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世界页岩气勘探开发一览
日期:2013-6-21  阅读次数:1462次  来源:中国矿业报  

由于世界各国经济发展对煤、石油、天然气等能源的需求不断攀升,规模储量大、易探好采的常规能源越来越少,这严重威胁着各国的能源战略安全。近20年来,随着勘探和开发技术的不断提高,页岩气等非常规能源资源逐渐进入人们的视野。特别是美国页岩气的大规模开发,对提高该国能源安全、降低对外依存度、缓解天然气供应不足起到了积极作用。这引起各国政府的高度重视。

美国:最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家

美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。1821年,美国第一口商业页岩气井(也是全球第一口商业性页岩气井)诞生。Mitchell能源公司在美国东部纽约州Chautauqua县泥盆系Perrysbury组Durdirk页岩中钻探,在井深21米处,从8米厚的页岩裂缝中产出天然气。美国的页岩气开发取得巨大成功,扭转了美国天然气一直以来进口的局面。美国的页岩主要发育在20个州21个大小不等的盆地里。据最近的估算,美国页岩气资源量为42万亿立方米~52.6万亿立方米,但目前商业开采主要集中在5个盆地,即密歇根盆地的Antrim页岩、阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩、福特沃斯盆地的Barnett页岩、伊利诺伊盆地的New Albany页岩和圣胡安盆地的Lewis页岩。其中,Barnett页岩是当前美国页岩气开发的主力层位,也是目前各国页岩气勘探开发学习的样本,据美国地质调查局(USGS)最新的统计,其资源量约0.74万亿立方米,产量在2005年已经超过美国页岩气产量的一半,现在所占比例更高。

美国页岩气开发技术历程,从Barnett页岩开采看,可分为4个阶段:第一阶段:1997年以前——直井大型水力压裂;第二阶段:1997~2002年——直井大型清水压裂为主;第三阶段:2002~2007年——水平井压裂技术开始试验;第四阶段:2007年至今——水平井套管完井及分段压裂技术,逐渐成为主体技术模式。

从20世纪80年代开始,美国政府实施了一系列鼓励替代能源发展的税收激励或补贴政策,这些政策法规包括:1980年的《能源意外获利法》出台替代能源生产的“税收津贴”条款,对1979~1993年钻探的非常规油气,包括2003年之前生产和销售的页岩气和致密气实施税收减免,对油气行业实施5种税收优惠;1990年的《税收分配综合协调法案》和1992年的《能源税收法案》扩大了非常规能源的补贴范围;美国联邦能源管理委员会1992年取消了管道公司对天然气购销市场的控制,规定管道公司只能从事输送服务,这使得非常规天然气的供应成本大幅度降低;1997年的《纳税人减负法案》延续了替代能源的税收补贴政策;2004年的《美国能源法案》规定10年内政府每年投资4500万美元用于包括页岩气在内的非常规天然气研发等;2005年美国《能源政策法案》将水力压裂从《安全饮用水法》中免除,解除了环境保护局对这一过程的监管权力,从而让水力压裂技术很快应用起来。从2005年起,美国政府加大了开发难采天然气的政策扶持力度,大大降低了天然气开采税;为激发土地所有者与开采公司签署土地租赁合同的积极性,政府给土地所有者增加了25%的强制提成;并且鼓励天然气企业积极开展水平井钻探和多级地层水力压裂工序等技术创新。在这一系列政策扶持措施的推动下,页岩气勘探开发取得了明显成果。

最近几年,随着墨西哥湾深水油气产量的急剧下滑,一些大石油公司开始通过对已有页岩气开发经验的中小公司的合伙、参股或收购等形式参与美国页岩气的勘探开发。

加拿大:世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家

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,页岩气生产也已有数十年的历史。加拿大页岩气资源也十分丰富,且资源分布面积广、涉及地质层位多,主要分布在西部盆地地区,包括不列颠哥伦比亚省东北部中泥盆统的霍恩河盆地和三叠系Montney页岩,艾伯塔省与萨斯喀彻温省的白垩系Colorado群,魁北克省的奥陶系Utica页岩,新不伦瑞克省和新斯科舍省的石炭系Horton Bluff页岩。根据加拿大非常规天然气协会(CSUG)的资源评价结果,加拿大页岩气的资源量大于42.5万亿立方米,其中霍恩河盆地和Montney的页岩气资源最为丰富,据世界能源委员会估计,其页岩气资源量为39.08万亿立方米。目前,已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气的开采或开发试验,但与美国相比,加拿大页岩气开发还处于初级阶段,尚未进行大规模的商业性开采。按照CSUG主席Michael Dawson在2009年9月一次报告的观点,加拿大的页岩气区带中只有Montney达到了他所称的商业开发阶段,霍恩河盆地则部分处于先导生产试验阶段,部分还处于先导钻探阶段;魁北克低地、新不伦瑞克省以及新斯科舍省的页岩还处于其所称的早期评价阶段。

加拿大在西部沉积盆地(不列颠哥伦比亚省东部和艾伯塔地区)上白垩统Wilrich组及其同时代地层、侏罗系Nordegg/Fernie组、三叠系Doig/DoigPhosphate/Montney组、Exshaw/Bakken组和泥盆系Ireton/Duvernay组开展了页岩气勘探潜力评价,预测该区页岩气资源量约24万亿立方米。CSUG认为西部(包括不列颠哥伦比亚省北部Bowser盆地)Colorado页岩段、侏罗系及古生界页岩和东南部的泥盆系页岩具有开发的潜力。

早期的页岩气生产来自艾伯塔省东南部和萨斯喀彻温省西南部白垩系科罗拉多群的Second White Speckled Shale,2000年~2001年才在不列颠哥伦比亚省三叠系的Upper Montney页岩开始商业性的页岩气生产。

2004年,不列颠哥伦比亚省能源矿产部将页岩气的区域资源评价列入能源发展。目前,泥盆系评估工作已完成,三叠系评估项目正在进行。2006年,不列颠哥伦比亚省油气委员会已核准的白垩系和泥盆系页岩气试验区块共计22个。

近年来,加拿大对页岩气勘探开发的兴趣大大增强,勘探开发的地区主要集中在不列颠哥伦比亚省东北部的中泥盆统霍恩河盆地与三叠纪的Montney页岩。随着新技术的应用,许多公司对页岩气的勘探开发还扩展到了萨斯喀彻温省、安大略省、魁北克省、新不伦瑞克省以及新斯科舍省。

欧洲:英国和波兰是该洲页岩气前景最好的国家

2009年,国际能源署预测欧洲的非常规天然气储量为0.35万亿立方米,其中将近一半蕴藏在泥页岩中,这个数字远低于美国,从全球来看,除了撒哈拉以南的非洲地区,欧洲的页岩气储量可能是最少的。欧洲页岩气主要集中在英国的威尔德盆地、波兰的波罗的盆地、德国的下萨克森盆地、匈牙利的Mako峡谷、法国的东巴黎盆地、奥地利的维也纳盆地以及瑞典的寒武系明矾盆地等。其中,英国和波兰是欧洲页岩气前景最好的国家。

近年来,欧洲启动了多项页岩气勘探开发项目。2009年初,德国国家地学实验室启动了“欧洲页岩项目”(GASH)。此项跨学科工程是一个为期6年的多学科页岩气研究开拓计划,由政府地质调查部门、咨询机构、研究所和高等院校的专家组成工作团队,工作目标是收集欧洲各个地区的页岩样品、测井试井和地震资料数据,建立欧洲的黑色页岩数据库,与美国的含气页岩进行对比,分析盆地、有机质类型、岩石矿物学成分等,以寻找页岩气,对欧洲页岩气资源潜力进行评价与有利盆地优选,探索欧洲页岩气的赋存空间、成因机制及其性质。2010年,欧洲又启动了9个页岩气勘探开发项目,其中5个在波兰,波兰的马尔科沃利亚1号井1620米深处已出现页岩气初始气流。

近年来,多个跨国公司开始在欧洲地区展开行动。埃克森美孚、康菲、OMV及壳牌等国际石油公司已经分别在德国、波兰、奥地利和瑞典开始实质性的工作。2007年10月,波兰能源公司被授权勘查波兰的志留系黑色页岩。壳牌公司声称对瑞典的Skane地区感兴趣。埃克森美孚公司已在匈牙利Mako地区部署了第一口页岩气探井,并计划在德国下萨克森盆地完成10口页岩气探井。Devon能源公司与法国道达尔石油公司建立了合作关系,获得在法国钻探的许可。康菲石油公司最近宣布已与英国石油公司签署了在波罗的海盆地寻找页岩气的协议。波兰政府发放了100多个页岩气勘探许可证,积极引入外资开发本国页岩气,埃克森美孚、康菲和埃尼等国际能源巨头都已介入。2011年4月底,阿索纳塔公司与意大利ENI公司签署了联合勘探和开发页岩天然气的合作协议,借鉴ENI公司在这方面取得的成功经验,双方将开辟能源合作新领域。同年6月,保加利亚政府将为期5年的页岩气勘探许可授予了雪佛龙公司,允许其在面积达4400平方千米的Novi Pazar页岩气田勘探作业。2011年6月,俄罗斯TNK-BP计划投资开发乌克兰页岩气。2012年6月,雪佛龙(Chevron)和荷兰皇家壳牌(Royal Dutch Shell)宣布,将在乌克兰得到非传统天然气的勘探权,此举可能使该国置身于欧洲新兴的页岩气开采领域的前沿。同期,世界最大油气生产商埃克森美孚公司(XOM)宣布,将停止在波兰勘探页岩气,原因是发现该国东部的两口勘探井的天然气储量不足。这一消息打击了波兰政府的页岩气勘探计划。目前,有20多家全球性能源公司正在波兰勘查页岩气。

其他国家:印度、阿根廷、澳大利亚均发现页岩气资源

2011年1月25日,印度ONGC公司在靠近西孟加拉邦杜尔加布尔的一口研究和开发井的大约1700米深处的Barren Measure页岩中发现了天然气。

阿根廷的页岩气技术可采资源量为21.9万亿立方米,位居世界第三,是南美天然气开发利用前景最好的国家,特别是内乌肯盆地页岩气前景看好,为此吸引了一些世界大油气公司的青睐。

澳大利亚Beach石油公司在大洋洲7个盆地中发现了富有机质页岩,前期评价的资源潜力大,计划对库珀盆地的页岩气进行开发,已在新西兰获得单井工业性突破。

(中国矿业报)

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