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20世纪80年代到90年代,尽管受到石油工程技术的制约,但一些石油公司——如米歇尔(Mitchell)能源公司——仍然坚持在渗透率极低的细粒储层(文中主要是指页岩,但实际上包括细粒硅质碎屑岩和碳酸盐岩)中进行油气勘探开发探索。石油公司早期采用水平井开发页岩气,并在奥斯汀白垩层中进行了先导试验。
后来,该技术在沃斯堡(ForWorth)盆地以北的巴奈特(Barnett)页岩储层开发中进行了推广应用。同时,石油公司开始试验应用新的完井与增产技术,例如多级水力压裂技术、滑溜水压裂液(包括线性和交联凝胶)以及不同尺寸的支撑剂。
21世纪初,由于天然气价格升高,以及在钻井、完井和开发方面的技术突破,使得用水平井开采巴奈特页岩变得经济可行。页岩气藏初期产量高、天然气价格高,这极大地促进了页岩气开采的发展,而且页岩区块的均质性强、横向分布广并具有达几万平方公里生产面积的“资源区带”,从而引发了一场页岩气革命,形成了一个新的、直到现在还在继续发展的页岩油气勘探开发方向。
1第一阶段:页岩气商业及技术策略的发展
在页岩气开发早期,起主导作用的主要是中型独立石油公司,后来部分公司很快发展成为大型独立石油公司。
随着大尺度模型的建立(引起了华尔街的高度关注),很多公司得以将以往行之有效的理念应用到大规模的页岩气钻井、完井和开发中,但专业的石油公司在页岩气早期开发阶段并不一定取得很好的开发效果,其主要原因在于:
参与晚(独立石油公司已经租借了甜点区域);
没能利用独立石油公司的关键开发策略;
所参与的页岩区块还没有经过测试或者优选;
取得了无开采价值的页岩区块;
对于新进展反应迟缓;
作业成本高;
大规模应用各种工程技术,但是收效甚微;
团队缺乏页岩区块或非常规区块的开发经验。
因此,尽管某些大型石油公司较早地参与了页岩气的开发,但取得的成果很差。例如,Shell公司参与了位于俄克拉荷马州和堪萨斯州的密西西比灰岩区块的开发,但是由于开发效果差、成本高,仅仅几年后就将该区块卖掉。BP公司与Lewis能源公司共同开发了伊格福特(EagleFord)区块的页岩气,虽然获得较好的开发成果,但BP公司仍然认为需要进一步降低成本。
与BP公司类似,其他大型石油公司与较早进入页岩气勘探开发领域并获得丰富勘探开发经验的独立能源公司合作,取得了一定的成功。例如,挪威国家石油公司(Statoil)收购了在巴肯(Bakken)地区作业的布里格姆(Brigham)能源公司(并获得了其大部分专利技术),必和必拓公司(BHPBilliton)收购了油鹰(PetroHawk)能源公司,并在一段时间内保留了原首席执行官,以便于知识产权转移。
同样地,其他大型石油公司也通过收购独立石油公司(而不是简单的租用区块),开始页岩气的开发。
当然,这并不意味着所有独立石油公司都取得了成功,或者所有大型石油公司所取得的成果都不理想,只是说明,由于大型石油公司参与的范围、广度和尺度更大,其进入(或退出)页岩气开发会显得更引人瞩目。
1.1快速有效的区块定位
独立石油公司常常更关注于深入研究数年的1~2个页岩区块。该公司要么拥有已投产油田,其页岩区块作为边际油藏而最终投产,要么能够在不干扰(至少初期)市场的情况下快速扩展新的页岩区块。
巴奈特页岩
该区块是一个特例,由于其大部分的目的层位于沃斯堡市下方,因此在开发前必须召开大量的公众听证会,这使得该区块的页岩气开发广为人知。很多石油公司参与了该区块页岩气的勘探开发工作,而且由于开发技术很大程度上还处于试验阶段,因此各个公司之间的页岩气勘探开发经验差别很大。
马塞勒斯(Marcellus)页岩
该区块页岩气产量主要集中在一个区域,其他储层已经投产多年。实际上,马塞勒斯页岩层是该区块的边际油藏。兰格(Range)和卡伯特(Cabot)等在该区块作业的公司拥有或者能够使用现有的基础设施,因此具有很好的初始有利条件。
伊格福特页岩
该区块是一个典型的大型页岩气区块,拥有少有的广阔租借面积。可租借整个区块,对提高整体效益十分有利。同时,要求作业公司与土地所有者建立良好的信任关系,而这是一个外来者或者大型石油公司难以做到的。
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中国具有丰富的页岩气储量,美国能源信息局(EIA)发布,中国的页岩气储量为36万亿立方米,中国相关部门公布的数据为25.08万亿立方米。页岩气开采过程中会产生采出水,主要来源于压裂液和页岩气地层,压裂液在水平井压裂结束后,预计在其生命周期中会有30%~70%将返回至地表成为返排水。压裂液中含有不同
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