美国是世界上首个实现页岩油商业开发的国家,目前全球90%以上的页岩油产量来自美国。凭借页岩油的成功开发,美国一举扭转了上世纪70年代以来的原油产量下滑颓势,原油自给能力大幅提高,同时也在重塑着世界石油市场格局。然而,关于页岩油革新的质疑也一直存在。前段时间,甚至有媒体称“页岩油是庞氏骗局”“美国页岩油革命神话破灭”等。事实果真如此吗?
笔者认为,研究美国页岩油勘探开发历程,分析其经验,对推动我国页岩油产业发展有重要意义。纵观美国页岩油的发展历程,可将其分为三个阶段,即探索发现、认识与技术突破和快速发展。1953~1999年是美国页岩油探索发现阶段。此时的页岩油勘探开发活动集中在北部的威利斯顿盆地,以寻找泥岩裂缝油藏为目标,页岩油年产量不到10万吨。2000~2007年是美国页岩油认识与技术突破阶段。
此时的页岩油勘探开发活动虽然仍集中在巴肯页岩区,但目的层已转为巴肯组中段的白云岩和粉砂岩层段。随着水平井和水力压裂技术成功应用,产量得以迅速提高,2007年首次突破100万吨/年。2008年以来是美国页岩油快速发展阶段。
一方面,受页岩气革命影响,美国国内气价持续低迷,之前从事页岩气勘探开发的公司纷纷转向页岩油,巴肯页岩区的作业量和产量快速提升;另一方面,巴肯页岩油快速发展带来了“溢出效应”,美国其他地区的页岩油勘探开发陆续获得突破,伊格尔福特、二叠盆地更是后来居上,成为新的页岩油勘探开发热点地区。截至2017年底,美国的页岩油证实经济可采储量同美国常规原油和凝析油总证实储量相当。
2017年,二叠盆地成为美国第一大页岩油资源区;巴肯区带退居第二位;第三大页岩油资源区是墨西哥湾盆地西部的伊格尔福特区带。据美国能源信息署预测,美国页岩油会在2025年前后达到5亿吨以上的年产量峰值,占美国石油总产量的三分之二以上,并大体保持这一产量水平至2030年,之后会逐年降低,到2050年会降至4.4亿吨,但仍占美国石油总产量的一半以上。
美国页岩油革命的成功是资源、科技、市场、体制和基础设施等多因素合力作用的结果。美国是页岩油资源最丰富的国家之一,优质的资源条件为页岩油革命提供了物质基础。
持续的科技进步是页岩油革命成功的关键,坚持不懈的基础研究促进了页岩油勘探开发理论的创新,水平井、水力压裂及配套技术的综合利用实现了页岩油气的商业生产,以“井工厂”为代表的生产技术降低了页岩油气开发的操作和管理成本,不断的技术创新提高了页岩油气勘探开发效率。美国页岩油革命带给我们三方面的启示。一是新产业的快速发展需要国家的战略扶持。
美国政府为页岩油气等非常规油气资源发展制定了明确的战略目标,并长期给予扶持。二是美国目前大规模开发的是高成熟度的页岩油资源。从美国三大页岩油区的情况来看,实现商业开发的富有机质页岩属高成熟页岩油,具有油质较轻、气油比高、地层压力系数高、流动性较好等特点,通过现有的水平井体积改造技术和“平台式作业模式”能进行规模效益开发。三是分级分类动用是实现页岩油效益开发的重要保障。
页岩油公司将产区按每1000英尺水平段初始产量分为5级,在低油价下开发活动主要集中在最好的第一级区域内。在美国页岩油革命影响下,中国石油和中国石化公司从2010年开始启动了页岩油勘探评价工作。初步研究结果表明,中国陆相盆地发育多套湖相泥页岩层系,其分布范围广、有机质丰度高、厚度大,不仅为常规石油资源提供了丰富油源,而且有大量的油滞留于泥页岩层系内,具有巨大的页岩油资源潜力。
中国的陆相页岩油资源量主要分布在东部断陷盆地古近系、松辽盆地白垩系、四川盆地侏罗系、鄂尔多斯盆地三叠系以及准噶尔等盆地的二叠系。目前,以上地区的页岩油勘探开发均已有所突破,如准噶尔盆地吉木萨尔凹陷、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、松辽盆地、江汉盆地等都突破了页岩油出油关,但正像美国页岩油开发初期阶段一样,目前多数井无经济效益。
综上所述,中国陆相页岩油与美国海相页岩油有很大不同,美国经验可以借鉴,但不能全部复制。只有持续加强基础研究和技术创新,研发出适应我国页岩油资源特点的理论与技术,才能大规模且经济有效地开发我国陆相页岩油,为我国能源安全作出贡献。