米。
五年间，美国页岩气产量增长近20倍。
在2009年2月的美国剑桥能源周上，专家们用“页岩气革命”来形容美国在页岩气领域取得的重大突破。
美国页岩气开发历程
2010年6月，在阿姆斯特丹召开的“解放您的潜力——全球非常规天然气2010年会”上，一位90岁的老人，页岩
气钻井和压裂技术的先驱——美国 Mitchell Energy & Development 公司的乔治〃米歇尔(George Mitchell)先生被美国天然气技术研究所（GTI）授予终身成就奖。
米歇尔先生的成功引发了美国的页岩气革命，几年时间内，美国一跃成为世界天然气第一大资源国和生产国，不但有望实现天然气的自给，还有可能成为天然气出口国，这一转变将对世界天然气的供求格局产生巨大影响。
乔治〃米歇尔出生在德克萨斯州的Galveston市，是一个移民到美国的希腊牧羊人的儿子。
大学就读于德克萨斯州农工大学。
他在1946年创办了一家从事石油钻探和房地产业务的公司，即米歇尔能源开发公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。
虽然公司的运营状况相当不错，但作为自己的石油公司的负责人，米歇尔看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产，感到并不满意。
在20世纪80年代，他决定尝试一项重大技术挑战，即试图从Barnett部分页岩中开发出页岩气，Barnett页岩位于德克萨斯州Fort Worth 盆地深部和德克萨斯州中北部的15个县境内。
那时，人们已经知道页岩层中形成有巨量的天然气，但是这些天然气却都被束缚在岩石内，并不向钻孔处流动。
同样，煤层中也蕴藏有大量的天然气，然而由于所处位臵太深而无法开采出来。
这些气体像海绵一样渗透在沙石和其他半多孔岩石中。
钻探人员通常称这些气体为“致密气”，要开
采出这些“致密气”就像要从细鸡尾酒吸管中吸出浓奶昔或像在枕头里吸气一样困难。
有人告诉米歇尔说“你这是在浪费钱，你不可能从石头里榨出血来，因为页岩本质上是矿物泥，所以你不可能从中挤出石油或天然气出来”。
但是乔治〃米歇尔却很执着。
他和他的油井修建工一直在尝试着各种早就众所周知的技术，但这些技术以前从没有被综合使用过。
其中一项技术便是水平井钻井，它发源于19世纪，在20世纪30年代经苏联改造后用于生产石油，在20世纪80年代由石油钻探工人完善成熟。
第二种方法就是将流体注入岩石中使其裂解成碎片，从而使岩石中含的天然气和石油更易流动。
1865年，内战老兵Edward Roberts上校演示了如何利用易爆的硝化甘油来实现上述目的，这种方法效果出奇的好，但同时也相当危险。
到20世纪40年代，工程师们开发出一种危险性更小的方法，即使用高压水和化学品而不是易爆物来裂解岩石。
现在这种方法已成为开采某些石油、天然气和水井的惯例。
米歇尔尝试的第三种方法就是向水中加沙来帮助岩石中形成的裂缝裂开。
公司尝试了多种水力压裂的程序，很多生产井的产出往往不能抵消用于开发的成本，但是米歇尔坚信随着技术的进步能够使产量实现突破，并一直坚持尝试。
他把注意力集中到测试结果的最大的回报，分析并重新测
试，直到最终完成，终于首次利用水力压裂的工艺从页岩储层中开采出了天然气。
乔治〃米歇尔创造的这个奇迹使已知的天然气储量翻了一番还要多。
许多行业专家开始相信Barnett页岩可能是在美国陆上最大的天然气田，页岩气资源储量达7363亿立方米。
2002年，德文能源公司（Devon Energy Corp.）以32亿美元的资金收购了米歇尔能源开发公司，并将水平钻井作为提高页岩气井产能的又一种技术。
自那时以来，在短短几年内，随着钻井技术不断提高，水平井钻井技术已成为许多勘探开发公司在在寻找非常规资源的工具。
水力压裂技术和水平钻井技术已经改变了石油和天然气行业的面貌。
这种具有革命性的技术现正被选择和应用到其他页岩的开发中。
在全球非常规天然气2010年会的颁奖典礼上，GTI称米歇尔为“对那些毕生致力于非常规油气开发的人的一种伟大的灵感”。
米歇尔在发表获奖感言时评论说，“我非常荣幸能够接受天然气技术研究所的终身成就奖，我认为，美国应该研究所有形式的天然气，以缓解对煤炭和进口石油的依赖”。