页岩气开发利用及对中国能源和化工产业影响简析.pdf

页岩气的开发利用页岩气的开发利用 及对中国能源和化工产业的影响及对中国能源和化工产业的影响 简简 析析 目录目录 一一 页岩气简介页岩气简介 . 1 1.1 页岩气 1 1.2 资源量 2 1.3 页岩气分布 2 二二 美国页岩气产业发展历程及现状美国页岩气产业发展历程及现状 . 3 2.1 美国页岩气发展历程 3 2.2 美国页岩气产业现状 4 2.3 成功原因 5 三三 中国页岩气产业发展历程及现状中国页岩气产业发展历程及现状 . 6 3.1 中国页岩气发展历程 6 3.2 发展现状 7 3.3 页岩气行业政策与探矿权招标 7 3.4 中国页岩气开发优势与劣势分析 10 3.5 中国页岩气主要开发企业 11 四四 页岩气开发技术与成本分析页岩气开发技术与成本分析 . 18 4.1 页岩气开发过程 18 4.2 页岩气开发技术 18 4.3 成本分析 24 4.4 页岩气开发中的环保问题 25 五五 中国页岩气产业发展前景中国页岩气产业发展前景 . 27 六六 页岩气的开发利用对美国能源及化工行业的影响页岩气的开发利用对美国能源及化工行业的影响 . 29 6.1 化工行业 29 6.2 发电行业 31 6.4 汽车燃料 32 6.5 美国页岩气发展给中国的启示 33 七七 页岩气的开发利用对中国能源和化工行业的影响页岩气的开发利用对中国能源和化工行业的影响 . 34 7.1 中国天然气市场简析 35 7.2 中国页岩气对化工行业的影响 38 7.3 页岩气对未来能源结构的影响 45 1 一一 页岩气简介页岩气简介 1.1 页岩气页岩气 页岩气（Shale Gas）是指赋存于富有机质页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的烃类气体，主要成分与天然气相似，用途相同，属于非常规天然气，较常规天然气开采难度大。

与常规天然气不同，页岩气的特点是连续成藏、自生自储、储层致密、资源规模大、 丰度低、 孔隙度低、 渗透性极差、 单井生产周期长但早期产量递减快等页岩既是页岩气生成的源岩，也是聚集和保存页岩气的储层和盖层因此，一般无自然产能或低产，需要通过大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采目前世界上只有北美地区（主要是美国）实现了页岩气商业化开发 天然气地层分布示意图天然气地层分布示意图 美国页岩气组成中 C1约占 20%-90%，成分变化大国内页岩气组成尚不明确以下为美国主要页岩气产区页岩气组成表 2 1.2 资源量资源量 全球页岩气地质资源量约为 456 万亿立方米， 可采资源量约为 189 万亿立方米，主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非以及前苏联地区国土资源部公布我国页岩气地质资源量（不含青藏）约为 134 万亿立方米，可采资源量（不含青藏）约为 25 万亿立方米而据国际天然气联盟预测全球常规天然气可采资源量约为 436 万亿立方米，页岩气资源量超过了常规天然气 1.3 页岩气分布页岩气分布 页岩气有利区主要分布三大相、八大领域 海相：包括南方古生界海相（下寒武统、上奥陶统-下志留统） ； 陆相：包括东部断陷盆地古近系、四川盆地及周缘上三叠统-下侏罗统、鄂尔多斯三叠系、西北地区侏罗系、东北地区白垩系 ； 过渡相：包括华北地区石炭系－二叠系、南方二叠系 。

《页岩气发展规划2011-2015》指出，到2015年，基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价，初步掌握全国页岩气资源量及其分布，优选30～50 个页岩气远景区和50～80个有利目标区页岩气勘探开发以四川、重庆、贵州、湖南、湖北、云南、江西、安徽、江苏、陕西、河南、辽宁、新疆为重点，建设长宁、威远、昭通、富顺-永川、鄂西渝东、川西-阆中、川东北、安顺－凯里、济阳、延安、神府－临兴、沁源、寿阳、芜湖、横山堡、南川、秀山、辽河东部、岑巩-松桃等19 个页岩气勘探开发区 3 二二 美国页岩气产业发展历程及现状美国页岩气产业发展历程及现状 2.1 美国页岩气发展历程美国页岩气发展历程 自1821年页岩气的发现，拉开了美国天然气工业发展的序幕，经过近200年的研究和探索，到2012年美国页岩气产量达到2653亿立方米美国页岩气的发展大致可以分为三个阶段：页岩气发现及早期发展阶段、页岩气稳步发展阶段、页岩油（气）快速发展阶段 4 2.1.1 页岩气发现及早期发展阶段（1821年-1979年） 该阶段页岩气年产量小于20亿立方米 （1）基本认识：页岩裂缝性气藏、热成因为主、高产井很难预测； （2）开采方式：直井衰竭式；很少采用井组；开始研究页岩气的增产措施；井深一般小于1000m。

2.1.2 页岩气稳步发展阶段（1979年-1999年） 1999年美国页岩气年产量突破100亿立方米（年产量由不到20亿立方米稳定增长到112亿立方米，20年间净增了近7倍） （1）基础研究及认识：页岩中的纳米级孔隙、页岩气的吸附赋存机理、生物成因气、连续性分布； （2）开采方式：直井+水力压裂技术；直井井组；井深小于1500m； （3）美国密执安盆地Antrim页岩的生物成因页岩气年产量快速增长（1984年开始开发，1999年年产量约66亿立方米，占页岩气总产量60%） （4）重要发现：福特沃斯盆地的Barnett含气页岩 2.1.3 页岩油（气）快速发展阶段（1999年以来） 美国页岩气2010年产量突破1000亿立方米（年产量由1999年的112亿立方米 快速增长到2012年的2653亿立方米，13年间净增了近24倍） Devon Energy成功 地把水力压裂和水平井技术结合在一起 （1）基础研究及认识：页岩中的有机质孔隙、基质孔隙及微裂缝中的游离气、裂解成因气、地层压力大； （2）开采方式：水平井+分段压裂技术；水平井井组；开发井深达到4000m； 水平井单井产量一般是直井的3～5倍；随着水平井的大规模应用，Fort Worth 盆地 Barnett 页岩气产量快速上升， 成为美国最大的页岩气田。

截止2010年底，Fort Worth 盆地累计钻井14790口，其中水平井10050口 （3）福特沃斯盆地Barnett页岩气藏的发现和成功开发，为美国和世界其它地区的页岩气勘探提供了经验 Barnett页岩气年产量由1999年的22亿立方米快速增加到2012年491亿立方米，13年间增长了24倍； （4）中生界层系及陆相的页岩气勘探开发取得进展，例如： Hayensville页岩（上侏罗统） 、 Eagle Ford页岩 （上白垩统） 、Green River页岩（古近系陆相） 2.2 美国页岩气产业现状美国页岩气产业现状 目前，美国约有8000家油气公司，85%的页岩气由中小公司生产，核心关键技术大部分由其掌握页岩气勘探开发在美国取得的巨大成功，降低了美国能源对外依存度的预期，并给美国的能源和石化工业带来了巨大影响 美国页岩气的发展改变了美国的能源结构，动摇了世界液化天然气（LNG）市场格局，进而改变世界能源格局美国页岩气的快速发展，使美国天然气价格5 快速下降，同时美国天然气进口量开始下降，出口量则成上升趋势，更多的燃气电厂取代燃煤电厂，更多的大型车辆转向以天然气为动力能源。

页岩气开发关键技术成功用于页岩油开发，使美国页岩油产量迅速增加2004年到2011年，页岩油日产量从11.1万桶/天增长到55.3万桶/天2012年美国页岩油产量爆发式增长，达到约130万桶/天，占美国原油日产量的1/5预计未来这一比例很快将超过1/3页岩油的开发使美国原油进口压力减小，其原油对外依存度由2007年的67%下降到2011年的53.5%，到2020年，北美有望成为世界第一油气生产基地 便宜的天然气价格为美国的制造业和化工业提供了核心竞争力 能源价格降低：电价降低；化工原材料成本下降：比用石油便宜很多（乙烯: 页岩气500美元/吨 vs.石油1000-1200美元/吨） 美国乙烯生产的崛起对极具价格优势的中东乙烯市场构成了巨大的威胁 2.3 成功原因成功原因 美国页岩气商业化开发成功的主要原因有： （1）良好的地质条件 美国地质条件主要为海相沉积，地势平坦，含气页岩层连续且埋藏较浅这使得页岩气开采成本相对较低，同时也降低了技术要求 （2）开发技术的创新和管理的优化 水平钻完井和多段水力压裂技术被应用于页岩气的开采， 不仅提高了单井的产量，同时降低了成本多个专业技术分别掌握和完善各个核心关键技术，例如岩石物性测试；水力压裂；水平井；微震监测；水处理等。

而且，美国众多中型6 公司采用了工厂化、精益化方式管理页岩气资源，使得页岩气更具有成本优势 （3）政策的强力支持 针对非常规油气开采，美国具有完善的政策法规、相应的激励措施和严格的环保监管 开发初期颁布的 《能源意外获利法》 规定非常规天然气生产税收补贴，德克萨斯州更是免征页岩气生产税；同时，明晰了矿权交易与管理机制，使得上游准入门槛降低 （4）发达的天然气管网设施及无歧视准人机制 自1993年起，美国实现了天然气开发和运输的全面分离，即对开发商和管道运输商进行不同的政策监管， 保证天然气生产商和用户对管道拥有无歧视准人条件，天然气可以顺利抵达本土48个州的任何地区而且，美国在储气、运输、压缩和纯化等各个领域也拥有世界领先的基础设施 三三 中国页岩气产业发展历程及现状中国页岩气产业发展历程及现状 3.1 中国页岩气发展历程中国页岩气发展历程 二十世纪60年代～90年代，在常规油气勘探过程中，松辽、渤海湾、四川、鄂尔多斯等盆地发现页岩气显示进入21世纪，因为对提高能源自给率和节能减排的双重意义，页岩气的开发与利用受到了国家的格外重视 我国页岩气发展大致分为三个阶段： 第一阶段：2003-2005年，学习了解 2003、2004年，中石油勘探开发研究院的专家学者对美国页岩气情况进行了调研、对我国页岩气资源前景进行了讨论。

第二阶段：2006-2008年，资源调查与评价 2006年初， 中石油勘探开发研究院油气资源规划所组织专家在四川盆地西南地区进行了页岩气资源调查研究 2007年10月， 中石油与美国新田石油公司签署了 《威远地区页岩气联合研究》协议，研究内容主要是四川威远地区页岩气资源勘探开发前景综合评价这是我国页岩气开发对外合作签署的第一个协议 2008年11月， 由中石油勘探开发研究院设计实施的中国首口页岩气取心浅井在四川宜宾完钻，通过取心取样，对该地区页岩气前景进行判断 第三阶段： 2009-现在，开发试验、政策跟进 2009年10月，国土资源部在重庆启动我国首个页岩气资源勘查项目标志着继美国和加拿大之后，中国正式开始页岩气资源的勘探开发 2009年11月，中石油与壳牌签署富顺-永川区块页岩气联合评价协议，联合7 开发四川页岩气资源这是我国首个页岩气开采项目 2011年6月，国土资源部举办首次页岩气探矿权出让招标 2011年12月，国土资源部宣布，页岩气被正式列为第172种矿产，将对其按照单独矿种进行投资管理 2012年3月，国土资源部发布我国页岩气资源潜力首次评价成果：我国页岩气地质资源潜力为134万亿方，可采资源潜力为25万亿方。

2012年3月，发布《页岩气发展规划（2011-2015） 》 ，提出2015年基本完成资 源潜力调查与评价，初步掌握全国页岩气资源量及其分布，优选30～50 个页岩 气远景区和50～80个有利目标区探明页岩气地质储量6000 亿立方米，可采储 量2000 亿立方米到2015年，页岩气产量65亿立方，2020年力争实现产量 600-1000亿立方 2012年4月，设立“四川长宁-威远国家级页岩气示范区”和“滇黔北。