ｃｆ＝１０’２ｆｔ３＝２８３．１６８ Ｘ １０８Ｉ－ｎ３）
１．２ 美国页岩气开发最成熟 美国页岩气最早的规模开发始于得克萨斯州的巴
耐特（Ｂａｒｎｅｔｔ）页岩。最近几年，ＨａｙｎｅＢｖｉｌｌｅ、 Ｆａｙｅｔｔｅｖｉｌｌｅ、Ｍａｒｃｅｌｌｕｓ和Ｗｏｏｄｆｏｒｄ等几个页岩气田也相 继得到开发。在过去的十几年，美国页岩气产量呈指 数级增长：１９９８年，产量为８５ Ｘ １０Ｂｍ３，占美国天然气 年产量的１．６％；２００８年，产量达５００ Ｘ １０８ｍｓ，占美国 天然气年产量的８％。页岩气产量的大幅增长扭转了
产出水的处理也是～个很大的问题，需要制定既 环保又经济的水处理方案。井场附近如果没有污水处 理设备的话，会大大减缓页岩气藏的开发速度，增加 开发成本。 ２．３．３环境法规约束
环境法规是页岩气开发的又一大障碍。由于页岩 气需要的井数很多，钻井对地面影响较大。大量压裂 用水的处理可能会触犯环境法，尤其是那些地下水污 染很受重视的地方，水处理成本会很高。如果能够在 进一步降低占地面积方面技术有所突破的话，将有助 于开发更多的页岩气藏，尤其是人口密集和环境敏感 地区的资源。
图７一个新开发的页岩气藏的生产剖面
（说明：假设每年钻８００口井．连续钻２７年。每个条带代表 一年钻的所有井的总产量）
３．３ 产量递减率 巴耐特页岩气井的产量递减率明显高于大多数常
规气井。总体来说，巴耐特页岩气井产量第二年比第 一年下降３９％，第三年比第二年下降５０％（图８）。几 年之后，产量下降速率会放缓但还是相当高，因此，几 年之后大部分可采气都可以采出了。垂直井的产量递 减率也很高：第二年比第一年下降４２％。第三年比第 二年下降５５％。
括：水平井钻井技术、水平井分段压裂技术、清水压 裂技术和微震裂缝实时成像技术等。正是在这些先进 技术不断推动下，以得克萨斯州的巴耐特页岩气开发 为例，其产量１０年来一路走高（图４）。
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万方数据
ＥＯＧ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ、Ｅｎｃａｎａ Ｏｉｌ＆Ｇａｓ（ＵＳＡ）、Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ等。
大石油公司没有一个是页岩气开发的专家，他们 起初并没有着手开发页岩气，这一方面是由于大石油 公司把注意力都放在了墨西哥湾深水油气的开发，低 估了页岩气的潜力；另一方面是由于页岩气田开发矿 权极难获得，大油公司没有精力与土地持有者进行旷 日持久的谈判。近几年来，随着墨西哥湾深水油气产 量的急剧下滑，大石油公司再也找不到比较大的储量 增长点来保证储量接替率，因此又纷纷把目光转向了 页岩气。如前所述，一些大石油公司开始通过合伙、参 股或收购有页岩气开发经验的中小公司等形式参与页 岩气的勘探开发。 ２．２ 快速发展的主要推动因素
２．２．４完备的基础设施 美国页岩气开发的另一个主要推动因素是附近有
现成的输气管线等基础设施。许多页岩气的开发紧邻 常规油气田，拥有现成的基础油气设施，交通便利，可 以实现钻机、压裂设备等快速转移。如果页岩气田附 近没有充足的基础设施的话，开发初期投资会很大。 ２．３ 美国页岩气开发的主要障碍
美国页岩气开发时面临的主要障碍具体表现在如 下三个方面。 ２．３．１ 获得开发权比较困难
自２０００年起美国天然气价格连年飙升，使得页岩 气的开采有利可图。虽然２００８年至今，天然气价格受 金融危机的影响一路走低，但据美国能源信息署 （ＥＩＡ）预测，２０１０年之后，天然气价格会逐渐反弹（图 ３），这对页岩气的大规模开发非常有利。 ２．２．３ 水平井和压裂技术的进步
页岩气资源丰富，要实现有效动用，其问题在于 有多少经济和技术可采储量。除了天然气价格上扬因 素以外，页岩气开发技术的进步使页岩气的有效开采 从以往的望而却步变成有利可图的现实。美国经过多 年攻关，探索出一套先进的页岩气开采技术，主要包
全球页岩气资源潜力及开发现状
ｌ张焕芝何艳青 ｌ中国石油集团经济技术研究院科技所
摘要：页岩气是一种重要的非常规资源。近年来，美国页岩气产业发展势头强劲，正在改变着天然气的供应格局，甚 至将会影响到美国乃至全球未来的整体能源局势。加拿大、中国、澳大利亚等国对其也有所关注。本文针对全球页岩气资 源与开发概况、芙国页岩气开发的推动因素与障碍、巴耐特页岩气的主要开发指标等进行了重点剖析。
全球对页岩气的勘探开发并不普遍，仅美国和加 拿大在这方面做了大量工作。近十年来，美国页岩气 行业发展迅速，目前已进入页岩气开发的快速发展阶 段，加拿大页岩气商业化开采还处于起步阶段。页岩 气在美国已经成为天然气家族中的重要成员，正广泛 应用于燃气化工、汽车燃料等方面。作为一个新兴的 非常规能源，页岩气资源的勘探开发需要大量技术、 资金和人员投入。我国页岩气资源的勘探开发刚刚起 步，经验匮乏，技术不成熟，实现页岩气资源的规模 开发还有很长的路要走。北美页岩气开发的成功经验 和先进技术非常值得我们借鉴和参考。
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图３美国天然气井口价格（ＥＩＡ）
在常规油气藏中，如果钻井过密，每口井的生产 速度和井间干扰会对油气藏整体压力产生影响，但是 对于页岩气藏来说并非如此。由于页岩渗透率极低。 只要钻井密度不够大或者临近井的压裂裂缝没有相互 交叉，每口井只能采出该井所控制那一小块气藏里的 天然气。因此，页岩气产量与钻井数量和压裂规模密 切相关。
页岩气藏需要的井数为常规气藏的１０倍，井距较 小。截至２００８年。巴耐特页岩气田总井数为１２０００口。
关键词：页岩气开发美国推动因素技术指标 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉ鲳ｎ．１００２—３０２ｘ．２０１０．０６．０１２
随着世界各国对于煤、石油、天然气等化石能源需 求的不断攀升，页岩气、致密气、煤层气等非常规能源， 作为常规能源的重要补充，逐渐进入人们的视野。页岩 气是以多种相态存在，主体上富集于泥页岩（部分粉砂 岩）地层中的天然气聚集。页岩气藏中的天然气不仅包 括了存在于裂缝中的游离相天然气，也包括了存在于岩 石颗粒表面上的吸附气。页岩气与其他类型天然气的显 著差别在于，其具有典型的“自生自储”特点…。
资源开发权的获得应该是页岩气开发的最大障 碍。与常规气藏相比，页岩气不仅气藏面积比较大，而 且需要的井数为常规气藏的１０倍，这意味着钻井和生 产作业对地面影响比较大。大规模钻井会对人口密集 的社区产生干扰并增加当地对基础设施的需求。尽管 美国采取了一系列措施来限制页岩气开发对当地社区 的影响，并通过公关和教育争取公众的认可，但如果
１ 全球页岩气资源与开发概况
１．１ 全球页岩气资源丰富 全球页岩气资源丰富。据美国国家石油委员会
（ＮＰＣ）统计，截至２００７年底，全球页岩气资源量约为 ４５６ Ｘ １０１２ｍ，，占全球非常规气资源量近５０％，主要分 布在北美（占２３．８％）、中亚和中国（占２１．９％）、中东 和北非（占１５．８％）、拉美（占１３．１％）等国家和地区 （图１）。
图２美国天然气产量历史及预测（ＩＺｌＡ）
１．３ 全球页岩气勘探开发活动悄然兴起 北美页岩气的大规模生产引起了全球其他国家和
地区对页岩气资源的重视。２００９年５月，欧洲启动了 一个由行业资助、德国国家地质实验室协作的研究项 目“Ｇａｓ Ｓｈａｌｅｓ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ（ＧＡＳＨ）”；在南美洲，阿根廷 和智利也正在评估其页岩气的潜力；在亚洲，印度国 有石油公司（ＯＮＧＣ）已经开始评估印度的页岩气可采 量；我国也钻探了一些页岩气评价井。
美国页岩气发展速度之快，离不开国家政策上的 支持和先进的开发技术，推动美国页岩气快速发展的 主要因素如下。 ２．２．１ 政府的财税政策
页岩气的开发具有高投入、高风险、回收期长等 特点，从发展的角度来说，特别需要一个协调一致的 政策环境。早在２０世纪７０年代末期，美国政府在《能 源意外获利法》中规定了非常规能源开发税收补贴政 策，而得克萨斯州自２０世纪９０年代初以来，对页岩气 的开发不征生产税。另外，美国还专门设立了非常规 油气资源研究基金。可以说，美国政府有利的政策支 持大大降低了页岩气的开发成本，为页岩气的快速发 展提供了强劲的动力。 ２．２．２ 天然气价格的作用
第一作者简介：张焕芝，１９８１年生，油气田开发专业硕士，工程师，目前主要从事油气田开发科技信息研究工作。Ｅ—ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｓｕｎｎｙ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｒｎ．ｃｎ
万方数据
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美国天然气产量下降的趋势，降低了美国对进口天然 气（尤其是ＬＮＧ）的依赖１２】。据美国能源信息署（ＥＩＡ） 预测，未来２０多年，页岩气产量还会大幅上涨，到２０３５ 年，页岩气产量将占到美国天然气总产量的２４．３％ｔ，】 （图２）。
图４ １９９８—２００７年巴耐特页岩气产量
当地公众不能获得直接利益的话，想获得开发权会非 常困难。 ２．３．２ 水源和水处理问题突出
页岩气的开发用水量很大。以巴耐特页岩为例， 钻井平均用水量为１ ８２ｔ／口井，压裂平均用水量为 １３６５０ｔ／口井１４１。因此，页岩气成功开发的一个关键点就 是要确保钻井和压裂用水供应不与当地社区居民用水 发生冲突。尽管正在设法减少施工过程的用水量，获 得足够的水源仍是一大障碍。
图５巴耐特页岩井型和产气量
（据Ｐｏｗｅｌｌ。２００９）
３．２ 生产剖面 巴耐特页岩７０００多口气井的生产剖面极为类似
（图６）：均为早期出现一个产量高峰，之后迅速下滑。 每口井的产能都与所在区块的地质特征及完井作业的 有效性（是否实现了与产层的最大接触）有关。井与 井之间的产能差异明显大于常规油气藏。
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