页岩气研究报告

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.377：1155～1162Harris 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，USAIEA（International Energy Agency）.2005.World Energy Outlook.2009-21，Joseph H，Frantz J，and Jochen V，Schlumberger.Shale GasLoucks 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，USAMesser 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，USAMichae D Burnaman，Stephen Smith，Xia Wenwu.2009.Shale gas well completions and maximizing gas recoveries.China Petroleum Exploration，（3）：65～86Nathaniel H，Smith，S，Shelton J et al.2009.Review of best practices for exploration phase planning and execution.China Petroleum Exploration，（3）：41～50Ottmann 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，USARigzone Stafe Analysid：Shale gas to play long—time role in global gas demand.E＆P News 2010，9Smith 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，USAUS.Department of Energy，Ofice of Fossil Energy.National Energy Technology Laboratory.Modem shale gas development in the United States：A Primer.2009官方服务官方网站

中国主要盆地和地区的页岩气资源量约为(21.5～45)×1012 m3 ,中值为30.7×1012 m3。•古生界页岩气资源量是中生界的2倍,平面分布以南方和西北地区为主，四川盆地、鄂尔多斯盆地的古生界等是页岩气勘探的主要层系。　　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。

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1.1 2011年EIA泥页岩气资源评估部分结果续表(1)美国美国泥页岩气开发能够取得成功，与美国政府开展的前瞻性研究密不可分。1976年至1992年，美国能源部及其前身启动实施了“东部含气泥页岩项目”(Eastern Gas Shale Program(1976～1992)。该项目主要针对美国东部厚层泥盆纪黑色含气泥页岩进行。美国东部泥盆纪含气泥页岩广泛分布。在约160，000平方英里的西阿巴拉契亚盆地中，其中大约40%面积内的泥盆系泥页岩埋深小于4000英尺，46%面积内的泥盆系页岩埋深介于4000～8000英尺之间(1英尺＝0.305m)。自1800年以来就已经认识到阿巴拉契亚盆地泥页岩沉积，以及密歇根盆地和伊利诺伊盆地的部分泥页岩沉积具有产气能力。到1970年代，这几个盆地的浅层泥页岩已经生产了大约3Tcf天然气。然而，由于泥盆系泥页岩的气井产量低，与美国能源部在“非常规天然气资源研究项目”中确定研究的其他类型非常规天然气一样，与产自高孔渗砂岩和灰岩的常规天然气相比，一直被认为无关紧要。对泥盆系泥页岩原地资源量和可采资源量的认识差别很大，原地资源量从少于1000Tcf到300000Tcf，差300倍；可采资源量从25Tcf到285Tcf不等。这说明工业界对泥盆系泥页岩储层和生产特性了解较少。1968年，美国国内天然气储量开始下降，美国采矿局(USBM)开始调查确定有哪些技术方法可以用来开采边际天然气资源。美国采矿局(USBM)之后成为了能源研究和发展委员会(ERDA)的一部分。东部含气泥页岩工程(EGSP)于1976年在能源研究和发展委员会的摩根通能源研究中心(METC)正式启动，之后，该部门并入了新成立的美国能源部(DOE)。EGSP的资金投入持续到1992年。16年的总预算略高于9200万美元。第一个5年(1976～1981年)的主要研究内容为东部页岩的地质、地化、地球物理和储层特征的描述，并指导与油气生产商成本共担的储层改造(水力压裂、化学爆炸压裂、定向钻井)试验。这项研究共获取了近38，000英尺岩心、出版了300多项相关研究技术成果。80年代开始，研究重点转为储层性能的细节研究和裂缝性泥页岩储层数值模拟。1982～1983年，在俄亥俄州进行了相邻井试验。这个试验由小间距的3口井组成(＜150英尺)并实施了一系列复杂的生产试验，包括压力脉冲干扰试验，来改变页岩基质和裂缝流体流动性状等。在这项工作基础上，开发了一个裂缝性页岩储层模拟器(SUGAR-MD)，来定量模拟各项参数的相互作用。在东部含气页岩工程(EGSP)的后期，研究主要集中在验证定量模拟的可信性。验证工作主要集中在10口单井以及其中一口井开展的邻井多井试验装置。另一个原创性进展是在泥页岩中钻探横穿裂缝的定向控制水平井，业已证明，水平井流量是标准直井的6～8倍。在东部含气泥页岩工程实施期间，与大学和私人研发机构签了多个研究合同，重点研究吸附与解析、数据库开发、储层性能预测等。在1976年东部含气泥页岩启动时，泥盆纪泥页岩气年产量65Bcf，几乎全部产于阿巴拉契亚盆地。到1992年东部含气泥页岩工程结束时，泥盆纪页岩气产量达到每年200Bcf，产量来自阿巴拉契亚盆地、密歇根盆地(Antrim页岩)、Fort Worth盆地(Barnnet页岩)以及其他含页岩盆地。在美国国会1980年通过的《意外获利法》第二十九节(对非常规天然气给与税收优惠)的鼓励下；Antrim页岩的页岩气钻井自1978年到1992年点数达到了10700口，高峰期1992年一年新钻1709口。1992年之后，泥页岩气产量持续增加，2004年，阿巴拉契亚盆地泥页岩气产量达到137Bcf，Antrim页岩气产量达到149Bcf，Barnnet页岩气产量达到379Bcf，新起步的Williston盆地Niobrara页岩、San Juan 盆地的Lewis页岩的页岩气也达到了23Bcf，全国产量达到了689Bcf，是东部含气页岩工程起步时的10倍。2005年以来，理论和技术发展推动美国泥页岩气迅猛发展，泥页岩气探明储量和产量迅速增加。也是从2005年开始，泥页岩气发挥了革命性作用。美国泥页岩气的成功开发，大大提高了本国能源自给率，降低了能源对外依赖度。近年来，美国泥页岩气探明储量在不断增加，2007年美国本土48州的泥页岩气探明可采储量为6151×108m3，2008年为9290×108m3，增加了3139×108m3，增加51%。其中得克萨斯增加最多，由2007年的4623×108m3增加到6112×108m3；其次为俄克拉荷马州，由2007年的240×108m3增加到2008年的979×108m3，增加739×108m3；阿肯色州、路易斯安那州的泥页岩气探明可采储量也有明显增加(表1.2)。探明可采储量处于快速增长阶段。表1.2 2007～2008年美国本土泥页岩气探明可采储量对比表（据EIA）　单位：108m3自2000年以来，美国泥页岩气开发进展加快，目前已完钻泥页岩气井约5万多口。泥页岩气产量在1998年占天然气年产量的1.6%；2004年产量227×108m3，占天然气年产的4.5%；2007年产量335×108m3，增至7.7%。2008年美国能源署(EIA)泥页岩气产量为572×108m3，增至10%左右。对比2007和2008年各州产量，2007年美国本土48州的泥页岩气产量为335.07×108m3，2008年为572.23×108m3，增加237.15×108m3，增加71%。其中得克萨斯增加最多，由2007年的258.95×108m3增加到2008年的405.54×108m3；其次为阿肯色州，由2007年的26.32×108m3增加到2008年的78.96×108m3，增加52.64×108m3；俄克拉荷马州产量增加32.55×108m3(表1.3)。泥页岩气产量处于快速增长阶段。表1.3 2007～2008年美国本土泥页岩气产量对比表(据EIA)　单位：108m32010年美国泥页岩气产量约占天然气总量的23%，2011年页岩气产量达到1700×108m3，超过我国天然气2011年总产量1011×108m3。预计2030年页岩气年产量将占其天然气总产量的49%。目前，美国已经在20多个盆地开展了页岩气勘探开发工作，并对其它盆地进行了资源前景调查，目前已经确定50多个盆地有页岩气资源前景，重点开发区域主要包括Fort Worth盆地的Barett页岩，密歇根盆地的Antrim页岩、Arkoma盆地的Fayetteville页岩，伊利诺伊盆地的New Albany页岩、俄克拉荷马州中南部的Woodford，North Louisiana Salt盆地的Haynesville页岩，跨越美国东北六个州的Marcellus页岩，德克萨斯州南部的Eagle Ford页岩等(图1.1)，但各套页岩地质勘探和开发参数差别较大(表1.4)。图1.1 美国本土48州泥页岩气远景区分布表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。官方服务官方网站

去百度文库，查看完整内容>内容来自用户:唐丽兰2018年燃气行业深度研究报告目录12我国燃气需求高增，致密气开发重要性愈发凸显...................................................................4致密气——非常规天然气中的低调龙头...................................................................................52.12.22.3致密气开发方式类似常规天然气，06年开始进入快速开发阶段.......................................................7致密气储量丰富，主要分布在鄂尔多斯盆地与四川............................................................................8资源禀赋优，产量增长快.....................................................................................................................10致密气出气快衰减快，需要井间接替实现稳产..........................................................................11销售价格对标管道气，“十三五”政策利好有望迎来爆发........................................................122.3.12.3.23煤层气与页岩气同样迎来发展机遇.........................................................................................133.1煤层气.....................................................................................................................................................

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。

叶建平作者简介:叶建平,男,1962年生,教授级高工,中联煤层气有限责任公司总经理助理,中国煤炭学会煤层气专业委员会秘书长,主要从事煤层气勘探开发科研工作。地址:北京市东城区安外大街甲88号(100011),电话:(010)64265710,E-mail:yejp01@163.com(中联煤层气有限责任公司 中国煤炭学会煤层气专业委员会 北京 100011)摘要:分析了煤层气勘探、开发、利用现状,梳理了煤层气勘探开发技术进展,对我国煤层气产业发展进行了基本评估。认为当前我国煤层气勘探快速推进,探明储量显著增长;煤层气产能规模扩大,产销量同步上升;煤层气产业初步形成,煤层气成为天然气的最现实的补充能源;煤层气技术有力支撑产业发展,技术瓶颈依然存在。关键词:煤层气 勘探开发技术 产业发展China's Coalbed Methane Instry Development ReportYE Jianping(China United Coalbed Methane Co., Ltd., Beijing 100011, China)(Coalbed Methane Specialized Committee, China Coal Society)Abstract: This report analyses the current situation of CBM exploration, development and utilization,combs the technical progress of CBM exploration and development,meanwhile,it makes basic assessment of China's CBM instry development. China's CBM exploration has been making rapid progress at present. The proved reserves has increased notably. The CBM proction capacity scale has enlarged. Both proction and sales have risen. CBM instry has formed preliminarily. CBM has becomeg the most realistic supplement energy of natural gas. CBM technology gives strong support to CBM instry; however,technical bottlenecks still exist.Keywords: Coalbed Methane; technology of exploration and development; instry development我国煤层气开发已经步入产业化初期阶段。煤层气地面开发产量2005年达到1.7亿m3,2009年达到10.1亿m3,预计2015年将达到100亿m3,因此煤层气产业步入快速发展轨道,成为现实的天然气的补充资源。本文简要报告近年来我国煤层气勘探、开发、利用发展情况和技术进展状况。1 煤层气勘探快速推进,探明储量显著增长近两年,我国煤层气勘探进度明显加快,探明储量显著增长。据不完全统计,到2011年6月底,全国煤层气钻井总数5942口。到2010年底为止,我国已累计探明煤层气储量2902.75亿m3,新增探明储量近1121.55亿m3,占总量的39%。“十一五”探明了千亿立方米大气田。我国煤层气探明储量区分布较集中,共11个区块,主要分布在沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东南部,如沁水盆地南部潘庄、成庄、樊庄、郑庄、枣园、长子等区块,鄂尔多斯盆地东缘三交、柳林、乡宁-吉县、韩城等区块。如表1,沁水盆地探明储量2007.69亿m3,占69.17%;鄂尔多斯盆地煤层气探明储量817.76亿m3,占28.17%。其他地区占2.66%。探明储量成为这些地区煤层气产业发展强大的基础。但是,相对全国36.81万亿m3的资源量而言,我国煤层气资源探明率很低,仅8‰。广大地区煤层气勘探潜力尚不明朗。表1 全国煤层气探明储量分布情况沁水盆地作为我国特大型煤层气田,勘探潜力巨大。山西组3号煤层和太原组15号煤层厚度大,分布稳定,含气量高,渗透性在全国相对最好,煤层气可采性良好。除了已探明的南部区块以外,柿庄南和柿庄北、马璧、沁南、沁源、寿阳、和顺、上黄崖等区块均属于煤层气富集区和极有利目标区。寿阳区块不同于晋城地区,它以太原组15号煤层作为目的层,经过多年勘探,已获得经济单井产量的突破,韩庄井田多口煤层气井产量达到1000m3/d以上,近期将可以提交探明储量。阳泉钻井461口,日产量15万m3,获得商业化生产的产能。鄂尔多斯盆地东缘具有较好的含煤性、含气性和可采性,渭北区块的韩城—合阳井区、临汾区块的午城—窑渠井区、吕梁区块的柳林—三交井区、吕梁区块的保德—神府井区是4大煤层气富集区,也是鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发有利区。鄂尔多斯盆地东缘资源探明率和资源转化率、勘探程度均较低,煤层气勘探开发前景广阔,具有商业化产气能力和形成大型煤层气田的条件,必将成为全国煤层气规模化、产业化、商业化运作的“甜点”区。除了上述地区以外,在黑龙江依兰、云南老厂、贵州织金、四川綦江、安徽淮北、新疆准噶尔盆地南部、陕西彬县等地区相继取得勘探突破。黑龙江伊兰区块煤层埋深700m左右,厚16m,含气量8~10m3/t,长焰煤,盖层油页岩厚80m。黑龙江煤田地质局2011年在伊兰区块钻井4口,YD-03、YD-04两口煤层气生产试验井,经排采,两口井日产气量均在1500m3/t左右,达到了工业气流的标准,标志着黑龙江低阶煤煤层气开发的有效突破。彬长煤业集团在鄂尔多斯盆地中生界彬长区块钻1口水平井,日产气5600m3。内蒙古霍林河地区中石油煤层气经理部在华北二连盆地霍林河地区施工霍试1井,日产气约1300m3;进行了勘查研究,取得一定的进展。依兰、彬长和霍林河区块的勘探成功,标志着低阶煤煤层气勘探取得了初步的成功,意义深远。四川川南煤田古叙矿区大村矿段煤层气地面抽采试验取得了历史性突破。DCMT-3煤层气试验井平均产量1160m3/d,一年多累计产气超过50万m3。之前的DC-1井、DC-2井产气量均达到了500~1000m3/d。初步认为大村矿段煤层气具有较好的商业开发前景。该区煤层气井的排采试验成功,意义重大,将为川南煤田低渗透、薄煤层、大倾角、高应力等特点地区的煤层气勘探开发提供技术和经验。云南老厂施工5口井先导性试验井组,压裂后,发生自流现象,经过初期排采,产量逐步上升,显示良好勘探潜力。安徽淮北矿业集团2008年以来在芦岭淮北Ⅲ1、Ⅲ2采区共施工12口“一井三用”井的压裂阶段试验,各井大部达到800m3左右,也有个别高产井,如LG-6井最高日产量曾到3000m3以上,稳产1200m3左右。中联公司对外合作项目和煤炭科工集团西安研究院分别在淮北宿南向斜的先导性试验相继取得商业产量,预示着具有良好的勘探潜力。全国其他地区的煤层气勘探工作也如火如荼地展开。如贵州织金—纳雍、陕西延川南、山西和顺、山西沁源新疆准噶尔盆地南部等地区,初步勘探实践表明具有良好的煤层气勘探潜力。上述可知,在沁水盆地南部高阶煤煤层气开发成功后,中阶煤和低阶煤煤层气勘探也正在逐步取得成功。在煤层气勘探同时,广大研究人员开展了大量的煤层气富集规律和地质控制因素研究,进行了煤储层孔隙性、渗透性、吸附解吸扩散、力学特性、变形特性等广泛研究,进行不同煤级煤的煤层气成藏特征和选区评价研究。这些地质和储层特征的基础研究有力支撑了煤层气基础理论的形成和发展。2 煤层气产能规模扩大,产销量同步上升“十一五”期间,煤层气进入产业化发展阶段,煤层气产能规模扩大,产销量同步上升。以中联公司沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程、中石油华北煤层气分公司沁南煤层气田煤层气开发项目和晋城煤业集团煤矿区煤层气开采项目等商业化开发项目竣工投产为标志,我国煤层气开发快速步入产业化初期阶段,煤层气开发处于快速发展阶段。我国现有生产井3200口,到2010年全国地面煤层气产能达到25亿m3,产量15.7亿m3,利用量11.8亿m3,利用率78%。井下煤层气抽采量69.6亿m3,利用量21.9亿m3,利用率相对较低,31.5%。2011年地面开发产量将达18~22亿m3,见表2。地面煤层气产量在近五年呈数量级增长,2005年1亿m3,2009年达到10.1亿m3,预计2015年将达到100亿m3。煤层气产量主要来自沁水盆地南部,占96%,少量产自韩城、阜新和柳林、三交地区。目前进入商业性开发地区包括山西沁水盆地南部、陕西韩城、辽宁阜新。具备进入商业性开发地区包括山西三交、柳林、大宁—吉县、阳泉、寿阳。表2 全国主要煤层气田煤层气生产情况(不完全统计)说明:投产井数包括已产气井和未产气井。3 煤层气技术有力支撑产业发展,技术瓶颈依然存在技术进步是煤层气发展的源动力,这已被国内外的勘探开发实践所证实。“十一五”期间在煤层气增产改造技术的试验和研究取得了有效突破,针对不同储层参数研制了适宜的压裂液、压裂工艺等。钻完井技术、地面集输技术、煤矿区煤层气抽采技术等方面均有创新性成果。当前最显著的技术进展就是煤层气水平井钻完井技术、煤层气水平井分段压裂技术发展。3.1 煤层气水平井钻完井技术煤层气水平井地质和工程影响因素认识显著提高。煤层气水平井、多分支水平井的地质条件局限性强,要求构造相对简单,断层少、地层平缓起伏小;煤层发育稳定、煤层硬度大结构完好;煤层钻遇率高,避免钻探沟通含水层;水平井眼轨迹按上倾方向布置,有利排水降压产气;水平井眼长度尽量长,分支水平井间距适中,与煤层渗透性相匹配。煤层气水平井井型设计多样。根据地形地貌、地质条件和储层渗透性,设计“U”型井、“V”型井、川字型井、丛式井(两层煤层的双台阶水平井)等,在柿庄南、柳林获得成功。多分支水平井的工艺技术、关键工具实现国产化。多分支水平井钻井实现一个井筒钻多翼分支井,提高了钻进效率和有效排泄面积。在“863”项目支持下,地质导向装置实现国产化,并取得良好应用效果。借鉴页岩气完井技术,开始进行了煤层气水平井分段压裂技术的试验,并在三交区块获得成功。目前在柿庄南区块继续进行该项技术的试验应用。煤层气多分支水平井修井一直是一项难题,现在开始探索性试验,包括分支井段井眼坍塌的诊断、二次钻井导向和储层伤害控制等。研究结果表明:水平井煤层段采用PEC筛管完井能有效保护井壁稳定性,减少井眼坍塌,即便排采过程中井眼发生局部垮塌,筛管仍能为煤层气、水提供良好的流动通道;充气欠平衡钻井技术可有效减少煤储层的污染和损害,保护煤储层;沿煤层顶/底板钻水平井可有效避免粉煤、构造煤等井壁稳定性问题,定向射孔分段压裂可有效沟通煤储层,释放储层应力,实现煤层气的开采。通过对井眼轨迹和钻井工艺参数进行优化设计,可增大煤层气降压解吸范围,加快煤层气解吸,并减少煤储层伤害。3.2 新型压裂液研究方兴未艾,成果丰硕研究压裂液对储层伤害机理,根据煤中化学元素组成,研制含有粘土防膨剂的压裂液及活性水,降低对煤层气解吸附伤害。研究认为嵌入伤害和煤粉堵塞裂缝是影响煤储层长期导流能力的主要影响因素,施工中可采取增加铺砂浓度、加大支撑剂粒径、加入分散剂悬浮煤粉等方法。通过重大专项攻关研制了新型低伤害高效清洁压裂液,特点是分子量小,300~400;粘度较高,15.0mPa·s;残渣较少;煤层伤害率低,11.5%;摩阻低,约为清水的30%。研制了新型煤粉分散活性水压裂液,煤层伤害率低,11.8%,使煤粉在压裂液中均匀分布,避免施工压力过高,在返排时,煤粉随着液排出,避免堵塞裂缝通道。研制了高效适宜的氮气泡沫压裂液。3.3 低密度固井液减少了固井水泥对储层的伤害通过重大专项攻关,针对煤储层井壁易坍塌、钻井液易污染煤储层等难题,研发出了中空玻璃微球低密度钻井液体系。该钻井液具有良好的流变性和滤失性,泥饼薄而致密。同时具有很好的抗温性、抗污染性能、防塌性能、沉降稳定性和保护储层作用。研制了超低密度水泥浆体系:确定了超低密度水泥浆体系配方。该配方在40℃,24h时抗压强度达到8.04MPa(超过预期7MPa指标)。在沁南柿庄南区块成功进行了现场试验,有效防止了液体对煤储层的污染。研制了一种应用于煤矿井下瓦斯抽采孔的可降解钻井液,生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率。开展了煤层气钻井井壁稳定机理及钻井液密度窗口的确定的研究。3.4 地面集输工程技术有效增大集输半径,实现低成本建设沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程,研究设计了“分片集输一级增压”煤层气田地面集输技术,亦称“枝上枝阀组布站”工艺技术,使煤层气集输半径增大到13km以上。新技术的应用取消了传统技术中需要建设的无数个有人值守的站,最重要的是极大地改善了流体流动环境,简化了工艺流程,节省了投资成本。采用汽油煤层气两用燃气发动机新装置,代替抽油机动力系统,采气管线采用聚乙烯管(PE管)新材料,节省了工程建设投资。沁水盆地煤层气田樊庄区块采用单井进站方式、增压工艺及压力系统优化等地面集输工艺的优化技术。煤层气水合物防治技术、低压输送不注醇集气工艺、多井单管串接技术、低压采气管网管径的确定、新型材料聚乙烯管(PE管)和柔性复合管的应用等采气管网优化技术。提出煤层气田“标准化设计、模块化建设”,煤层气田集气站建设核心是“四统一、一和谐”,即:统一工艺流程、统一设备选型、统一建设标准、统一单体安装尺寸,保持平面布置与当地环境的和谐发展,实现集气站功能统一,操作统一。数字化气田建设,实现了基于无线、光缆、电缆等多种通讯方式在SCADA系统中的融合,成功地降低了煤层气田信息化建设和维护过程中自控系统的投资,适合了煤层气井地处偏远、井多、井密、低压、低产等特点。3.5 煤层气排采生产技术实践表明,合理的排采制度和精细的排采控制是煤层气井排采技术的核心,定压排采制度适用于排采初期的排水降压阶段,定产排采制度适宜于稳产阶段,分级平稳连续降压是精细的排采控制的核心。通过对柳林煤层气井的井下管柱及地面流程设计,引入无级数控抽油机、永久监测压力,较好地完成了排采的施工及资料录取的要求,为该区的大规模开发奠定了基础。研究煤层气动液面高度的合理区间及降低速率对开采过程中有效保持井周应力的合理分布,维持或提高储层渗透率,具有十分重要的意义。煤层气井不同阶段的产能方程和煤层气藏井底流压修正后的计算公式,确定煤层气井的生产压差,为煤层气井合理生产压差的确定和正常排采提供了技术支撑。3.6 煤层气利用技术煤矿开采过程中排放出大量低浓度煤层气,提纯利用这部分煤层气对我国能源开发利用和环境保护意义重大,其难点是如何经济高效地分离CH4和N2。采用低温精馏法分离提纯,分离低浓度含氧煤层气中氧气、氮气,在阳泉石港矿建成年产2万吨液化(LNG)瓦斯的工厂,在阳泉新景矿神堂嘴建设年产2000万m3低浓度提纯压缩(CNG)瓦斯工厂,为阳泉市公交车、出租车提供城市低成本压缩瓦斯,以气代油。采用变压吸附法实现低浓度瓦斯的分离和净化。该技术2011年3月已在阳泉进行试生产,2011年底5000万m3CNG工业化生产线将投产。在国家科技重大专项支持下,中科院理化所和中联煤层气公司合作成功研制了10000m3撬装液化装置,该项成果适合煤层气单井产量低特点,将直接在煤层气井场实现煤层气液化利用。3.7 技术仍然是煤层气勘探开发的瓶颈煤层气高渗富集区预测缺乏成熟理论指导,或者说我国煤层气勘探开发理论还不成熟。除了沁南以外,我国大部分勘探区煤层气单井产量低,同一地区单井产量差异大,除了地质和储层条件外,钻完井技术和增产改造技术有待试验形成。如何针对复杂多裂缝煤层特征,增大铺砂面积,有效提高储层导流能力,提高单井产量,是面临的增产改造的关键问题。水平井、多分支水平井如何控制保持井壁稳定、防止井眼坍塌,高地应力、松软储层条件的钻井完井技术,有待进一步探索试验。深煤层高地应力、低渗条件下储层物性变化,以及由此带来的钻井、完井、增产改造技术和工艺参数的一系列变化,是亟待研究的方向。4 煤层气产业初步形成,煤层气成为天然气的最现实的补充能源煤层气主要通过管道输送到用户,约占85%~90%,少部分采用液化天然气和压缩天然气形式输送。目前建成煤层气管道包括端氏—博爱管道、端氏—沁水八甲口管道、晋城煤业集团西区瓦斯东输管道等,年输送能力50万m3。正在建设的韩城—渭南—西安管道、昔阳—太原管道,输送能力30万m3。煤层气用户主要为西气东输管道用户,其次向山西省内及沁水煤层气田周边省份河南、河北等省供气,以及韩城、阜新等煤层气所在地城市供气。广泛用于城市燃气、工业锅炉燃气、汽车加气等天然气市场。2010年底,我国井下、地面煤层气产量达到85.3亿m3,约占天然气产量946亿m3的9%。煤层气已成为当地天然气的最现实的补充能源。5 煤层气产业发展展望根据我国“十二五”煤层气(煤矿瓦斯)开发利用规划,“十二五”末,我国煤层气产量将达200亿~240亿m3,其中,地面开采煤层气100亿~110亿m3,井下瓦斯抽采量110亿~130亿m3。煤层气探明地质储量将进入快速增长期,到2015年,新增探明地质储量10000亿m3。因此煤层气将在“十二五”进入快速发展轨道。一是通过“十一五”发展,积累了较好的技术基础和储量基础;二是中石油、中石化、中海油等大公司的积极投入,勘探和开发资金有了根本保证;三是国家科技重大专项的持续支持,为煤层气勘探开发利用科学技术攻关奠定了坚实基础,为产业目标实现提供了有力的技术支撑。感谢赵庆波教授提供相关统计资料。参考文献陈仕林,李建春.2011.沁南潘河煤层气田“分片集输一级增压”集输技术.天然气工业,33(5):35~38接铭训.2010.鄂尔多斯盆地东缘煤层气勘探开发前景.天然气工业,30(6):1~6雷怀玉,孙钦平,孙斌,李五忠,陈刚,田文广.2010.二连盆地霍林河地区低煤阶煤层气成藏条件及主控因素.天然气工业,30(6):26~30李民,王生维,李梦溪等.2011.晋城无烟煤地区煤层气储层区域差异及不同区域特征.中国煤层气,8(2):8~12屈平,申瑞臣.2010.煤层气钻井井壁稳定机理及钻井液密度窗口的确定.天然气工业,30(10):64~68饶孟余,江舒华.2010.煤层气井排采技术分析.中国煤层气,7(1):22~25孙晗森,冯三利,王国强等.2011.沁南潘河煤层气田煤层气直井增产改造技术.天然气工业,33(5):21~23孙建平,张健,王建中.2011.沁南潘河煤层气田空气钻井和固井技术.天然气工业,33(5):24~27王国强,吴建光,熊德华等.2011.沁南潘河煤层气田稳控精细煤层气排采技术.天然气工业,33(5):31~34王红霞,李娜,张璞等.2010.沁水盆地煤层气田樊庄区块集气站标准化设计.天然气工业,30(6):84~86吴建光,孙茂远,冯三利等.2011.沁南潘河煤层气田开发利用高技术产业化示范工程综述.天然气工业,33(5):9~15许茜,薛岗,王红霞等.沁水盆地煤层气田樊庄区块采气管网的优化.天然气工业,30(6):91~93薛岗,许茜,王红霞等.2010.水盆地煤层气田樊庄区块地面集输工艺优化.天然气工业,30(6):87~90叶建平,吴建光,房超等.2011.沁南潘河煤层气田区域地质特征与煤储层特征及其对产能的影响.天然气工业,33(5):16~20叶建平,张健,王赞惟.2011.沁南潘河煤层气田生产特征及其控制因素分析.天然气工业,33(5):28~30尹中山,李茂竹,徐锡惠等.2010.四川古叙矿区大村矿段煤层气煤储层特征及改造效果.天然气工业,30(7):120~124翟光明,何文渊.2010.中国煤层气赋存特点与勘探方向.天然气工业,30(11):1~3张振华,孙晗森,乔伟刚.2011.煤层气储层特征及钻井液选择.中国煤层气,8(2):24~27赵丽娟,秦勇.2010.国内深部煤层气研究现状,中国煤层气.7(2):38~40赵贤正,桑树勋,张建国等.2011.沁南煤层气开发区块煤储层特征分析及意义.中国煤层气,8(2):3~7官方服务官方网站

学术研究方面的主要工作和贡献包括下列几个方面 ：1．中国奥陶纪和志留纪地层学及笔石动物群的古生物学研究。1960-1962年师从穆恩之院士出版了《中国的笔石》，60-70年代参与建立和完善中国奥陶纪、志留纪及包括早泥盆世笔石带的划分和对比研究。70-80年代，系统地研究了我国西南地区志留纪早期的笔石，80-90年代参与《中国志留系对比》和主编《中国奥陶系对比》英文专著，此间并负责中英志留系专题研究。近年来又研究了西北晚奥陶世的笔石，特别是系统地研究了中国奥陶纪末期（赫南特期）的笔石，论述了该时期全球最完整的笔石动物群。此外，于80年代籍扫描电镜进行笔石孤立标本的研究，填补了我国在此领域中长期空白的状态。2．全球层型剖面和点位（GSSP）的研究。我国从上世纪70年代开始界入，但未能突破。领导的国际工作组在浙赣边区从事中奥陶统达瑞威尔阶（Darriwilian Stage）的全球层型剖面和点位（GSSP）的研究。经过4年的努力，在我国浙江常山黄泥塘建立达瑞威尔阶的GSSP，于1997年初被国际地科联批准，作为全世界该时段对比的唯一标准。这是第一个在中国确立的“金钉子剖面”，为我国的地层学争得了荣誉。同时，又参加了以瑞典、美国科学家为主的上奥陶统底界的界线层型工作组，2001年国际奥陶系分会批准在中国新疆柯坪大湾沟建立上奥陶统全球辅助层型剖面，2006年，领导的国际工作组在我国宜昌王家湾建立了奥陶系最高的一个阶，即赫南特阶的GSSP，并已被国际地科联批准，为我国的奥陶系再获一枚“金钉子剖面”。3．笔石大灭绝及幸存的过程和机制的研究。在扬子区奥陶系与志留系间建立了高分辨率的生物地层划分和对比框架，对该时期笔石动物群作了系统的分类学研究。从理论上阐述了大灭绝（主灭绝）与小灭绝的时限、特征、进程和制约笔石灭绝的物理因素和生物因素。并把笔石分异度的对比，引深到生物地理学、定量地层学和统计学等交叉学科和方法学的范畴中去，在理论和研究方法上有一定的创新性。和同事们在这一方面的代表作在国内外形成了较广泛的影响。4．古气候学的研究。近十年来与美国布科（A. J. Boucot）和斯科梯斯（C.R. Scotese）两位教授合作，建立全球显生宙气候敏感沉积物数据库，藉计算机成图技术，编制了寒武纪至中新世共27幅全球气候纬向分带重建图，比较系统地阐述了显生宙气候带的演变。5．华南大地构造格局的研究。在1991年国际奥陶系大会上报告中国奥陶纪板块，引起大会关注。与芝加哥大学Rowley博士等研究了穿越扬子区到华南早古生代岩相、生物相的时空演变，并结合构造分析的方法，对华南古生代板溪洋提出了质疑。最近对华南广西运动发生时代的研究，引起国内地质界不同学科同行的关注。6．领导的《中国海相地层研究》项目为中国含油气地层开发作出了一定的贡献。最近对扬子区奥陶系－志留系之交五峰组和龙马溪组两套产页岩气的笔石黑色页岩时空分布的研究，对中石油和中石化页岩气的勘探与开发起了一定的指导作用，并培养了干部。至今在国内外共发表论著226篇册，其中SCI刊物51篇（第一著者25篇）。曾获国家自然科学二等奖（排名2），中国科学院自然科学一等奖、二等奖，李四光地质科学奖，美国古生物杂志2005年度最佳论文奖等国内外奖项。

　　据前瞻产业研究院《2016-2021年中国石油行业并购重组趋势与投资战略规划分析报告》显示，我国常规油气的探明率只有39%左右，低于美国50%以上的探明率，我国平均采收率为27%，仅为美国的一半，这表明国内常规油气资源还有巨大的开发潜力。　　2014年全国石油勘查新增探明地质储量10.61亿吨，连续8年超过10亿吨，处于稳定增储期；全国天然气、煤层气及页岩气等能源类气体新增探明地质储量总量达11,107.15亿立方米，创历史最高水平，呈快速增长趋势。　　中国页岩气的技术可采储量为 31.6 万亿立方米，居全球第一位，是全球最有潜力的页岩气生产国。页岩油的技术可采资源量为 43.7 亿吨，占全球总量的 9%。我国埋深 2,000 米的煤层气资源量约为 35 万亿立方米；油砂资源量约 1,000 亿吨，可采资源量可达 100 亿吨。此外，我国还拥有数量可观的未探明海上重油储量。　　预计“十三五”时期，中国石油需求年均增长速度为 1.67%，2020 年达到 5.62亿吨；国内石油供应年均增长为 1.12%，2020 年石油供应量为 2.22 亿吨。“十三五”时期，中国天然气需求年均增速为 11.21%，2020 年国内天然气需求达到 3,918亿立方米，产量为 2,450 亿立方米。

如果短期的几年内发生天然气供过于求的局面，那么将导致近年来培育的多元化天然气供应商被清洗出局，天然气行业也会陷入来回震荡的亚健康状态。 据此，杨建红认为，清洁是天然气的核心价值，环境约束、政策驱动是天然气发展的保证，应坚定使用清洁能源的国家战略，为优化能源结构和改善空气质量，推进的控煤政策和“煤改气”工程应具有可持续性。从技术方面来看，应全力加大国产气的勘探开发力度和提高国产气产量；从经济性来看，应着力解决中国供应大幅上升后带来的“亚洲溢价”问题，降低天然气供应价格，刺激市场自然增长。 ▲2010-2018年中国天然气产量（2018年为前三季度数据）截止到6月6日，LNG亚洲到岸均价已经创记录达到2.36元/立方米，同比2017年的涨幅高达74%。这也是自2015年以来，同时期相比价格最高的一年。 “到岸价完全可以降到2元/立方米。”杨建红认为，目前的到岸价与国际天然气市场供给宽松，以及中国是全球最大天然气买家的现状不符，未来需要创新进口策略和体制，为降低进口天然气到岸价创造条件。 气库资讯总经理黄庆认为，中国应尽快建立自己的价格指数中心，来降低和合理化“亚洲溢价”和它的价格形成机制。 不过黄庆对未来的天然气消费持乐观态度。一方面，在农村天然气利用方面，天然气存在通过市场自然选择取代液化石油气的空间。另一方面，“煤改气”政策的弱化是暂时的，未来依然会加强。 “目前的政策微调是因为天然气供应能力不足。”黄庆说，后续供应增长，会有更强力的“煤改气”政策，“核心逻辑是治理大气污染是我国的国家战略。”