一、页岩气矿藏特点
页岩气是来源于富含有机质的页岩中的非常规天然气。页岩气藏具有自产自储的特点,页岩中的有机质在地质作用下生成原油、天然气,未转移至渗透性岩层、仍滞留在页岩中的天然气形成了页岩气藏。页岩气藏中的天然气主要以吸附在有机质层的吸附气和游离存在裂缝空隙中的游离气两种状态存在。两种状态的比例受岩石组成、有机质含量等各种地质条件影响。
页岩气开发与常规气藏区别
| 常规气藏 | 页岩气藏 |
井的类型 | 直井为主 | 水平井为主 |
渗透率 | >0.1mD | 100nD-1000nD |
储层改造 | 酸化、酸压较多 | 压裂 |
压裂液 | 高粘胶联冻胶 | 清水压裂液 |
产量 | 产量稳定、递减较慢 | 初期产量高,递减较快 |
二、美国页岩气发展历程
美国页岩气革命经历三个发展阶段,1976年以前主要是页岩气资源的发现,但由于技术手段的限制,这类资源并未被重视。1980-1990年收益于技术的进步,实现了Barnett页岩气的规模商业开发,成为页岩气革命成功的标志。到2000年技术条件成熟,美国页岩气产量大幅度增加。
美国页岩气开采技术发展
美国页岩气的成功开采改变美国乃至世界能源格局。2000年以来美国页岩气产量大幅提高,2007年页岩气产量为19900亿立方英尺,2015年产量达到147600亿立方英尺,为2007年的7.4倍,年均增长28.5%,占美国天然气总产量的占比从8.1%增加到44.8%。2016年EIA能源展望统计预测2015年-2040年55%的天然气产量增加来自于页岩气,页岩气产量占比从2015年的45%提升至2040年的69%,年产量达到290000亿立方英尺。由于页岩气产量增加,美国天然气进口依赖度大幅降低,美国天然气出口量自2000年大幅增加,2000年出口量为2437亿立方英尺,2015年出口量增加值17835亿立方英尺,平均年增幅为14.2%。美国出口产品主要为LNG。预计美国将在2020年成为LNG市场三巨头之一。
美国天然气产量(十亿立方英尺)
美国天然气出口量(十亿立方英尺)
美国主要油气田地质特征
| Barnett | Fayetteville | Haynesville | Marcellus | Woodford | Antrim | New Albany |
盆地面积/平方英里 | 5000 | 9000 | 9000 | 95000 | 11000 | 12000 | 43500 |
净厚度/英尺 | 100-600 | 20-200 | 200-300 | 50-200 | 120-220 | 70-120 | 50-100 |
总有机碳含量% | 4.5 | 4.0-9.8 | 0.5-4.0 | 3-12 | 1-14 | 1-20 | 1-25 |
总孔隙度% | 4-5 | 2-8 | 8-9 | 10 | 3-9 | 9 | 10-14 |
地质储量/万亿立方英尺 | 327 | 52 | 717 | 1500 | 23 | 76 | 160 |
技术可采资源量/万亿立方英尺 | 44 | 41.6 | 251 | 262 | 11.4 | 20 | 19.2 |
美国页岩气分地区产量(十亿立方英尺/天)
页岩气的大规模产出使得美国天然气价格与原油价格脱钩,2009年以前,天然气与原油价格保持相对同步变化。2009年原油价格开始回升,但天然气价格基本保持平稳,二者首次出现了明显的价差。
美国天然气、WTI现货价格