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全球页岩气开发面面观

2013-01-24
  全球页岩气开发面面观
  
  贾怀东(航空大学,吉林长春 130022)
  
  页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。地球上页岩气的资源潜力可能大于常规天然气和石油储量。随着页岩气的开发和开采技术的成熟,页岩气正悄悄改变世界能源版图。
  
  页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标。页岩气在技术上取得突破和商业开发成功,深刻改变了全球天然气市场分布和供求关系,对全球能源进程和地缘政治格局也带来巨大影响。但是,由于技术水平、气藏条件以及政策目标的不同,各国在开采过程中形成了不同的特点和经验。探讨和比较这些利弊得失,对我国页岩气发展大有裨益。
  
  领跑世界的美国
  
  美国是最早进行页岩气研究和开采的国家,也是全世界技术最成熟的国家。成熟的开采技术让美国最早实现页岩气商业开发。美国页岩气产量主要来自得克萨斯州、阿肯色州、路易斯安那州、宾西法尼亚州、纽约州、俄亥俄州、西弗吉尼亚州和密歇根州。平均每口井完井成本在150万-800万美元之间,开采成本约为7美元/千立方英尺。
  
  实际上,早在上世纪20年代,页岩气就开始在美国东部地区进行规模生产。进入70年代以后,产量快速提高。70年代中期,美国页岩气年产量为19.6亿立方米,到1999年猛增到107.5亿立方米,2007年达到500亿立方米。与此同时,页岩气在美国天然气产量的比例也不断提高,1998年占1.6%,2003年和2004年分别占3.0%和4.5%,2009年,产量达到900亿立方米,约占美国天然气总产量的15%0预计到2015年,美国页岩气产量将达到1 800亿立方米。
  
  美国页岩气开发如此迅猛的发展速度和领先于世界的老大地位,主要归功于国家政策上的支持。美国战略学者认为,页岩气开发和生产具有重要的地缘政治影响,对于制衡和削弱俄罗斯、委内瑞拉和伊朗在天然气市场的主导地位,提高美国对欧洲乃至世界能源格局的影响力,具有不可替代的作用。为此,20世纪70年代末期,美国政府就在<能源意外获利法》中作出规定,对非常规能源开发实行税收补贴政策:20世纪90年代初,得克萨斯州制定法律,对页岩气的开发不再征收生产税。现在,路易斯安那州、得克萨斯州和阿肯色州等地方政府纷纷效法得克萨斯州的作法,对页岩气钻探工作大开方便之门。
  
  另外,美国还专门设立了非常规油气资源研究基金,为美国企业在全世界范围开展页岩气开发与合作提供必要的技术支持。有媒体报道,美国俄克拉荷马市页岩气的开发龙头公司——切萨皮克能源公司已和挪威国家石油公司及南非萨索尔公司合作,在南非中部干旱地区开发页岩气。具有全球运营经验的埃克森美孚公司,也在寻求与波兰和德国开展页岩气合作。2009年11月,美国总统奥巴马访问中国时,双方签署了《中美页岩气合作倡议》。美国希望通过技术输出,帮助中国解决在页岩气开发过程中遇到的困难。
  
  犹豫不决的欧洲
  
  欧洲页岩气技术可采资源量虽然不及中国和美国,但分布十分广泛。2009年,欧洲发起一个多学科页岩气研究开拓计划( GASH),来自科研院所、地调机构、高等院校等单位的学者组成专家组,研制欧洲黑色页岩数据库,评价欧洲页岩气的潜力。研究发现,波兰的页岩气可采资源量为欧洲之最,预计未来10-15年波兰每年可提供200——300亿立方米天然气。此外,德国、法国、英国、西班牙、奥地利等国家或地区也已充分认识到页岩气资源的价值和前景,并着手开展页岩气研究和试探性开发,部分企业开始商业性勘探开发。
  
  欧洲页岩气开发,一开始便得到美国的大力支持,美国认为,欧洲、尤其是波兰大规模开采页岩气,将给向欧洲供气的世界第一产气大国俄罗斯带来巨大挑战。(石油能源论文 www.fwsir.com)美国认为,在波兰部署反导系统可为欧洲提供安全保障,而把美国企业积累的页岩气开采经验传授给波兰,则可削弱俄罗斯在欧洲能源市场的影响力。美国之所以更看重波兰,是因为波兰地处东欧,靠近俄罗斯。拿住波兰,美国在欧洲就有了对付俄罗斯的`阵地。
  
  波兰也期望通过页岩气的开发,降低对俄罗斯的能源依赖,并作为一个能源大国在欧洲发挥重要作用。目前,波兰90%的天然气消耗需要从俄罗斯进口。波兰担心,长此以往,俄罗斯会利用手中的能源生杀大权干涉波兰国内政治。
  
  与波兰一样,欧洲其他国家同样希望借助页岩气开发,摆脱对俄罗斯的能源依赖。目前,欧盟大约40%的天然气进口来自俄罗斯,其中80%通过途经乌克兰的管线进行输送。一想起俄罗斯与乌克兰过去数次围绕天然气供应价格及支付问题所发生的对立,俄罗斯甚至一度停止了天然气供应,欧洲国家便不寒而栗。
  
  但是,不同的地质环境和经济社会差异,也让欧洲成为对页岩气关注最多、犹豫最多的地区之一。
  
  在法国,民众因害怕水力压裂法破坏环境,强烈反对页岩气开采。法国环保人士甚至举行示威活动,要求政府对页岩气勘探颁布禁令。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。由于目前没有其他成熟技术可用于页岩气开采,法国事实上已成为第一个对页岩气开采明确说“不”的国家;匈牙利因担忧对水的污染也拒绝对含页岩气盆地进行勘探:英国也在犹豫不决,并且这种犹豫态度渐渐在欧盟内部形成限制页岩气开采的趋势,欧洲在对美国创造的页岩气神话羡慕不已的同时,更加关注美国页岩气开采项目中有关减少环境污染的做法。
  
  总体来看,由于欧洲缺少大型石油服务行业,人口稠密,政治限制多,且存在更严格的环保要求,因此欧洲距离实现页岩气大规模商业开发仍为时尚远。
  
  紧随美国的加拿大
  
  加拿大西部与美国西部地质条件相近,黑色页岩广布,20世纪末开始批量钻井和商业性生产,年均产量约40亿立方米,是继美国之后第二个实现页岩气商业化开采的国家,到2009年产量达72亿立方米。
  
  加拿大在北美天然气市场中发挥着重要作用,目前已占据北美天然气市场近50%的份额。据加拿大国家能源局和卑诗省(又称不列颠哥伦比亚省)能源和矿业厅今年6月联合发表的报告,卑诗省东北部霍恩河盆地的页岩气资源量达2.2万亿立方米。这个评估结果使霍恩河盆地成为北美第三大页岩气区,仅落后于美国的Marcellus(资源量7.4万亿立方米)和Haynesville(资源量7.1万亿立方米)页岩气藏。在卑诗省东北部地下2000多米处,三叠纪早期的芒特尼地层中,蕴藏着潜力巨大的页岩气资源。如今,这片芒特尼地层中已打出200口井,而且数目还在不断增加。
  
  霍恩河盆地页岩气资源十分丰富,但是,令欧洲踌躇不前的生态与环境问题同样成为加拿大的羁绊。加拿大至今无法确定,在现有的经济状况下,是否全面开采以及采取何种方式开采。已有多年开采页岩气历史的卑诗省,对页岩气的开采忧心忡忡。这里每年大约2000次左右的小型地震(震级在2——3.5级之间),正在随着页岩气的开采而逐年增加(大约每年增加20—30起)。这一变化引发当地民众的不安,并对小型地震是否与页岩气开发存在关联展开各种猜想。为了尽快解开疑团,加拿大科学家和美国、英国科学家联合开展研究,就开发页岩气是否会诱导小型地震之间的关系进行联合调查。主要是从统计学角度分析页岩气开发对诱导小型地震之间的关联程度。论证小型地震到底是因当地地质构造,应力场,岩石类型有关,还是与在开采页岩气时注放的强压液体有关。与此同时,研究人员还会关注水压爆裂法对地下水环境的影响,如水压爆裂后水与甲烷等混合形成混合液体对地下水造成的影响。目前这项研究尚处于初期阶段,迫于民众的压力和出于对环境的考虑,今年3月份,魁北克省已暂停大部分新的天然气开发项目,卑诗省也采取更加审慎开发的态度。
  
  不甘落后的印度
  
  印度是亚洲首个宣布发现页岩气储量的国家,但在开发进度上却落在被其列为“主要竞争对手”的中国的后面,这是印度不愿意接受的。对于美国能源署2011年发布报告称印度拥有38万亿立方英尺页岩气储量的数据,印度同样感到不满。印度认为,美国人低估了亚洲第三大经济体的天然气潜力。来自印度国家地球物理研究所( NGRI)的一份报告称,印度的页岩气储量远高于美国所做出的预测,真实的数字可能高达527万亿立方英尺,足以满足印度200年的能源需求,而不是此前美国所说的仅能满足29年需求。
  
  但是,丰富的页岩气储量,并没有为印度缓解能源紧张带来任何帮助,在巨大的天然气供需反差面前,“缺气”已成为席卷印度各大电厂的普遍现象,这意味着不得不进口昂贵的液化天然气来补足供需缺口。印度希望通过开采非常规能源资源来降低能源进口比例。
  
  印度认为,近年来能源战略不失时机地向清洁能源转移虽然是正确和及时的,但把更多的注意力放在太阳能、核能和生物燃料上却有失偏颇。为了尽快赶超美国和中国页岩气开发的脚步,印度对天然气的现实需求正在转化为国际能源合作的实际步骤。不久前,印度宣布,石油部着手制定的页岩气开发政策已进入最后阶段,2013年底将举行首轮页岩气开发国际招标,届时全球石油天然气商都可前来竞购。为了吸引更多投资者,印度政府将免除国外石油天然气商从印度进口页岩气勘探设备的所有关税,同时在页岩气勘探过程中,印度政府部门还将努力实现免税勘探。
  
  美国是第一个与印度开展页岩气开发合作的国家。2010年11月,印美双方签署了关于页岩气资源开发的谅解备忘录,两国确定,在页岩气资源评估和勘探技术研究方面加强合作,共同分享页岩气可持续发展的保障措施与经验。当前,印度正全力以赴推进页岩气勘探和开采的管理制度体系的建立。以往关于传统石油天然气区块勘探的产量分成系统中,印度政府实施的是成本补偿方式,即只有在合约商收回投入成本之后,才会向政府部门支付部分收益。目前,印度政府正在征集新产量分成系统的舆论评价,预计新系统将进一步降低政府部门的干预程度,并在年底前揭晓。
  
  (作者为航空大学创新理论研究中心研究员)

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