页岩气开发现状及影响

许明鹤 陈钢 杜靖华 许明深 叶润楠

1 全球页岩气资源丰富

现今不断攀升的能源需求和巨大的资源压力,天然气价格的增长、开发技术不断提高以及人们对天然气的依赖,使得页岩气成为天然气工业化勘探的重要领域和目标。据美国能源情报署(EIA)的最新统计数据显示,当前全球拥有页岩气可采资源量6622万亿立方英尺[2],相当于煤层气和致密砂岩气的总和。主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区。

2 国内外页岩气开发现状

页岩气储层与常规气储层差异很大,具备一些独特性质,如区域性分布、缺少明显盖层和圈闭、无清晰气-水界面、天然裂缝发育以及极低的基质渗透率,一般在0.0001×10-3～0.000001×10-3之间,比致密砂岩储层的渗透率低2～3个数量级[6]。这些特性给页岩气的勘探开发带来了较高的难度。近年来,国外加强了对页岩气的勘探开发技术攻关,页岩气藏的成功开发取决于先进技术的应用,如页岩气的水平井钻井技术、裂缝的设计和增产措施,三维地震监测技术等[7]。

美国的页岩气开发最初主要是由一些中小型石油公司推动的,他们依靠传统的油田服务公司(如哈里伯顿、斯伦贝谢等)提供服务和技术支持。这些中小公司主要包括:Devon Energy、XTO Energy、Chesapeake、EOG Resources、Encana Oil & Gas(USA)、Burlington Resources等[8]。

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[8]。2009年12月,埃克森美孚以410亿美元收购了美国XTO能源公司,正式拉开了石油巨头角逐页岩气资源开采的序幕。2010年1月,法国的道达尔石油公司以八亿美元购买了美国切萨皮克能源公司在巴内特页岩区25%的资产,还将为切萨皮克能源公司的钻井、完井及设备改造提供60%的资金支持。同年5月,英国天然气公司以9.5亿美元收购了美国EXCO公司在阿巴拉契亚盆地26.5万公顷区域内50%的页岩气资产。5月底,英荷壳牌公司以47亿美元收购了EastResources,并收购了德克萨斯州南部伊格尔福德页岩气地区10.1万公顷的开采权。7月,波兰宣布参加美国页岩气的开采项目。10月日本伊藤忠商事公司从MDU资源集团公司手中收购其在怀俄明州奈厄布拉勒页岩油资产25％的股份,开始向页岩气进军,此后日本三井公司旗下子公司三井勘探开发美国有限责任公司已以14亿美元收购了阿纳达科石油公司在美国宾夕法尼亚州马塞勒斯页岩区10万英亩资产;三菱公司已与美国宾州西部能源信托公司组建了各持股50%的合资企业,以开发加拿大不列颠哥伦比亚省东部科尔多瓦内湾地区的页岩气资产。

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大约1700米深处的Barren Measure页岩中发现了天然气。4月底,阿索纳塔公司与意大利ENI公司签署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。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平方公里的Novi Pazar页岩气田勘探作业。6月24日俄罗斯TNK-BP计划投资开发乌克兰页岩气。

在我国中石油、中石化、延长石油、中联煤等企业通过自主勘探和对外合作,在多个页岩气探井或老井页岩段中获得工业气流,压裂改造后均见到良好气流显示,日产气稳定在2000—10000方左右。这些都证明中国存在页岩气商业开采的可能性。

3 页岩气开发的影响

3.1 页岩气开发弊端

随着页岩气开采的增加,它所造成的环境问题日益严重。在气井密集的地区,有人抱怨泄漏导致空气污染,还有人担心,开采页岩气的水力压裂过程产生的废水会导致污染。事实上,环保人士长期以来都认为,页岩气开采会使地下水受到甲烷和化学物质的污染。在美国,调查新闻网站ProPublica在页岩气开采地附近发现了上千起水污染报告。纽约州因为担忧页岩气开采对纽约分水岭的影响,已经下令暂停水力压裂开采方式。这种担忧引发了全世界范围内的反对热潮,比较著名的事例是,2011年2月壳牌石油公司在深入南非卡鲁盆地进行页岩气勘探时,遭遇当地民众的抗议。2011年6月末,法国议会通过了禁止应用水力压裂技术的法案,事实上已经成为了第一个对页岩气开采明确说“不”的国家。

另一值得关注的问题是,长期保存高压水的注入井会否对地质造成污染。2008年10月,美国达拉斯-沃斯堡机场就发生了一系列地震,而这片地区之前没有任何地震记录。对此,德克萨斯州大学的研究表明,这些地震可能与注入井有关;2011年上半年,美国中北部地区的阿肯色州已经发生了700多次小型地震。当地居民认为,注入井会引发地震。阿肯色州近日表示未来6个月将暂停开发新的注入井。

2011年4月,康奈尔大学的罗伯特·哈沃斯研究小组公布了一份关于页岩气的研究报告。这份报告痛批开发页岩气的数个弊端,包括会加剧气候变化、破坏地下水资源等[9]。

3.2 为页岩气“翻案”

2011年5月4日,总部位于伦敦的全球变暖政策基金会(GWPF)發布了一份为天然气正名的报告,该报告的结论与哈沃斯完全相反,认为页岩气是一种“储量丰富、廉价且对环境友善的能源”。这份名为《页岩气影响了谁》的报告驳斥了哈沃斯报告中的数个观点,报告中不仅称页岩气将改变未来能源结构,而且称其会对贸易、地缘政治以及气候变化政策产生深远影响[3]。关于页岩气开发污染地下水资源的问题,指出页岩气在开发过程中的甲烷泄漏与开发常规天然气时产生的甲烷泄露没什么两样。页岩气开发过程中处理废水的方式与其他工业也没有太大区别。认为页岩气会对地下水资源造成极大污染的说法只是反对天然气开发者们过分夸大的说辞。

4 展望

清洁低碳的页岩气能够增加天然气供应,优化能源结构,缓解减排压力[4]。自上世纪90年代后期,页岩气在美国率先实现商业化、规模化开采之后,许多国家掀起了页岩气开发热潮,随着开采技术的进步,页岩气必将能源非碳化发展的时代潮流。

参考文献

[1] 李世臻,曲英杰.美国煤层气和页岩气勘探开发现状及对我国的启示[J].中国矿业,2010,19(12):17-21.

[2] 全球最新页岩气资源分布情况一览[Z].中国石化新闻网,2011-5-6.