页岩气行业研究报告.docx

页岩气行业研究报告.docx

《页岩气行业研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《页岩气行业研究报告.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

页岩气行业研究报告

页岩气行业研究报告

页岩气，一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，正在成为搅动世界市场的力量。

这种被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体，极大地改写了世界的能源格局。

而就在上周末，页岩气开发的领先者，美国能源署发布了削减本国加利福尼亚蒙特利的页岩油可采储量预测值猛砍96%，在我们对这个数字大跌眼镜的时候，一度被视为地球上最大页岩气资源国的中国，在大力宣扬和炒作页岩气的同时，还有很多问题值得我们去研究和深思，比如我们如何解决开采过程中遇到的地理环境问题？

如何避免不造成水污染和环境污染？

如何解决面临的技术问题？

借助这篇文章，我们一起来探讨，页岩气革命，离中国还有多远？

图1：

页岩

图片来源：

XX百科

1、什么是页岩气

1.1简介

页岩气，是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源。

页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。

较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

图2：

天然气地质结构示意图

图片来源：

XX百科

1.2生成

页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中。

天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中。

天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集，表现为典型

的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。

与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。

因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩气发育具有广泛的地质意义，存在于几乎所有的盆地中，只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。

中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当，但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性，并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。

因此属于不完整意义上的页岩气。

因此，中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同，分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。

二、开发页岩气开发的战略意义

1、有利于缓解天然气供应压力，保障国家能源供应及安全

目前，我国石油对外依存度已经超过56%，倘若天然气供应缺口主要依靠进口国外天然气资源来满足，则到2015年我国天然气对外依存度将达到40%左右，2020年达到46%以上，2025年达到47.5%，2030年接近50%。

过度依赖进口天然气将严重加剧我国能源供应形势与国家能源安全隐患。

丰富的页岩气资源是未来我国能源供应的重要组成部分。

我国页岩气资源丰富，开发潜力大，加快我国自有的丰富的页岩气资源开发，能够直接增加我国天然气的供应量，缓解天然气供需矛盾，并提高我国在国际天然气贸易中的话语权。

同时，一旦我国自有页岩气资源实现规模化开发及利用，还将有利于改善我国以煤为主的能源消费结构，实现能源供应多元化的重要战略选择，对确保国家能源供应及能源安全具有重要的战略意义。

2、有利于调整能源结构，推进节能减排。

目前，我国要调整以煤为主的能源结构，推进节能减排，就亟需同时大力发展天然气、水电、核电、风能及太阳能等清洁能源。

但是，当前在国际核电公共安全突显、国内可再生能源并网遇阻、水电开发面临着各种资源瓶颈与社会质疑的大环境下，短期内这些能源资源对于进一步缓解我国能源供应的紧张局面及调整能源结构的作用发挥将受到限制。

现阶段，立足国内，加大低碳、清洁的页岩气等非常规天然气资源勘探开发将是调整我国能源结构的最现实选择。

开发利用页岩气有利于减少二氧化碳排放，保护生态环境。

页岩气是低碳、清洁的优质能源，燃烧产物几乎不含二氧化硫、粉尘和其他有害物质，二氧化碳排放量仅为等量热值煤炭的56%、石油的70%。

按2015年页岩气年产量达到65亿立方米计算，与煤炭相比，如果页岩气用于发电，则可减少二氧化碳年排放约1400万吨、二氧化硫排放约11.5万吨、氮氧化合物排放约4.3万吨和烟尘排放约5.8万吨。

加快页岩气勘探开发和利用，对满足社会经济发展对清洁能源的巨大需求，控制温室气体排放，构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，改善居民用能环境，提高生态文明水平具有重要的现实意义。

3、有利于推动油气勘探理论创新和技术进步，并拉动油气装备制造业发展，创造新的经济增长点。

页岩气成藏理论突破了传统地质学关于油气成藏的认识，有利于开拓页岩油等非常规油气资源勘探的思路。

水平井钻井、分段压裂、同步压裂、微地震监测和批量工厂化生产等相应的开发技术也可应用到其他非常规油气的勘探开发。

同时，页岩气勘探开采技术攻关也是一项具有开创性的工作，需要通过大量的新工艺新设备推动我国油气工业的技术进步。

事实上，我国油气装备制造业也亟需通过培育国内市场来不断提升自主创新能力，加速形成我国自己的专业技术服务队伍。

我国亟需紧抓页岩气勘探开发的历史机遇加速实现油气开发新工艺及技术准备取得实质性突破和进展，以尽快改变我国油气资源勘探开发格局，培育战略新兴产业，形成拉动我国新的经济增长的有力支撑。

4、有利于带动关联产业发展及基础设施建设，促进区域经济发展。

我国页岩气资源丰富，但是国内页岩气资源有很大一部分地处交通不便，管网欠发达的山区或经济欠发达地区，开发这些地区的页岩气资源，对改善当地基础设施建设，促进区域天然气管网、液化天然气（LNG）、压缩天然气（CNG）的建设及发展等具有重要意义。

同时，页岩气勘探开发及利用也是一项重大能源基础产业，页岩气的规模化开发及利用还将拉动钢铁、水泥、化工、交通运输、装备制造，化工、以及工程建设等相关行业和领域的发展，增加劳动力需求，扩大就业机会，增加税收收入，对促进区域经济可持续发展具有重大意义。

事实上，美国页岩气的成功开发就带动了美国装备制造业、化工业，以及天然气发电等基础产业的发展，直接增加了当地的就业及税收，促进了各州经济增长。

5、有利于开展分布式就近利用与天然气发电，提高能源利用效率。

目前，我国正鼓励天然气分布式利用，计划“十二五”期间国内建成1000个天然气分布式能源项目，到2020年在大城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦。

我国页岩气资源丰富且分布较为广泛，尤其是有很大一部分页岩气资源丰富区靠近我国的能源需求负荷中心，适于开展分布式开采及就近利用，丰富能源利用方式，提高能源利用效率。

例如，我国华北页岩板块位于或靠近北京、山东、河南、河北等能源负荷区，扬子板块位于或靠近四川、湖北、湖南、上海、江浙等能源负荷区，这些地区经济发展快，能源需求高，开发利用这些区域的页岩气资源就具备就近建立分布式供能系统的市场潜力，提高能源就近利用的效率。

同时，大力开发页岩气在增加我国天然气供应的同时，还将增加可用于发电的天然气供应，这将直接提高我国能源利用效率。

目前，世界上最先进的天然气联合循环发电机组净效率已经超过60%，是最先进煤电机组的1.3倍，二氧化碳排放强度仅为最先进煤电机组的40%左右。

可见，相对于传统的燃煤火电厂，以甲烷气体为主的页岩气及天然气发电在能源利用效率方面具有更大优势。

此外，发展页岩气发电还可以通过改善电力系统运行工况，提高电力系统的效率和经济性，还能充分利用燃气、电力消费季节性峰谷特性互补的特点，对电网和天然气管网运行起到“双重调峰”作用，从而在更高的层面上提高我国能源利用效率。

三、我国在页岩气开采方面所面临的问题

如上看来，页岩气改革势在必行，但为何我国的页岩气开采会“难产”？

页岩气开采面临着不仅是技术方面的问题。

3.1技术落后

尽管储量巨大，但中国页岩气开发技术并不成熟，也没有商务投产。

中国页岩气还处于起步阶段，需要借鉴外国的技术。

几大页岩气储蓄多的区块也是和国外公司进行合作。

页岩气的开采一种是定向钻探，另一种是液体分解。

液体分解需要向地下注入几百万加仑的高压水和化学药剂，迫使岩层断裂，中国目前掌握的分解技术还不成熟。

，技术相对落后，目前，中石化、中石油等大型能源公司在四川和重庆从事的页岩气开采，主要使用美国的开采技术。

据了解，页岩气的开采需要通过一种称为“水力压裂法”的步骤，将岩石层压裂，从而释放出其中的天然气。

这种开采方法压低了天然气的价格，为美国和一些国家的能源市场带来了革命性的巨变。

3.2.地理环境

中国的页岩气多分布在崇山峻岭间，如署南、鄂西、贵州、重庆等地，总体页岩厚度单层厚度小，储蓄的为止比较深，开采难度远大于美国。

去年，美国能源信息管理局（EIA）公布的全球页岩资源最新评估显示，中国的页岩气技术可采储量高达1.1万亿立方英尺，这几乎是美国储量的两倍，并可满足中国长达200年的天然气需求（按当前需求量估算）。

但是，随后美国开始发现，技术可采储量并不能全部转化成经济可采储量。

中石油的数据显示，中国页岩资源中真实可开采储量不足EIA估计值的三分之一，且中国页岩资源开采难度比美国更大。

例如，中国最富饶的页岩地层在四川省，其探明储量约是美国产气大区马塞勒斯的2.5倍，但开采成本却是后者的4倍。

更糟糕的是，中国许多储地根本不能开采，比如极度缺水的西部沙漠地区和四川、江苏等省份的繁华市区。

图3：

中国页岩气开采面临的挑战

资料来源：

Iwind

3.3高成本

技术的落后和地理环境的复杂必定会造成开采成本的上升，中国开采的成本是美国的3倍。

中国石油集团咨询专家马家骥给了大家一个概念：

“在中国，钻完井费用，在塔里木深井按照一口井2.5亿元人民币，它建成百亿立方米产能是225亿元。

这不是投资，而是钻完井费用。

而美国页岩气如果做到一千亿立方米的产能，得用一万多亿元人民币，投资太大了，将来这个成本怎么样跟常规的去竞争？

老百姓可不管，有便宜的、国家控制的气，我为什么要买你页岩气？

”

表1：

中美页岩气资源条件与特点对比

资料来源：

Iwind

四．开采页岩气所面临的环保问题

　　一方面，页岩气很可能改变世界能源版图，引发天然气乃至化石燃料市场格局的深刻发化，也可能深入影响可再生能源的发展路径、全球气候发化的谈判和行动前景，甚至进一步影响到地缘政治和更广泛的国家利益及国际关系。

但另一方面，一切似乎都具有相当的不确定性，由于页岩气在开采过程中伴随着地质结构改变、地表环境破坏、大量耗水并排放水和大气污染物，以及在开采过程中的甲烷泄漏等问题，也饱受诟病。

在页岩气开采活动最多的美国，虽然其整体技术水平、环境保护及监管均处世界领先水平，但也已经出现了生态环境破坏、水污染等环境亊件，一些地区甚至发生了社区居民的抗议活动，为页岩气革命抹上了一缕暗色。

对中国而言，页岩气意味着什么？

会带来什么机遇，引发什么问题？

如何应对和解决这些问题，来最大程度的发挥页岩气的积极意义？

能不能充分的借鉴国际经验，少走弯路……等等问题，引人忧虑。

4.1水污染

水力压裂技术对水资源的需求量非常大。

据美国环保署估计，一口页岩气井大概需要760万至1900万升水，一次压裂过程耗水大约是常规天然气的50~100倍。

就中国“十二五”规划中确定的19个页岩气勘探开发区而言，新疆、内蒙、山西和贵州等地均是水资源匮乏地区，如果缺乏良好的规划，在这些地区开发页岩气将有可能对当地生态环境带来严重的影响。

同时，压裂技术中使用的压裂液中含有酸液、杀菌剂、阻垢剂、润滑剂和表面活性剂等多种化学物质。

2009年，美国纽约州环保局对6家油田服务公司和12家化学供给公司所做的调查表明，用于压裂液的化学物质多达200余种。

这些物质通常是危险材料和致癌物，包括柴油燃料、煤油、苯、甲苯、二甲苯、甲醛等，如果泄漏将可能造成地下水资源污染及排放有毒气体。

如2007年在美国俄亥俄州就曾发生了由于页岩气井泄漏导致附近一居民家中爆炸的事件。

再比如，2010年，美国环保署检测证实大量的甲烷气体溶解在德克萨斯州一页岩气项目附近的居民饮用水中。

4.2破坏地表环境

①改变原有土地利用方式

页岩气开采和运输需要建设基础设施，如建设道路、开采平台和铺设管道等。

美国的统计数据表明，由于气井分散，在考虑了所有的道路建设、平台和管道占地之后，平均一口页岩气可能使用近40英亩（约合16.2公顷）的土地，地表污染除钻井导致的地表植被破坏，生产过程中使用或产出的机用柴油、污泥、生产过程中的液体、酸碱物质等物质污染土壤表面或浅层地表。

而管道铺设，除可能的泄漏外，还可能破坏野生动物栖息地，威胁到物种生存和生物多样性。

在中国“十二五”规划中确定的19个页岩气勘探开发区，除少数省份外，大多数都是人口稠密地区，改变现有的土地利用方式，如农业用地，对当地环境和社区的会产生何种影响，还需要慎重地研究。

②引发地震

根据水力压裂技术的原理，页岩气的开采可能引发地质结构的改变，严重时可能引发地震。

美国地质调查局研究发现美国发生的震级超过里氏3级的地震明显增加，虽然目前尚无法确定用于开采天然气的新型液力加压开裂技术是否应为地震更为频繁负责，但有证据证明地震发生的时间与往处理井内灌入废水的时间相吻合。

鉴于水力压裂法开采技术可能引发地震，威胁人类健康和环境，2011年英国暂停了Cuadrilla资源公司的页岩气开采。

中国“十二五”规划中确定的19个页岩气勘探开发区中，大多数地区人口稠密，因此这一问题也是页岩气开发中必须加以考虑的。

此外，页岩气开发对地表的破坏还有可能导致水土流失、地表沉降和泥石流等问题。

除了页岩气井的修建外，输送页岩气的管道建设也是造成这些破坏的重要原因。

由于页岩气开采钻井密度较大，相应的页岩气管道建设也比常规天然气井多，由此对地表造成更严重的破坏。

管道在施工过程中由运输、施工作业带的整理、管沟的开挖、布管等施工活动将不可避免地对周围环境产生不利影响。

除了施工过程中产生的“三废”排放对环境造成的影响，还有对土壤扰动和自然植被等的破坏，如不进行及时修复，这样的影响将一直存在。

4.3破坏大气

页岩气的勘探开发过程还会增加大气污染物的排放，主要是柴油机排放的氮氧化物，以及钻机、发动机、卡车、气体压缩机和喷焰火炬等排放的PM，而随着甲烷的排放，其它挥发性有机化合物以及有害空气污染物（HAPS）也随之排出。

杜克大学对新泽西的页岩气开采的空气质量变化指出，页岩气的开采对场区大气中的PM2.5、PM10、氮氧化物和臭氧均有影响。

此外，运输天然气的管道一旦发生泄漏，将会造成非常严重空气污染。

4.4或将会引发社会问题

在页岩气开发活动最多的美国，页岩气开发已经引起了社会的关注，在一些地区甚至导致了公众的抗议活动。

比如，2009年，美国环保署收到了德州FortWorth一些居民的投诉，称他们的饮用水被污染。

美国环保署的检测的确证实大量的甲烷气体溶解在当地居民的饮用水中。

对中国而言，由于大部分潜在的页岩气开发热点区域都与人口稠密地区高度重合，加上近年来逐渐增多的环境群体事件，如果不能处理好页岩气开发过程中可能引发的生态环境破坏、污染和土地利用改变的问题，将有可能引发社会问题。

但是中国能源问题一直是一个高度关注的问题，中国能源研究会26日发布的《中国能源发展报告2014》披露的数据显示，2013年中国天然气进口总量达到527亿立方米，较2012年增长25%，对外依存度首次超过30%。

根据目前形势和规划，对外依存度会进一步提高。

不同于美国、俄罗斯、伊朗等其他天然气消费大国天然气主要来自国内生产，中国是天然气的净进口国，能源安全问题需要关注。

图4：

中国13年国外天然气依赖度

资料来源：

wind

图5：

天然气进口数量与产量对比图

资料来源：

wind研究

五．如何解决页岩气开发所面临的各种问题

那么如何解决上述所说的问题，最基本的一点是要意识到美国的经验不可复制，中国不能完全照搬美国的经验。

北美页岩气的成功得益于五个主要方面：

一是盆地的沉积特征和地质条件，具有丰富的页岩气资源，奠定了开发的资源基础；二是长期持续的科研技术投入，形成了一套勘探、评价、开发体系，促进了页岩气的勘探与开发；三是有效的压裂增产措施，特别是近年来水平井和水力压裂的广泛使用，促进了页岩气的高效开发；四是从区块登记、勘探、开发和管理，多元化创新性的商业运作体制和模式，为页岩气的勘探开发提供了很好的外部环境和竞争机制；五是国家宏观层面的政策导向和支持，也为页岩气的勘探开发注入进步的力量。

我国的页岩气发展之路注定会和北美有所不同。

不管是地质条件和地表条件的差异，或者是科技研发积累程度的不同，或者是运作模式和管理体制方面的差异，都会导致整个发展上的差异。

正如我国煤层气勘探与开发之路一样，完全照搬北美页岩气勘探开发的经验是不科学的，但是我们一定要借鉴其中适合我们的经验、技术和管理体制。

要借鉴美国的经验可以从三个方面：

政府和企业投入资金，保障研究经费；研究和借鉴美国成功开发页岩气的经验；培养与造就一支高水平的科技队伍，针对中国页岩气地质特色，加强科学研究。

页岩气市场定价有难度，因为它相对于其他能源价格要高，鼓励政策关键还是要在技术方面有所扶持，加大力度联合攻关，形成自己的核心技术，才能提高国内页岩气的竞争力。

在页岩气开发上，中国应该高度重视开发中的安全、环保问题，高标准要求自己，有效开发中国页岩气，站在更高的起点上。