❶ 产量预测模型
原油产量及增长趋势的预测可分为宏观预测和微观预测,宏观预测的目标是全油田或全国范围的尺度,微观预测的目标则是单个油藏的尺度。针对尺度的不同,所采用的方法模型有所差异。
从微观的尺度上说,原油产量增长趋势可采用产量构成曲线模型来进行预测;从宏观的尺度上说,可用于原油产量增长趋势的预测模型较多,包括趋势外推模型、弹性系数预测模型、回归分析预测模型、时间预测模型、优选组合比较预测模型、德尔菲模型、胡伯特模型等。
中美石油生产与消费历史对比研究
目前,胡伯特模型仍然吸引着众多学者进行深入研究。1998年,Campell和Laherrere根据胡伯特模型预测全球原油产量将会在2010年之前达到顶峰并开始下降[64]。2000年,Fattah和Startzman对胡伯特预测石油产量的钟形曲线做了改进,提出多周期胡伯特数学模型[65]。Albert A.Bartlett在2000年发表文章对预测美国和世界原油产量的胡伯特模型进行了检验和敏感性分析[66]。2004年,Imam等人在美国《油气杂志》发表文章指出,全球的常规天然气产量将在21世纪的第二个十年达到最高峰,此后将逐渐减少。根据1970~2002年的天然气生产数据,应用多周期胡伯特模型对世界46个主要天然气生产国在2050年之前的生产趋势作了预测:世界的天然气产量高峰将出现在2019年,届时天然气年产量将达2.5万亿立方米;世界天然气最终开采量为260万亿立方米,还有72%的天然气尚待开采[67]。
虽然胡伯特模型曾经准确地预测了美国1970年的原油产量高峰,但是因为原油的产量受原油物性、政治、经济等诸多因素共同影响,而在胡伯特模型中并没有将对油气井产量有很大影响的地质、原油物性、政治、经济等因素考虑在内,因此采用钟形曲线获得的预测经过只能大致反映产量的增长趋势,却并不能准确地反映产量的变化情况[12,13,68]。
❷ 中国的页岩气的发展现状怎么样
从全球范围来看,美国是页岩气开发最早也是最成功的国家。1981年,美国第一口页岩气井压裂成功,实现了页岩气开发的突破。近年来,美国在页岩气勘探开发技术上实现了飞跃,页岩气开发迅猛,已改变了美国的能源格局。最新数据显示,2013年美国页岩气产量达到2407亿立方,占天然气总产量的37%。
我国页岩气可采储量全球领先,据美国能源情报署估计,中国页岩气储量超过其他任何一个国家,页岩气可采储量有1275万亿立方英尺。我国正式进入页岩气的勘探开发是在2009年。我国页岩气开发虽然起步较晚,但是动作非常快。通过这几年的积极探索,部分资源评价井实现了商业化试生产,并基本掌握了页岩气开发的成套技术。
前瞻网发布的《中国页岩气行业市场前瞻与投资战略分析报告》数据显示,2011年全国完钻页岩气水平井2口,2012年全国完钻页岩气水平井20余口,2013年完钻50余口。据不完全统计,截至2013年10月,中国已完成页岩气钻井178口(包括参数井、探井),其中调查井58口(直井)、探井62(直井),评价井58口(水平井)。
总体来看,我国页岩气发展展现了良好的前景,有的地区勘探开发情况好于预期,目前页岩气产量已超过200万立方米/天。
从《页岩气发展规划(2011-2015年)》到《页岩气利用补贴政策》,再到“量身定制”《页岩气产业政策》的出台,可以看出,国家鼓励页岩气发展的政策体系正在逐步完善,前瞻预测,在页岩气开采初期,为保证开发企业的盈利,在补贴、税法上的支持力度将会进一步加大。
目前,我国在页岩气开采技术上已实现了重大突破,初步形成具有自主知识产权的页岩气开采配套工程技术,打破了国外技术垄断,不仅大幅降低开采成本,而且使施工质量和勘探成功率成倍提高。而在开采设备上,《页岩气产业政策》中有提到对进口设备免征关税,这在一定程度上有助于开采成本的降低。
前瞻网页岩气行业研究报告分析认为,2014年我国页岩气勘探开发将步入实质性的规模化生产阶段,全国页岩气新钻水平井有望超过100-200口。另有消息显示,2014年一季度第三轮页岩气招标将启动,这将进一步点燃页岩气投资的热潮,带来页岩气产业发展盛宴。
页岩行业前景很不错的,市场规模及容量也很大,我国页岩气开采现在正处高速发展期。
希望我的回答对您有所帮助。
❸ 北美海相页岩气资源研究及开发进展
一、内容概述
页岩气(Shale gas)是指还保留在(泥页岩类)生油岩中的天然气,它既是常规天然气的潜在替代能源,也是一种清洁环保能源。页岩气的气体组分以甲烷为主,含少量乙烷、丙烷等;具自生、自储、自盖特点。页岩气分布广泛,一般认为当其地质条件达到一定的标准时就可以形成具工业价值的气藏。页岩气由吸附气和游离气组成,其中吸附气约占总气量的20%~80%。页岩气储层致密,孔隙度一般为4%~6%,渗透率小于0.001×10-3μm2(0.001mD)。
图1 北美地区页岩气田的分布
(资料来源:EIA)
2011年4月美国能源信息署(EIA)发布了世界页岩气资源初步评价报告,根据Advanced Resources国际有限公司负责完成的美国以外32个国家的页气资源评价以及美国页岩气资源评价结果,全球气技术可采资源总量为187.6×1012 m3(姜福杰等,2012),主要分布在北美(图1)、中亚和中国、拉丁美洲、中东和北非、俄罗斯等地。美国是世界页岩气勘探开发历史最长、研究程度最高的国家。2005 年美国页岩气产量为当年全美天然气总产量的5%。随着马塞勒斯、海恩斯维尔、费特维拉等气田的勘探开发,2011年这一数据已跃升至28%(周小琳等,2012)。预计,2035 年美国页岩气产量将占全美天然气总产量的46%以上。加拿大是继美国之后第二个对页岩气投入勘探开发的国家,勘探开发的地区主要集中在不列颠哥伦比亚省东北部、安大略省、魁北克省等其他省份。
表1 美国页岩气储层评价标准表
页岩气的生成方式主要为热成因气和生物成因气。页岩气是典型的自生自储型气藏,对页岩进行储层评价除了重要常规物性参数以外,还要考虑有机质丰度、岩石脆性度等特殊参数。以Eagle Ford页岩气项目为例,有着一套页岩气储层评价标准(表1)。判断油气藏是否具有经济性在满足以上标准的基础上,对于分布面积广、埋藏深度适中、围岩条件有利分段压力的气藏应优先开发(IEA,2009;Michae D Burnaman et al.,2009)。
近年来页岩气藏的地质特征与区域地质背景开始受到关注,以期增加高产井的数量,达到提高经济效益的目的。应用沉积相研究和沉积学方法可以预测页岩气藏有利的地理与地层分布。通过对美国二叠纪盆地中Woodford页岩的沉积学、地球化学和层序地层学的研究结果表明,低水位体系域具有有机碳(TOC)相对较富集并富含石英的特征,它们同时满足了页岩气勘探开发中“脆性压裂”与“富有机碳(TOC)源岩”两项条件。密西西比系Barnett页岩储层的质量、资源密度与体系域直接相关。在低水位体系域沉积期,随着海绵与放射虫生长和向盆地中心的积聚,有机质得以富集、保存和成熟,低水位体系域内碎屑沉积圈闭有利于页岩气储层潜力的发挥(Ottmann et al.,2011)。Messer et al.(2011)将经过生物地层校正的、全球性的三级层序地层模式应用于页岩气、页岩油层对比,有助于对页岩气藏的区域对比与预测。Egenhof et al.(2011)通过对上泥盆统下密西西比阶Akken组页岩上段与同时期的Woodford页岩对比发现,克拉通盆地中的海侵体系域具有较高的泥质含量,不利于页岩气层的形成。目前已发现页岩气的盆地,主要分布在被动大陆边缘演化为前陆盆地的区域及少量古生界克拉通地台区。不难看出,被动大陆边缘演化为前陆盆地的沉积序列,比克拉通内序列更有可能沉积大量的硅质碎屑物,使这些页岩更具有利的“压裂”条件(Michae D Burnaman et al.,2009)。
页岩气的储集空间主要为孔隙和裂缝,不同的裂缝类型、裂缝规模、孔隙类型和孔隙大小对页岩储能、产能的贡献不同,作用也不同。孔隙是页岩气藏中气体的储存空间,很大程度上决定着其储能。而裂缝是页岩气藏中气体渗流的主要通道,决定着其产能。页岩气系统硅质泥岩中的孔隙网络是多种多样、极其复杂的。Loucks et al.(2011)研究了大量页岩气系统(包括泥盆系 Woodford 页岩、密西西比阶 Barnett 页岩、上白垩统 Eagle Ford页岩等)并识别出了一系列孔隙类型。Slatt et al.(2011)通过对Barnett、Woodford页岩储集性的研究发现,有机质本身的孔隙(纳米—微米大小的孔隙)对页岩中天然气分子的储存和运移非常重要。包括精细岩心描述等最新的研究表明,影响或控制天然气产量的许多因素均来自富含有机质的黑色页岩本身,高有机质含量、高有机质内孔隙度、巨大的超压力是决定天然气生产力的关键因素(Soeder I et al.,2011)。
岩石学、矿物学特性对于页岩气井的勘探成功至关重要,特别是石英与黏土的比例、生物硅质的存在等因素决定了泥页岩的脆性、延展性和泥页岩的压裂效果。通过对海恩斯维尔、博西尔页岩气田泥页岩(Smiith et al.,2011),以及对考察加拿大北部蒙特利页岩气田岩心时发现(周小琳等,2012),所有页岩气生产井产气的页岩段均为粉砂质页岩、钙质页岩或明显硅化的粉砂质页岩或钙质页岩。因此,从岩石学角度来看,含黏土成分较高的页岩不利于页岩气藏的勘探开发。黏土质页岩或泥页岩远不如粉砂质页岩或钙质页岩等有利于页岩气藏的形成。
二、应用范围及应用实例
Horn River(霍恩河)页岩气盆地位于加拿大不列颠哥伦比亚省东北部,面积8100mile2,其中Muskwa/Otter Park页岩远景区面积3320mile2,发育一系列有机质页岩,其中中泥盆统Muskwa/Otter Park与Evie/Klua最有潜力,Horn River页岩气盆地这两套页岩单元建立的远景区对于页岩气的开发具有足够的厚度和资源富集度。根据能源供应团队领导Jim Davidson称,Horn River(霍恩河)页岩气盆地适合销售的页岩气储量达到了78万亿ft3(其中包括75万亿ft3未发现的资源),真实的数据可能在61万亿~96万亿ft3。Horn River(霍恩河)盆地中侏罗统Horn River组上部页岩段是盆地的主要远景区(图2),钻探到Muskwa页岩段的深度范围为6300~10200ft,平均8000ft,地层岩层压力中等。区内TOC平均值为3.5%;R o值高,平均值为3.8%;页岩处于干生气窗。因为远景区热成熟度高,气体含有的CO2浓度为20%。其中Muskwa/Otter Park页岩石英含量高,黏土含量低,有利于进行水力压裂。
三、资料来源
姜福杰,庞雄奇,欧阳学成等.2012.世界页岩气研究概况及中国页岩气资源潜力分析.地学前缘,19(2):198~211
图2 加拿大不列颠西北部泥盆纪地层
(转引自王淑玲等,2011)
周小琳,王剑,余谦等.2012.页岩气藏地质学特征研究新进展——来自2011 AAPG年会的信息.天然气地球科学.377:1155~1162
Harris N B.2011.Expression of Sea Level Cycles in a Black Shale:Wood ford Shale,Permian Basin.Abstracts Volume of AAPG Annual Convention and Exhibition,April 10 ~ 13,Houston,Texas,USA
IEA(International Energy Agency).2005.World Energy Outlook.2009-21,Joseph H,Frantz J,and Jochen V,Schlumberger.Shale Gas
Loucks R,Ruppel S C,Reed R M et a1.2011.Spectrum of Pore Types in Siliceous Mudstones in Shale—Gas Systems.Abstracts Volume of AAPG Annual Convention and Exhibition,April 10~13,Houston,Texas,USA
Messer A C,Prendergast W L.2011.Primary Depositional Controls on Shale Gas/Shale Oil Potential in the US:A Global Sequence Stratigraphic Perspective.Abstracts Volume of AAPG Annual Convention and Exhibition,April 10~13,Houston,Texas,USA
Michae D Burnaman,Stephen Smith,Xia Wenwu.2009.Shale gas well completions and maximizing gas recoveries.China Petroleum Exploration,(3):65~86
Nathaniel H,Smith,S,Shelton J et al.2009.Review of best practices for exploration phase planning and execution.China Petroleum Exploration,(3):41~50
Ottmann J,Bohacs K,Lazar R et a1.2011.Deciphering Depositional Controls on Shale Gas Reservoir Distribution and Resource Density Using Detailed Sedimentology and Sequence Stratigraphy.Abstracts Volume of AAPG Annual Convention and Exhibition,April 10 ~13,Houston,Texas,USA
Rigzone Stafe Analysid:Shale gas to play long—time role in global gas demand.E&P News 2010,9
Smith P R,Komacki A,Moore H et a1.2011.Geologic Framework of the Southeastern Portion of the U.Jurassic Haynesville/Bossier Shale Gas Play,Northwest Louisiana.Abstracts Voume of AAPG Annual Convention and Exhibition,April 10~13,Houston,Texas,USA
US.Department of Energy,Ofice of Fossil Energy.National Energy Technology Laboratory.Modem shale gas development in the United States:A Primer.2009
❹ 页岩气地震勘探技术
一、内容概述
地震勘探方法是利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油、天然气资源的重要手段,在页岩气勘探中也得到广泛应用,主要用于复杂构造、页岩储层分布以及页岩储层物性、含气性等方面的研究。根据储层的各向异性特征,运用地震信息中的弹性参数以及各种波场、速度资料研究储层的裂缝或裂隙特征、应力场分布等。地震作为页岩气储层评价和增产改造的关键技术,在页岩气勘探开发中具有重要作用。
地震勘探技术是目前页岩气勘探中最重要的地球物理勘探方法。由于泥页岩地层与上下围岩的地震传播速度不同,在泥页岩的顶、底界面会产生较强的波阻抗界面,结合录井、测井等资料识别可以解释泥页岩,进行构造描述。在页岩气勘探中,可以通过测井解释等手段进行储层评价和裂缝预测。目前在页岩气藏钻探和开发中应用最多的地震技术是基于三维地震解释的水平井轨迹设计技术和微地震监测技术,它们对提高页岩气井产能和采收率起到重要作用。
页岩气地震描述及气藏评价目标主要包括以下几方面:
1)地层特征包括目标泥页岩层发育特征、埋深及横向变化及可能存在的水层、岩溶和隔挡层。
2)构造特征包括目标泥页岩层区块地层构造位置、构造演化特征、构造发育特征。
3)区域沉积特征包括目标泥页岩层区域地层沉积环境及沉积相划分。
4)页岩气层段分布特征包括页岩气层段纵、横向分布变化及埋藏深度。
5)页岩气层段储层特征包括页岩气层段孔隙、裂缝发育及展布特征。
6)岩石力学特征包括目标页岩气层段弹性参数泊松比、杨氏模量等及地层应力特征。
页岩气地震勘探技术,即二维地震勘探主要是为页岩气勘探选区工作提供方向,三维地震勘探才是页岩气勘探的有效途径,可通过页岩裂缝带图的绘制准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带,并为水平井的部署和提高单井产量提供良好的技术支撑。由于泥页岩地层与上、下围岩的地震传播速度不同,在泥页岩的顶、底界面会产生较强的波阻抗界面,结合录井、测井等资料识别解释泥页岩,进行构造描述并不难。裂缝的存在会引起地震反射特征的改变,应用高分辨率三维地震可以依据反射特征的差异识别预测裂缝。利用三维地震绘制页岩裂缝带图主要是通过相干分析技术、地震属性分析、层时间切片等预测泥页岩裂缝。裂缝预测技术对井位优化也起到关键作用。目前,开展最多的是基于三维地震解释的水平井轨迹设计技术。为了更好地利用泥页岩储层中的天然裂缝,并且使井筒穿越更多裂缝,在页岩气藏钻探和开发中,越来越多的作业者都在应用水平钻井技术。该技术在石油工业中并不是一项新技术,但它对提高页岩气开发成功率却有着重大的意义。从水平井中获得的最终采收率是直井的3倍,而费用只相当于直井的2倍。采用三维地震解释技术进行井轨迹设计是一项成熟的技术,尤其是基于三维可视化地震解释技术可以设计和优化水平井轨迹。
而页岩气井中地震技术能有效监测压裂效果,为压裂工艺提供部署优化技术支撑,这是页岩气勘探开发的必要手段。
其中,微地震监测是一种用于油气田开发的新地震方法,它是一项通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动之影响、效果及地下状态的地球物理技术。在油气开发领域,该方法主要用于油田低渗透储层压裂的裂缝动态成像和油田开发过程的动态监测。该方法优于利用测井方法监测压裂裂缝效果(图1),在压裂施工中,可在邻井(或在增产压裂措施井中)布置井下地震检波器,也可在地面布设常规地震检波器,监测压裂过程中地下岩石破裂所产生的微地震事件,记录在压裂期间由岩石剪切造成的微地震或声波传播情况,通过处理微地震数据确定压裂效果,实时提供压裂施工过程中所产生的裂缝位置、裂缝方位、裂缝大小(长度、宽度和高度)、裂缝复杂程度,评价增产方案的有效性,并优化页岩气藏多级改造的方案。此外,结合录井、测井等资料可识别解释泥页岩,进行构造描述。微地震监测分为地面监测和井中监测两种方式。地面监测就是在监测目标区域(比如压裂井)周围的地面上,布置若干接收点进行微地震监测。井中监测就是在监测目标区域周围临近的一口或几口井中布置接收排列,进行微地震监测。由于地层吸收、传播路径复杂化等原因,与井中监测相比,地面监测所得到的资料存在微震事件少、信噪比低、反演可靠性差等缺点。
图1 用来验证Pinnacle 技术公司裂隙几何形状的微地震成像技术
由零偏移距VSP(垂直地震剖面法)、偏移距VSP、变偏移距VSP、环测VSP逐步发展到三维VSP技术,都是较为成熟的井中地震技术。其中,三维VSP技术和微地震采集配套施工配合监测储层改造人工裂缝发育分布状况是国外石油大公司的通常做法。三维VSP观测是一种可靠的识别裂隙方向和裂隙密度分布的方法,三维VSP P-P和P-S成像用于陆上构造解释,可大大改善纵、横向分辨率和断裂系统分辨率。三维VSP测井与地面地震结合体现了综合地震勘探能力。此外,四维地震可用于检测在生产过程中,随着温度压力变化,页岩气(游离气及吸附气)的变化情况,以助页岩气开发优化开采。井驱动地震数据处理是一种提高地震数据处理水平和质量的手段,也是发展趋势,使用这种技术配套,需要提高地震资料处理技术人员的整体水平。
二、应用范围及应用实例
1.三维地震在页岩气勘探中的应用
Paddock et al.在2008年利用一个全方位角、用单组成的垂直速度检波器去记录页岩探测中的模型转换剪切波与传统记录三维地震探测。他们的目的是:①去鉴别裂缝是含气的开放性裂缝还是封闭的次生裂缝;②去鉴别这些页岩区域的高SiO2集中区域,可以提供很高的页岩脆度(提高了次生裂缝的生长)和高的孔隙度区域,可以储存更多的气体量。他们认为S波分裂可以为第一个目的提供解决的办法,而泊松比可以为第二个目的提供解决的办法。他们还想整合这些资料,使它们更连贯,以提供去鉴别主要的和次要的断层。他们创造了两种全方位的三维容积:一种是前叠加容积运用于S波的分裂和反演,一种是层积容积运用于连贯的特征计算。在这个工程实例中运用了“蚂蚁踪迹”。这里存在的裂缝预测是一种封闭式的,S波分裂在一个全方位角上运行。由于页岩(致密砂岩)具有一些开放性裂缝,说明了三维数据应该运用两种正交反演集合,一种是在高速度的方向,另外一种是在低速度方向。高速的方向上,提供影响岩性、孔隙度和气体饱和度的充填物;低速方向测量了开放性裂缝充气后的影响。解释了的层位被用来确定含气页岩的顶部和基部,然后确定出vp和vs层间速度和其他反演数据。
2.微地震在页岩气勘探中的应用
目前CGGVeritas(图2)、斯伦贝谢、贝克休斯、道达尔、哈里伯顿等多家公司推出微地震技术服务。道达尔公司在中东和南美分别进行了注蒸汽微地震监测研究。一些专门从事微地震技术服务的公司在该领域取得重大进展,在优化开发方案、提高采收率等方面起到关键作用。微地震技术服务公司研发出一套基于地表的微震数据采集观测系统,其专有的FracStar技术在非常规资源开采中发挥重要作用。微地震技术在页岩气储集层中进行实时压裂监测效果显著,贝克休斯公司采用IntelliFrac服务解决了页岩气储层水力压裂实时监测难题。
对地下裂缝不发育的气井进行二次压裂可以提高产气量。在得克萨斯的福特沃斯北部气田的Barnett页岩地层进行了二次压裂的现场试验。使用一系列的地面测斜仪监测压裂过程。结果显示,二次压裂中井A和井B的裂缝方位都发生较大的转向。通过生产数据可以看出,两口井二次压裂后产量都大幅度增加。这一地区其他井二次压裂后情况类似,产量都有不同程度增加。对井A的原始生产数据进行历史拟合,利用拟合结果进行预测,预计二次压裂诱发裂缝的长度约为一次压裂缝长的40% ~80%。压裂之后井A的产气量由501Mscf/d增加到750Mscf/d,6个月后产量稳定在300Mscf/d。压裂6 个月后的稳定产量进一步证实了二次压裂裂缝长度为一次压裂裂缝长度的40%是比较准确的。二次压裂的成本已从增加的产量中收回。
图2 CGGVeritas地球物理勘探公司所开发的先进地震加工和分析工具在确定页岩气“甜点”中的应用
(资料来源:http://www.engineerlive.com)
三、资料来源
Daniel J K R,Bustin R M.2008.Characterizing the shale gas resource potential of Devonian⁃Mississippian strata in the Western Canada sedimentary basin:Application of an integrated formation evaluation.AAPG Bulletin,92:87~125
Julia F W G,Robert M R,Jon H.2007.Natural fractures in the Barnett Shale and their importance for hydraulic fracture treatments.AAPG Bulletin,91(4):603~622
Maxwell S et al.2012.Enhancing shale gas reservoir characterization using hydraulic fracture microseismic data.First Break,30:95~101
Michael Binnion.2012.How the technical differences between shale gas and conventional gas projects lead to a new business model being required to be successful.Marine and Petroleum Geology,31:3~7
Paddock,David,Christian Stolte et al.2008.Seismic Reservoir Characterization of a Gas Shale Utilizing Azimuthal Data Processing,Pre⁃Stack Seismic Inversion and Ant Tracking.AAPG Annual Convention,San Antonio,Texas
❺ 油气资源评价
一、部署重点
(一)全国油气资源评价
开展全国油气资源定期评价、动态评价和重点领域油气资源评价,完善国家油气资源评价系统。在2010年和2020年,系统开展一次全国范围的油气资源评价;跟踪油气勘探最新成果,建立国家层面油气资源动态评价体系;跟踪油气勘探重点领域勘探最新进展,建立不同类型油气勘探领域的资源评价流程,围绕南海南部、青藏、东海大陆架、南方碳酸盐岩、华北前古近纪地层区开展深入的油气资源潜力评价,探索油气资源重点领域勘探前景,提出进一步勘探的建议。
(二)典型盆地油气资源及相关矿产综合调查与评价
系统研究鄂尔多斯盆地、塔里木盆地油气资源与煤、煤层气、钾盐、砂岩型铀矿等相关矿产分布关系和赋存特点,对已有资料进行有针对性的处理与解释,寻找相关矿产分布规律;运用地质、地震、钻井、测井等手段,同时进行油气资源与相关矿产的勘探,实现相关矿产资源的新发现。
(三)全球油气资源潜力分析与评价
开展全球常规油气、非常规油气资源潜力分析与评价,以及全球大油气田储量与产量增长潜力分析;建立国内外油气资源评价和储量、产量预测信息系统。
(四)油气化探全国扫面
开展重点盆地示范和专题研究,试验从地球化学填图—普查—详查—勘探阶段的油气化探技术方法及找油气效果。针对不同大小的盆地,采用不同的密度采样;并编制全国油气地球化学图、主要盆地地
球化学图、油气远景预测图等基础图件。
(五)我国油气资源储量、产量增长趋势预测
未来20年拟开展四次全面的油气储量、产量趋势预测研究工作。总结不同类型含油气盆地油气储量、产量增长规律,分析油气储量、产量增长趋势影响因素,分类型建立预测模型;建立常规和非常规油气储量、产量增长趋势预测方法体系;依据我国油气储量、产量增长趋势结果,分阶段提出未来我国油气资源可持续发展的政策建议。研究成果将对国家科学制定油气勘探开发战略,合理布局能源结构,保障国内油气供应发挥重要作用。
(六)油气资源评价理论和技术创新研究
以油气勘探理论新进展为基础,研究总结适合我国石油地质特点的资源评价理论,形成适合我国石油地质特征的油气资源评价技术。以大型坳陷盆地、断陷盆地、前陆盆地、叠合盆地、海相碳酸盐岩、沿海大陆架、深水含油气盆地、非常规油气为重点,形成具有中国特色的油气资源评价理论和方法体系,为客观、全面地认识国内油气资源潜力提供理论和技术支持。
(七)全国主要沉积盆地油气基础地质数据类比模型体系建设
系统收集整理全国主要沉积盆地、主要油气田基础数据,分层次建立全国主要沉积盆地知识库及搜索引擎系统,建成油气资源战略调查评价数据类比模型体系,为油气资源战略调查评价和资源潜力分析提供全面、系统、高效的工作基础和工具。
二、部署建议
(一)全国油气资源评价与储量产量增长趋势预测
1.工作目标
及时跟踪重点盆地勘探进展,总结油气地质新认识,完成油气资源年度动态评价,掌握重点领域油气资源变化,分析新区、新领域、新层系勘探开发前景;总结煤层气、页岩气、油页岩、油砂等非常规油气资源富集和分布规律,研究有针对性的非常规油气资源评价方法技术体系,完成重点地区与重点领域的非常规油气资源年度动态评价;依据年度油气资源动态评价结果和油气储量产量变化,完成盆地或重点领域油气储产量增长预测,对全国油气储量产量增长趋势预测结果进行动态修正;2010年、2020年系统开展全国范围的油气资源评价,完善油气资源评价机制,提交客观科学的全国油气资源评价成果。
2.工作任务
(1)跟踪油气资源勘探开发最新进展,分析油气勘探理论与勘探技术进展对资源的影响,确定动态评价目标区,及时开展油气资源潜力评价;
(2)对南海南部、青藏、东海大陆架、南方碳酸盐岩、华北前第三系等重点领域开展深入的油气资源潜力评价;
(3)及时跟踪非常规油气资源勘探新进展,总结地质新认识,开展有重要勘探发现地区的非常规油气资源评价和潜力分析;
(4)分析油气储量产量增长主控因素,完善趋势预测方法、技术规范和研究流程,建立不同矿种和不同类型盆地预测模型,完善2030年预测结果,开展2050年趋势预测;
(5)按照“统一组织、统一思路、统一方法、统一标准、统一进度”的原则于2010年和2020年开展全国范围油气资源系统评价;
(6)以评价成果为基础,指出有利勘探方向和领域,提出我国油气资源可持续发展的保障程度分析与政策建议。
(二)全国主要沉积盆地油气基础地质数据类比模型体系建设
1.工作目标
总体目标:分层次建立全国含油气盆地数据库,建成全国含油气盆地地质数据类比模型体系和信息搜索引擎系统;建设全国油气资源评价系统,开发集成以地理信息系统(GIS)为平台的油气资源评价软件系统和储量产量预测系统,为国家制定能源发展规划提供科学依据与决策支持。
“十二五”期间:建成含油气盆地基础地质数据库、资源评价数据库与国内外油气信息综合数据库;完成信息搜索引擎系统与含油气盆地地质数据类比模型体系建设工作,实现类比模型系统的基本功能;完成全国油气资源评价系统与油气储量产量预测系统建设,形成权威的油气资源评价可视化与信息发布系统;完成油气资源管理与能源保障决策支持系统建设。
“十三五”期间:完善全国含油气盆地基础地质数据库、资源评价数据库与国内外油气信息综合数据库;实现信息搜索引擎系统与地质数据类比模型系统的全部功能;完成全国油气资源评价与储量产量趋势预测系统的更新与维护;完善资源系统;完成国内外油气信息综合数据库的更新与维护;丰富完善油气资源管理与能源保障决策支持系统,实现油气资源评价与决策支持信息的定期发布。
2.工作任务
“十二五”期间:系统收集整理全国含油气盆地基础数据、勘探开发历程数据、油气成藏指标数据、油气田储量产量数据资料;开发全国含油气盆地油气基础数据库,建立全国含油气盆地的油气资源评价方法库、模型库和参数库;开发信息搜索引擎系统与地质数据类比模型系统,开发以地理信息系统为平台的全国常规油气资源和非常规油气资源评价系统,建立全国油气储量与产量增长趋势预测模型;建成国内外油气信息综合数据库;开发油气资源管理系统、战略调查综合评价系统、能源供需形势分析系统和能源保障决策支持系统,完成系统的调试和应用。
“十三五”期间:补充完善全国含油气盆地油气基础数据库内容,优化信息搜索引擎系统和数据类比模型体系,应用全国含油气盆地油气基础地质数据类比模型体系开展潜力分析;补充全国含油气盆地油气资源评价数据库内容,对数据库和评价系统开展定期更新,丰富油气资源评价方法体系;定期更新国内外油气信息综合数据库;对油气资源管理系统、战略调查综合评价系统、能源供需形势分析系统等定期更新,向社会及时公布研究成果,发挥国家油气等能源矿产研究的智囊作用。
(三)油气资源评价技术方法体系研究
1.工作目标
总体目标:以油气勘探理论新进展为基础,研究总结适合我国石油地质特点的资源评价理论;通过国内外油气资源评价方法技术的对比研究,形成适合我国石油地质特征的常规油气资源评价方法技术体系;在充分考虑非常规资源综合利用和开发技术创新的基础上研发有针对性的评价技术;形成具有中国特色的油气资源评价理论和方法体系,为客观、全面地认识国内油气资源潜力提供理论和技术支持。
“十二五”期间:形成适合我国油气地质特点的资源评价理论和评价技术体系,与国际接轨;开发出有针对性的非常规油气资源评价技术,为客观、科学、全面地认识国内非常规油气资源潜力提供理论和技术支持。
“十三五”期间:更新完善油气资源评价方法体系,并推广应用。
2.工作任务
开展大型坳陷盆地、断陷盆地、前陆盆地、叠合盆地、海相碳酸盐岩、沿海大陆架、深水含油气盆地、油页岩、油砂、煤层气、页岩气等油气资源评价。
(四)油气化探全国扫面
1.工作目标
用3~5年的时间进行重点盆地示范,经过打普查钻提交可能成为大中型油气田的远景区,制定出油气化探全国扫面技术方案,培训油气化探技术人才,修改油气化探规范,同时解决全国油气化探扫面面临的技术问题。
用极低的密度快速覆盖全国大于1万平方千米的油气盆地,研究盆地的油气地球化学特征,为盆地评价、区带评价提供地球化学建议;筛选区域地球化学异常,为油气远景评价提供战略靶区;结合地质、地震和其他资料对油气异常进行优选,提供大型油气田的勘查靶区。
2.工作任务
(1)重点盆地示范和专题研究
试验从地球化学填图—普查—详查—勘探阶段的油气化探技术方法及找油气效果,为全国扫面做准备。
解决全国油气化探扫面面临的技术问题。包括陆上天然气水合物地球化学和微生物勘查技术研究、特殊景观区油气化探方法技术研究、地质条件复杂区油气资源地球化学评价技术研究、油气化探标准物质系列研究、国内外盆地油气资源对比、地球化学评价、全国油气化探数据库、遥感技术在油气资源评价中的应用研究、综合解释推断方法的研究。
(2)全国扫面
针对不同大小的盆地,采用不同的密度采样,并编制全国油气地球化学图、主要盆地地球化学图、油气远景预测图等基础图件。
(五)全球油气地质综合研究与区域优选
1.工作目标
总体目标:提高全球基础地质、油气地质研究水平;掌握全球油气资源分布规律,优选出一批可供进一步工作的有利区;完成重点国家和地区油气资源勘探开发投资环境研究,为国家制定能源战略和能源外交政策、促进国际油气合作提供依据和支撑。
全面完成全球油气地质综合研究与区域优选工作。掌握全球基础地质、油气地质基本条件和主要沉积盆地油气资源潜力;优选出16~20个有利目标国和重点区域。编制完成项目总报告、分项目成果报告和图件、图册,建成全球油气资源数据资料信息集成系统。
2.工作任务
开展全球油气地质综合研究与区域优选工作,开展全球基础地质、油气地质研究及资源潜力分析;研究主要油气资源国投资环境;开展综合研究、图件图册编制、数据资料集成系统建设。全面开展全球主要油气区油气资源潜力分析与研究。全面开展全球重点地区重油、油砂等非常规石油资源潜力分析与研究。
(六)全球重大油气地质问题对比研究
1.工作目标
总体目标:对全球重大油气地质问题进行综合对比研究,掌握全球油气地质理论发展动态,形成新的认识,借鉴国外油气地质主要研究成果和成功经验,指导国内油气地质调查和国外油气勘探开发。
“十二五”期间:完成全球板块构造演化及其对沉积盆地(群)发育控制作用、全球不同构造域地质特征、全球含油层系发育及主控因素、国内外海相碳酸盐岩油气地质对比研究等四个课题研究。启动其余五个对比研究项目。
“十三五”期间:完成国内外主要裂谷盆地油气地质、国内外主要前陆盆地、国内外主要克拉通盆地、国内外典型深水区油气地质、国内外逆冲推覆带油气地质对比研究工作。
2.工作任务
“十二五”期间:开展全球板块构造演化及其对沉积盆地(群)发育控制作用、全球不同构造域地质特征、全球含油层系发育及主控因素、国内外海相碳酸盐岩油气地质对比研究工作。继续开展国内外主要裂谷盆地油气地质、国内外主要前陆盆地、国内外主要克拉通盆地、国内外典型深水区油气地质、国内外逆冲推覆带油气地质对比研究工作。
“十三五”期间:深入开展国内外主要裂谷盆地油气地质、国内外主要前陆盆地、国内外主要克拉通盆地、国内外典型深水区油气地质、国内外逆冲推覆带油气地质对比研究工作。
(七)全球油气地质综合研究和编图与资料数据系统建设
1.工作目标
总体目标:汇总全球油气地质综合研究与区域优选项目各类资料、数据和图件,分析总结和发布研究成果,编制完成全球油气地质综合研究与区域优选、全球重大油气地质问题对比研究成果报告和系列图件,建成全球油气地质综合研究与区域优选等数据资料集成系统。
“十二五”期间:总结全球油气地质综合研究与区域优选项目基础地质成果和油气地质等成果,建立项目技术标准;编制综合图件、图集;建立项目成果共享平台;实现项目资料的科学化、信息化管理。
“十三五”期间:汇交所有相关项目最终成果和基础资料,总结项目基础地质资料、地质成果和对比研究成果;完善项目综合图件、图集,适时发布项目重要成果;完成综合研究成果报告。
2.工作任务
“十二五”期间:编制全球项目综合成果和基础图件;进行数据汇总,建立综合数据资料集成系统;总结分析项目所取得的研究成果并适时发布。
“十三五”期间:全面分析总结全球项目所取得的研究成果;编制并提交全球项目综合研究成果报告和图件。
(八)油气资源战略调查技术标准规范和管理系统
1.油气资源战略调查管理办法和技术标准规范
制定油气资源战略调查工作管理办法、项目管理办法、经费管理办法等管理制度。健全油气资源战略调查的工作规程、技术标准、技术规范、编图规范和预算定额标准及安全环保措施等规范。建立立项论证、项目评审、过程管理、技术指导、监督检查、项目验收、资料集成、成果利用的管理程序。加强油气资源战略调查工作技术质量和预算管理,及时跟踪和评估投资效益,提高成果质量和经费的使用效益,确保油气资源战略调查工作的顺利实施。
2.全国油气资源战略调查项目管理系统
开发项目管理系统软件,开发项目报盘系统,采集项目基本信息,及时汇交项目信息及资料。不断更新完善报盘系统及管理系统软件,实现项目管理的信息化、规范化。建立项目公共信息管理、进度管理、经费管理、绩效管理、质量管理模块,实现基于web客户端的公共信息浏览。对项目基础数据、文本报告、数据图表、地质图件等多类型图文信息进行管理、共享展示。
(九)全国油气资源战略调查资料和成果集成与研究
1.全国油气资源战略调查资料数据库和实物资料保存
制定地质资料及图件的汇交格式规范,开发数据报盘系统,建设全国油气资源战略调查数据库。采集全国油气资源战略调查项目的原始地质资料、收集整理的基础资料及成果资料,建立资料专题库,实现资料查询、提取等功能。实现全国油气资源战略调查资料的统一管理和应用。汇交各项目的数据资料,更新完善报盘系统及数据库,及时汇交项目获得的资料,开发项目资料的查询、发布系统,持续开展系统维护、数据更新,实现项目资料的及时、高效、便捷服务。
集中统一保管油气资源战略调查实物资料,通过资料管理服务系统、公共服务平台,实现油气地质数据资源信息共享。存放油气资源战略调查成果、原始油气地质资料和重要实物油气地质资料,主要保管重要实物油气地质资料。开发实物地质资料数字化以及观察、取样、测试等功能。具备与国内外进行专业学术交流功能。
2.油气资源战略调查成果综合和转化应用研究
汇总油气资源战略调查各类资料、数据和图件,开展油气资源战略调查成果综合研究,分析和总结战略调查项目成果,编制完成全国油气资源战略调查综合成果报告和图件,适时发布重要成果,研究油气资源战略调查成果转化和应用的方式、途径等。
(十)油气资源勘探开发战略和规划研究
开展我国油气资源可持续发展战略、油气资源经济形势分析、油气资源优化配置和油气资源勘探开发规划编制等研究。重点研究符合我国社会主义市场经济要求的油气资源管理体制和机制,完善油气矿业权、储量、勘探开发等管理方式,探索和完善油气勘探开发监管体系,为油气资源管理提供科学支撑。
❻ 泥页岩气
泥页岩气是一种非常规天然气资源,是常规油气能源的重要战略接替。近年来,美国泥页岩气勘探开发取得了重要突破,产量快速增加,引起了世界各国的广泛关注。
2011年4月5日,美国能源信息署(EIA)公布了其对全球泥页岩气资源的初步评估结果。结果显示,全球14个地理区域(美国除外)、48个泥页岩气盆地、70个泥页岩气储层、32个国家的泥页岩气技术可采资源量为163×1012m3,加上美国本土的24×1012m3,全球总的泥页岩气技术可采资源量升至187×1012m3。其中,中国的泥页岩气技术可采资源量为36×1012m3,排名世界第一(约占20%),其后依次是美国(约占13%)、阿根廷、墨西哥和南非(表1.1)。
表1.4 美国主要产气泥页岩基本特点
美国泥页岩气主要产于泥盆系、石炭系、侏罗系和白垩系。开发深度范围为152~4115m,其中,生物成因泥页岩气开发深度范围为152~671m,热成因泥页岩气开发深度范围为914~4115m。富有机质泥页岩净厚度范围为6~183m,多数在30~90m之间,成熟度为0.4%~4.0%。有机碳含量变化范围为0.45%~25.0%,其中低热演化泥页岩有机碳含量范围为0.5%~25.0%,中高演化泥页岩有机碳含量为0.45%~14.0%。低演化泥页岩孔隙度为9.0%~14.0%,高演化页岩孔隙度为1.0%~10.0%。泥页岩含气量变化范围为0.4~9.9m3/t,Barnett页岩含气量最高,在8.5~9.9m3/t之间,Lewis含气量最低,在0.4~1.3m3/t之间。在开发过程中,Antrim和New Albany两套低演化泥页岩产一定量的水,其余几套页岩不产水(表1.4)。
泥页岩气井生产周期长,一般30~50年,根据对Barnett的测算,泥页岩气开采周期最长可达到80~100年,且多数不产水,这与煤层气、致密气有显著区别。
泥页岩气的成功开发,也带来了页岩油产量的增长。2008年以来,美国陆续在多套泥页岩层系中产出了页岩油,例如 Monterey页岩、Bakken页岩、Barnett页岩、Woodford页岩、Eagle Ford页岩及Marcellus页岩等,相关理论研究正在展开。
经过多年的探索实践,美国已形成了先进有效的泥页岩气开发相关技术,包括水平井导向钻进、储层压裂改造、微地震监测、CO2驱气及节水减污等技术。在良好的市场和政策条件下,这些先进技术的大规模推广应用降低了开发成本,大幅提高了产量。
在国家政策、天然气价格和技术进步等因素的推动下,泥页岩气已成为美国最重要的非常规天然气资源。美国地质调查局(USGS)完成了大量区域性和基础性泥页岩气资源的调查评价和研究工作,特别是对重点盆地和重点地区开展的泥页岩气资源评价,极大地促进了泥页岩气资源的勘探开发。目前,美国已经掌握了从地层评价、气藏分析、钻完井和生产的系统集成技术,也产生了一批国际领先的专业技术服务公司,如哈里伯顿、斯伦贝谢、贝克休斯等公司。围绕泥页岩气开采,美国已形成一个技术不断创新的新兴产业,并已开始向全球进行技术和装备输出。
近两年,由于美国泥页岩气产量的快速增长,其国内天然气价格并没有受到国际油价大幅度上升的影响,是世界三大天然气消费市场(北美、欧洲、亚太)中价格最低的地区。
(2)加拿大
加拿大是继美国之后,取得页岩气商业开发成功的第二个国家,2007年,位于不列颠哥伦比亚省东北部的区块已开始投入商业开发,其后加大了泥页岩气的研究投入和勘探开发力度。泥页岩气资源主要分布于不列颠哥伦比亚省、艾塔省、萨斯喀彻温省、南安大略地区、魁北克低地以及滨海诸省,其中不列颠哥伦比亚西部地区的白垩系、侏罗系、三叠系和泥盆系的泥页岩气资源最为丰富。
目前,加拿大天然气供应量已占据了北美市场近50%的份额,不列颠哥伦比亚省东北部地区是其天然气主要产区。过去10年中,该省天然气产量的增长主要来自于非常规天然气,即泥页岩气和致密砂岩气。2011年,加拿大国家能源局和不列颠哥伦比亚省能源和矿业厅联合发表的一份报告表明,不列颠哥伦比亚省东北部的霍恩河盆地可能成为北美第三大泥页岩气产区,仅次于美国的Marcellus和Haynesville页岩气藏。虽然霍恩河盆地页岩气资源非常丰富,但加拿大国家能源局局长戴维森表示,目前还不确定现有的经济状况能否允许全面开发,而且也不能确定什么样的开采方式是可以采用的。这也就意味着这里的泥页岩气开发还面临着诸多挑战。
(3)欧洲
“欧洲泥页岩气研究计划”(GASH)于2009年在德国国家地学研究中心(GFZ)启动。此项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,拟通过6年时间共同推动完成。工作目标是通过收集欧洲各个地区的泥页岩样品、测井试井和地震资料数据,建立欧洲的泥页岩数据库,与美国的含气泥页岩进行对比研究,在此基础上寻找和发现泥页岩气以满足当地和区域的需求。计划的资助方包括挪威国家石油公司(Statoil)、埃克森美孚(Exxon Mobile)、法国天然气苏伊士集团(GDF Suez)、道达尔(Total)、斯伦贝谢(Schlumberger)、Wintershall、Vermillion、Marathon Oil、Repsol和Bayemgas等10家大型油气公司。参与机构主要有德国国家地学研究中心(GFZ)、法国石油研究院(IFP)、荷兰应用科学研究组织(TNO)等3家大型研究机构,英国、德国、荷兰的多所高等院校,以及超过20个国家和地方地质调查局。
欧洲的非常规天然气勘探开发主要集中在波兰、奥地利、瑞典、德国和英国。据预测,欧洲的非常规天然气产量2030年最高可达600×108m3/a,其中波兰的产量最高,其他的则来自瑞典、德国、法国、奥地利和英国等国家。目前,波兰已钻11口泥页岩气探井,预计2014年实现商业化开采,并逐步实现燃气自给,随着技术的进步,开发成本有望大幅度降低。
(4)其他国家和地区
印度主要评估了坎贝、克里希纳戈达瓦里、高韦里和达莫德尔等盆地的泥页岩气资源量,并在西孟加拉邦东部达莫德尔盆地实施了一口泥页岩气探井,在1700m左右地层中发现了泥页岩气,初步估算泥页岩气的分布范围超过12000km2。
澳大利亚泥页岩气技术可采资源量约11×1012m3,主要分布在中南部、西部和东部的Cooper,Perth,Amadeus,Georgina和Canning等盆地中,其中在Perth,Cooper,Canning盆地泥页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展。
阿根廷积极开展泥页岩气勘探开发。美国能源信息署的一份报告显示,阿根廷泥页岩气技术可采资源量约为21.9×1012m3,居世界第三位,占拉丁美洲泥页岩气储量的1/3。阿根廷在Neuquen地区泥页岩气勘探获得重大进展,该区页岩气可采资源量约为7×1012m3。
南非泥页岩气资源主要分布在Karoo盆地南部,目前已开展页岩气勘探开发工作。该地区二叠系的Whitehill地层是泥页岩气有利目地层,Shell公司正在该区进行页岩气勘探开发。
其他国家,如墨西哥、哥伦比亚、委内瑞拉、土耳其、巴基斯坦等国家了开展了不同程度的泥页岩气勘探开发工作。
❼ SEPD产量递减法
1.SEPD方法的建立
Valko最早于2009年推导出了伸展指数产量递减法,并用于分析Barnett页岩气井产量递减的规律。随后,在2010年,大量生产井产量递减符合SEPD规律,于是Valko等利用该模型基于井组获得的参数对个别致密气生产井进行了可控的产量预测。同时,Kabir等也将此模型应用于致密油的生产预测中,并与Arps双曲递减模型进行对比,该模型尽管保守,但是能够提供更为精确的数据。
2009年Valko等提出的SEPD方法如下:
油气产率q:
累计产量Gp:
定义采收潜力(γp):
式中:
该方法的关键参数为n和τ,可以通过γp-G p直线取截距为1.0得到。
2.SEPD法的局限性
将SEPD法应用到西加拿大沉积盆地的致密气储层生产井中,尤其是渗透率介于(0.001~0.1)×10 -3μm2 之间的生产井。结果表明,利用采收潜力曲线来确定参数n和τ,不仅会导致技术可采储量的保守预测,同时也会对生产曲线产生错误预测。图5-10和图5-11是利用SEPD方法预测前文Cadomin地层的实际致密气水平井产量的结果。该预测将采收潜力概念应用到前两年的生产历史中,图5-10表明,将早期的生产数据包括在内,为了达到纵轴截距为1.0 ,那么数据点并非完全在一条直线上。因此,预测出的生产曲线将会偏离实际生产曲线,且最终技术可采储量将极为保守(图5-11 )。
图5-10 利用SEPD法预测产量变化的采收潜力曲线
(据Yu,2013)
图5-11 利用SEPD法预测的生产曲线
(据Yu,2013)
此外,对于生产井产量预测来说,所用生产数据的生产时间段将决定模型可靠性的高低。另一个例子表明,如果用SEPD方法预测,会与现实生产数据不匹配,并产生较低的技术可采储量(图5-12)。然而,如果不使用第一年的生产数据和采收潜力-时间曲线方法,而是只拟合第二年和第三年的数据确定n和τ,结果表明产量和技术可采储量能很好地符合式(5-14)和式(5-15)(图5-13)。可见,第一年生产数据的使用是造成SEPD方法低估技术可采储量的原因之一。
图5-12 用采收潜力曲线确定参数预测结果
(据Yu and Miocevic,2013)
q—日产气量 G p —累计产气量
图5-13 利用第二、三年数据预测结果
(据Yu and Miocevic,2013)
q—日产气量 G p —累计产气量
进一步,研究表明,只要通过第二年和第三年生产数据得到n和τ值,那么n和τ值会适用井的经济极限产量来临前的全部生产,与流态无关。上述例子因技术可采储量已经从生成的数据中得到,通过拟合第二年和第三年的数据就能很容易地得到n和τ值。然而,在现实中,由于技术可采储量未知,很难通过拟合第二年和第三年的数据得到一组n和τ值。
❽ 页岩气的技术进度
全球对页岩气的开发并不普遍,仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。其中,美国已进入页岩气开发的快速发展阶段,加拿大商业开采还处于起步阶段。美国页岩气开发有80多年的历史,参与的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。2000年美国页岩气年产量为122亿立方米,而2007年,仅Newark East页岩气田的年产量就达217亿立方米,美国页岩气总产量接近500亿立方米,占美国天然气总量的8%以上。
但来自美国能源情报署网站的数据显示:美国页岩气产量占天然气产量比例从2007年到2011年分别是8.07%(2007),11.09%(2008),15.19%(2009),21.69%(2010),29.85%(2011)
专家表示,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,而这也是至少在2015年以前中国所不具备的。
20世纪70年代末期,美国政府在《能源意外获利法》中规定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,对页岩气的开发不收生产税。另外,美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。可以说,美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。对页岩气这个新生事物而言,有利的政策支持无疑会大大降低开发成本,刺激页岩气的发展。
随着页岩气产量迅速提高,国际能源署预计,到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
美国能源当局则预测说,页岩气将取代煤炭而成为仅次于石油的美国第二大能源资源,而且可能改变美国能源生产格局。
至2012年,页岩气产量增加已经拉低了能源价格,已成为美国振兴制造业的一大法宝。欧洲空中客车公司等许多国际大企业将一些制造项目迁入美国,看重的正是当地低廉的能源价格。
此外,得益于页岩气革命中的“水力压裂”技术,页岩油(一种石油)的产量也飞速增加,使美国石油产量强劲反弹,导致2011年,美国自1949年以来首次成为精炼石油产品净出口国。国际能源署认为,到2020年美国将成为全球最大原油生产国。美国康菲石油公司总裁瑞安·兰斯表示,到本世纪20年代中期美国将不必进口石油。
美国页岩气的快速发展改变了美国的能源消费结构,不仅降低了煤炭以及其他能源的消耗比例,也减少了对中东国家石油能源的依赖,引发了全球范围内的页岩气开发革命。 国土资源部2009年10月份在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。 将对中国新型能源建设起到积极的示范作用,在中国油气领域具有里程碑意义。2012年3月20日,壳牌公司已经与中国石油签署了一份产品分成合同,将在中国四川盆地的富顺—永川区块进行页岩气勘探、开发及生产。两家公司对页岩气的开发还处于勘探阶段,暂并未进入实质性开采。2012年9月24日 ,全国首个页岩油气产能建设项目——中石化梁平页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻
2012年11月13日-16日,为期四天的2012年中国国际页岩气大会在重庆召开,主题为“促进投资与合作,推动中国页岩气产业的商业化发展”。200多名全球各地的页岩气资源开发商、购买商、贸易商、技术支持方、油田服务及设备供应商、顶尖的页岩气产业研究专家以及政府顾问人士参会。而重庆瑞博、埃克森美孚、三菱商事、西门子等多家外企和三一重工、山东能源集团、华电重工等国内公司也到场,寻找挖掘潜在的页岩气装备项目机会。
会上,国土资源部油气资源战略研究中心研究员李玉喜透露,多项扶持页岩气产业化的政策正在酝酿中。这一系列扶持政策主要包括:一是页岩气市场化定价政策,同时页岩气利用方式可以灵活;二是监管体系强调一级管理,实际又分为二级三级监管,即让各省各级参与管理的监管体系,使整个监管过程向下延伸到页岩气井;三是税收上将多数利税留给地方,以对企业和地方都有利。
尽管业界对我国页岩气的关注度持续升温,但日前参与“2012年中国页岩气发展论坛”的业内专家认为,我国页岩气开发中仍然面临一些问题亟待解决,包括技术准备、资源储量评价、政策研究到开发模式等方面,都需借鉴美国的成功经验,不能急于求成。
中国涉及油气特种装备制造的公司包括杰瑞股份、石油济柴、江钻股份、神开股份、宝德股份、海默科技、惠博普、吉艾科技8家机械制造公司。李玉喜在会上透露页岩气开发三大利好后,这8家机械设备制造商全线飘红。
2012年11月15日,在北京举行的财富CEO高峰论坛上,中外能源行业的专家就能源世界新格局进行了探讨。此次探讨中,各方专家逐步形成一致观点:中国页岩气开发应当推进,更应当保持谨慎态度。相关专家表示,中国的页岩气储藏深度远远高于美国,而且地质复杂程度也超过美国,加上多数页岩气开发地区人口密集,从技术和社会两方面来讲,开发难度都很大,应当谨慎推进。由于开采页岩气所需的水力压裂技术需要大量的水资源,而我国页岩气储量丰富地区多为水资源匮乏地区,同时水力压裂技术可能会带来地下水污染问题。这也是一个不容忽视的问题。
我国将基本完成全国页岩气资源潜力调查与评价,建成一批页岩气勘探开发区,初步实现规模化生产,页岩气年产量达到65亿立方米。
“十二五”期间,我国在页岩气开发上的重点任务包括:一是开展页岩气资源潜力调查评价;二是开展科技攻关,掌握适用于我国页岩气开发的关键技术;三是在全国重点地区建设19个页岩气勘探开发区。
我国的页岩气进入到大规模商业开发阶段还需要技术、资金、管道和政策上的种种支持,但是页岩气开发各方的准备工作也已经陆续展开。据《中国页岩气产业勘查开采与前景预测分析报告前瞻》 分析认为,我国页岩气开发距离大规模商业化还有3-5年的距离,预计2015年我国页岩气产量将会在40亿立方米左右,2020年将会达到500-700亿立方米之间。而由页岩气开发带来的相关技术和服务的市场空间将在2015年达到420-430亿元。
由国家能源局制定的页岩气产业发展政策已经制定完成,待有关部门批准后将会发布。同时,由国土资源部制定的页岩气探矿权招投标管理办法也计划出台。
国家能源局石油天然气司副司长杨雷表示,除国土资源部开展了一些页岩气基础性的资源调查工作外,国家发改委或能源局也从科技、研发中心、装备、示范中心等方面做了四位一体的科研攻关:一是依托重大科技专项,国家有很大的投入;二是设置了页岩气研发中心,给了很多装备和设备的投入;三是装备的国产化,支持国内企业进行国产化的实验;四是依托示范工程,能源局已批准了三个页岩气的示范区,包括四川、重庆和陕北。
“下一步,国家能源局将在前面工作基础上继续推进科技攻关,包括示范区建设、资源评估等工作。另外,要加大政府支持和推动的力度。”杨雷说,备受关注的页岩气产业政策已经有了一个文本,里面包括了产业的准入、环保、监管及对外开放等问题,都有一些更细致的规定,更具有可操作性。此外,规划里还有一些财税支持、用地优惠等都会明确。
2013年10月18日,烟台杰瑞集团发布了“小井场大作业”成套页岩气压裂解决方案,并成功实现了全套设备的现场联机测试。这是专门针对复杂地理条件下页岩气压裂的解决方案,开创了中国页岩气等非常规能源压裂增产完井设备的新方向。
2013年10月30日,国家能源局在其官网发布了《页岩气产业政策》,进一步深化页岩气发展地位,明确将页岩气开发纳入国家战略性新兴产业。这是在2012年3月发布《页岩气发展十二五规划》和2012年11月出台《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》之后,国家有关部门对页岩气产业发展的再次有力的扶持。 中国首轮油气探矿权公开招标
2011年6月27日,国土资源部举办中国首轮油气探矿权公开招标,中石油、中石化、延长石油以及中联煤层气、河南煤层气等公司受邀投标。首轮招标出让的页岩气探矿权区块共计四个,面积共约1.1万平方公里。国土资源部网站7月7日公布了招标结果,中石化中标渝黔南川页岩气勘查区块矿业权,河南省煤层气公司则取得了渝黔湘秀山页岩气勘查区块矿业权。
有关专家预测在四川盆地寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组页岩地层中存在丰富的页岩气资源。据初步估算,单这两个组的页岩气资源就可以和整个四川盆地的常规天然气资源总量相媲美。
2006年年初,中国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。经过一年的艰难跋涉和潜心分析,专家们虽然没有对页岩气资源进行全面准确的估算,但是也给我们带来了振奋人心的消息。
据体积法估算结果,中国页岩气资源量高达(26~31)×10m,与美国页岩气储量相当。其中,中国南方、北方、西北及青藏地区各占页岩气资源总量的46.8%、8.9%、43%和1.3%。
国土部举行页岩气第二轮招标
2012年9月10日,国土资源部在官方网站发布公告,面向社会各类投资主体公开招标出让页岩气探矿权.本次招标共推出20个区块,总面积为20002km2,分布在重庆、贵州、湖北、湖南、江西、浙江、安徽、河南8个省(市)。
根据公告,凡在中华人民共和国境内注册,注册资本金在人民币3亿元以上,具有石油天然气或气体矿产勘查资质、或与已具有资质的企事业单位建立合作关系的内资企业和中方控股的中外合资企业,均可投标。
开发措施
一是编制我国页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。在认真分析世界页岩气勘探开发的态势和我国现状的基础上,科学评价和分析我国页岩气资源潜力,进行页岩气探明储量趋势预测研究,对我国页岩气资源战略调查和勘探开发目标、重点和发展阶段作出科学规划,明确发展定位,编制页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。
二是制定鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发政策。在对美国等国家页岩气发展中给予的优惠政策研究基础上,结合我国实际,参照国内煤层气勘探开发的优惠政策,给予页岩气勘探开发的优惠政策。国家财政加大对页岩气资源战略调查的投入,鼓励社会资金投入页岩气;减免页岩气探矿权和采矿权使用费;对页岩气开采企业增值税实行先征后退政策,企业所得税实行优惠;页岩气开发关键设备免征进口环节增值税和关税;对页岩气开采给予定额补贴;对关键技术研发和推广应用给予优惠等,引导和推动页岩气产业化发展。
三是完善和创新页岩气矿业权管理制度。根据页岩气分布广、勘探开发灵活性强的特点,深入研究我国页岩气矿业权设置制度。借鉴煤层气矿业权管理经验,设立专门的页岩气区块登记制度,实行国家一级管理。允许具备资质的地方企业、民营资本等,通过合资、入股等多种方式参与页岩气的勘探开发,也可独立投资,直接从事页岩气勘探开发。
四是加快制定页岩气技术标准和规范。加强政府引导,依托页岩气资源战略调查重大项目和勘探开发先导试验区的实施,加快页岩气资源战略调查和勘探开发技术标准和规范体系建设,促进信息资料共享和规范管理。
此外,要密切关注世界页岩气发展动向,建立和完善页岩气国际合作交流机制。加强与国外有实力公司的合作开发,引进先进理念与开发技术,通过引进和消化页岩气开发技术,探索和创新适合我国页岩气开发的核心技术,为我国页岩气大规模开发奠定技术基础。
补贴标准
财政部、国家能源局发布《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》表示,2012年-2015年中央财政对页岩气开采企业给予补贴,补贴资金将按企业页岩气开发利用量以及补贴标准决定,2012年至2015年的补贴标准为0.4元/立方米,具体标准今后将根据页岩气产业发展情况予以调整。此外,财政部还规定地方财政可根据当地情况给予适当补贴,具体标准和补贴办法由地方确定。
页岩气界定标准及补贴条件
具体界定标准为:
(一)赋存于烃源岩内。具有较高的有机质含量(TOC>1.0%),吸附气含量大于20%。
(二)夹层及厚度。夹层粒度为粉砂岩以下(包括粉砂岩)或碳酸盐岩,单层厚度不超过1米。
(三)夹层比例。气井目的层夹层总厚度不超过气井目的层的20%。
财政部规定企业需具备以下条件才能够获得补贴:
一是已开发利用的页岩气;
二是企业已安装可以准确计量页岩气开发利用的计量设备,并能准确提供页岩气开发利用量。
能源局:拟出台页岩气产业化细则
据了解,国家能源局正在会同有关部门研究制定《页岩气产业政策》,为推动页岩气产业化、市场化发展做出具体规定。业内人士表示,新政策应该在克服垄断体制障碍、落实安全环保要求、制定市场化定价机制等方面出台有力措施。
据国家能源局油气司综合处处长杨青介绍,《页岩气产业政策》将按照《页岩气发展规划(2011-2015年)》的总体思路,出台一些推动页岩气产业化、市场化发展的具体规定。
页岩气炒作趋向理性
日前,中央财政明确将在2012年~2015年对页岩气开采企业给予每立方米0.4元的补贴,国内页岩气产业前景被寄予厚望。彭孝影表示,页岩气的勘探开采最先受益勘探、开采相关的设备制造商。每个开采阶段对应相关的专业设备,如勘探阶段使用地震软件、物探装备,固井阶段使用固井车、泵送、套管等,压裂酸化阶段则有压裂车、混砂车,管汇车、仪表车和连续油管等专用设备。对于该产业的发展进程,彭孝影认为未来5至10年中国页岩气的开采尚难以和美国媲美,无论是技术实力,还是资金等方面都存在很大差距,未来要迎头赶上,还需要国家战略做主导推动力。
探矿权出让招标结果公示
2012年12月6日,国土部网站公示“2012页岩气探矿权出让招标”结果。公示名单分别列出了19个页岩气区块的前三名中标候选企业,共有华电集团、神华集团、中天城投等57家企业入围。
按照“页岩气探矿权招标项目招标文件”规定,公示名单中得分第一名的中标候选企业为项目中标企业。若该中标候选企业自动放弃,或中标企业未及时提交勘查承诺书,以及按有关法律规定被取消中标资格的,招标人将按照中标候选企业名单排序依次确定其他中标候选企业为中标企业。
这些企业中,除了华电集团、中煤集团、神华能源、国家开发投资公司等在内的大型国企;还包括中天城投这样以房地产为主营业务的企业;以及省属能源投资公司或省属地质系统企业。
值得一提的是,公示名单中,中石化、中海油、延长石油等几大油气巨头无一上榜。中石油煤层气有限责任公司仅在湖南桑植页岩气区块竞标中取得第三名。按照招标规定,中石油也很可能无缘该区块探矿权。
❾ 储量、产量增长趋势预测
预测到2015年,优选30~50个页岩气远景目标区和50~80个有利目标区。探明页岩气地质储量专1×1012m3左右属,可采储量0.2×1012m3左右。2015年页岩气产量达到65×108m3/年。
“十三五”期间,进一步加快页岩气勘探开发步伐,预测到2020年页岩气产量力争达到800×108m3。
未来十几年,我国天然气需求缺口将逐渐扩大,天然气需求将呈高速增长。到2020年,国内气体能源消费将达到3800×108m3,常规天然气产量为2000×108m3,供需缺口达1800×108m3。届时如果页岩气的产量达到1000×108m3以上,页岩气将占气体能源消费比重的26%左右,成为我国气体能源的重要支柱,有望改变我国油气资源开发格局。我国经济持续快速发展,清洁能源需求的不断增加,天然气需求持续旺盛,为页岩气大发展提供良好的机遇。