美国页岩油勘探开发现状及其对中国的启示
来源:《现代化工》2022年第7期
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作者:周雪
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发布时间: 2022-08-11
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详细梳理了美国页岩油的资源规模与分布、主要富集区地质特征及勘探开发现状，总结归纳了全美页岩油开发的政策、技术和管理模式。综述了中国陆相页岩油的资源分布、类型及潜力，探讨了我国陆相页岩油开发面临的关键问题。借鉴北美页岩油革命的成功经验，中国应走出具有自己特色的发展之路。
《现代化工》2022年第7期 发布时间：2022年7月21日
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自20世纪50年代始，美国页岩油开发在很长一段时间内都未形成规模化产能。2010年后，随着水力压裂、水平井技术的不断革新，美国仅用8年时间便实现了国内页岩油年增产超5.0×107t，原油总产量创造了史无前例的增长，随后页岩油开发在世界各地拉开序幕。我国陆相页岩油资源量巨大，据不完全统计，我国陆相页岩油资源量约为1500×108 t，技术可采储量达（30~60）×108 t。但由于受钻完井成本高、压裂施工周期长及核心技术欠缺等难题的制约，中国页岩油的发展举步维艰。1 美国页岩油勘探开发现状
1.1 资源规模与分布
全球页岩油资源前景广阔，自21世纪以来，已在世界范围内41个国家探明到页岩油富集区。由EIA数据可知，截至2020年底，美国页岩油剩余可采储量高达3.25×1010 t，目前累计产量达3.17×109 t，约占国内原油总量的一半。全美页岩油资源分布呈东多西少、主要赋存区占主导、其他区域零星分布的特点， Bakken、Eagle Ford页岩区带、Permian盆地是美国主要的页岩油产区，总技术可采储量高达2.62×1010 t，占全美页岩油总产量的80%。其中Permian盆地为其国内丰度最好、产量最高的页岩油富集带，Bakken和Eagle Ford页岩区带位居二、三位，而Wolfcamp、Spraberry及Fortworth等盆地虽也有页岩油发现，但受储量、地质环境等条件的限制，开发价值不高。1.2 页岩油富集区地质特征
作为北美最大的页岩油产区，Permian盆地地质条件优越，总体呈NW－SE向展布，纵向上多套页岩油层系叠加，有机质层多级展布，储层有效厚度大，资源储量十分丰富。从2013年至今，该赋存区一直是美国页岩油开发的热点地区。Bakken页岩区带是美国页岩油开发的发源地，其主要产层有机碳含量（TOC）最高可达20%，储层成熟度高，产能较好。Eagle Ford页岩区带钙质含量较高，地层脆性大，为水力压裂开发提供了天然技术支撑，由于其主力层位埋藏较深，且热成熟度（Ro）变化很大，导致该富集区油气呈带状分布，油气比相对较高。全美三大页岩油产层地质特点见表1。
1.3 美国页岩油勘探开发进展
美国页岩油探勘开发历经了相当长的一段时间，在地质评价理论和工程开发技术领域都十分成熟，尤其在页岩储层甜点识别和压裂钻井方面都具有显著的优势，页岩油开采风险大大降低，整体开发效果大幅度提升，页岩油高效开发运行已成为常态。在甜点评价领域，开发早期由于Bakken和Eagle Ford等赋存区地质条件良好，页岩油甜点区较易识别。但随着甜点区可钻油井越来越少，开发投资逐渐向次有利区延伸。在钻完井技术领域，投产新井的数量是决定未来页岩油产量的重要指标，随着“一趟钻”技术的提出，过去一次钻井多次更换钻头的难题一去不复返，同时钻井周期显著降低，钻完井效果提高了数倍。在储层压裂领域，随着密集切割水力压裂、重复及同步压裂的研发与革新，超长水平井和工厂化压裂成为实现页岩油高效开采的必然趋势。在老井提产领域，美国三大主力页岩油产区的老井产能递减快，稳产效果差，针对此问题，开发新型开采技术（CO2驱、化学驱等）是今后提高页岩油采收率的重要手段。近年来，美国页岩油开发技术的进步推动了全美原油产量的骤增，正在驱动全球油气供应格局发生重大调整。2020年初，美国实现了从原油进口国向原油出口国角色的变化，尽管受新冠疫情的影响，其国内页岩油产量有小幅度下降，但仍未改变其出口原油的现状。在步入21世纪的前几年，由于受相关技术条件的制约，美国页岩油开发难度较大，产量不高。自2011年后，随着全美页岩油呈快速提产阶段，在常规原油产量中的占比急速上升。2020年，由于新冠疫情的爆发，其国内页岩油和原油产量总体呈下降趋势，但下降幅度不大，详见图1。
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