美國未來能源格局趨勢與中國頁巖氣勘查現(xiàn)狀

費紅彩, 張玉華

中國地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037

美國未來能源格局趨勢與中國頁巖氣勘查現(xiàn)狀

費紅彩, 張玉華

中國地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037

頁巖氣是一種清潔高效能源, 已經(jīng)成為繼石油、天然氣后的一種重要能源。美國能夠成功開發(fā)頁巖氣能源和迅速發(fā)展頁巖氣工業(yè), 與其強大的科學(xué)技術(shù)及優(yōu)惠政策有著密不可分的關(guān)系。隨著我國經(jīng)濟的快速增長, 能源供應(yīng)不足已經(jīng)成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。本文結(jié)合近年來美國頁巖氣開發(fā)的最新進(jìn)展, 分析了中國頁巖氣分布特點和開發(fā)現(xiàn)狀, 最后指出中國頁巖氣開發(fā)中存在的困難和問題。

頁巖氣; 液壓裂解; 勘探開發(fā); 環(huán)境問題; 美國; 中國

隨著全球經(jīng)濟發(fā)展, 能源需求也不斷增長, 常規(guī)油氣資源已不能滿足社會發(fā)展, 頁巖氣等非常規(guī)油氣資源, 由于其低污染、較低溫室效應(yīng)等優(yōu)勢, 已成為替代能源的不二選擇(Jaramillo et al., 2007)。美國頁巖氣成功開發(fā), 對全球產(chǎn)生了深刻影響, 為全球頁巖氣能源的開發(fā)注入了活力, 同時也催生了中國的能源革命。

頁巖氣是一種清潔高效能源, 主要賦存于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中, 是以游離態(tài)、吸附態(tài)、溶解態(tài)及其他可能相態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣(Curtis, 2002)。頁巖氣可分為生物成因和熱成因兩種(Claypool, 1998), 間或出現(xiàn)混合型頁巖氣。主要由甲烷(90%)及少量烴化物CO2、氮氣和H2S組成,封存于孔隙和裂縫之中或吸附于有機物或礦物表面(Jenkins et al., 2008)。其母巖頁巖主要形成于靜水環(huán)境, 既是原巖也是儲層, 既是封閉層也為蓋層。頁巖為緊密型儲層, 常規(guī)開發(fā)法就不適用于頁巖氣的開發(fā), 目前最成功的頁巖氣開采技術(shù)是水平鉆孔結(jié)合水壓裂解。該項技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代的美國,到20世紀(jì)70年代開始成熟, 直至20世紀(jì)90年代,美國米切爾能源公司真正實現(xiàn)水壓裂解技術(shù)的頁巖氣商業(yè)開發(fā)(EIA, 2011)。自此, 借此頁巖氣開發(fā)技術(shù),美國頁巖氣勘探開發(fā)取得了驚人成就(BP, 2010),Stevens(2010)(英國國防事務(wù)研究所(Chatham House))將這種現(xiàn)象稱為“頁巖氣革命”。報告解釋了“美國頁巖氣如何影響全球天然氣市場、液化氣供過于求及降低對天然氣價格擔(dān)憂的壓力”。Stevens(2012)發(fā)表的“頁巖氣革命: 挑戰(zhàn)與變化”中闡述“美國頁巖氣革命”提高液化天然氣的供應(yīng), 降低全球天然氣的價格, 并引發(fā)世界頁巖氣的開發(fā)熱潮。

中國在其經(jīng)濟快速發(fā)展中遭遇能源瓶頸(閆強等, 2010), 應(yīng)該借鑒美國頁巖氣開發(fā)的成功經(jīng)驗,分析世界石油消耗的軌跡(鄒愉等, 2010), 加快中國頁巖氣資源開發(fā)的步伐。中美兩國地質(zhì)條件存在差異,特別是地質(zhì)條件復(fù)雜、埋藏深、基礎(chǔ)建設(shè)差等, 加之中國頁巖氣開發(fā)的技術(shù)、政策、資金及儲量不清等諸多問題, 但由此引發(fā)中國能源革命卻毋庸置疑。本文從美國頁巖氣開發(fā)的角度, 探討了頁巖氣起源、發(fā)展、技術(shù)及應(yīng)用的最新進(jìn)展, 結(jié)合中國頁巖氣發(fā)展的資料,論述了中國頁巖氣開發(fā)所面臨的挑戰(zhàn), 對于促進(jìn)頁巖氣的勘探與開發(fā)具有一定的意義。

1 美國頁巖氣發(fā)展

美國是頁巖氣勘探開發(fā)最早、也是最成功的國家。早在1821年就成功鉆探了世界第一口頁巖氣井,20世紀(jì)70年代, 美國政府從政策、財政上大力支持頁巖氣開發(fā), 有效推動了頁巖氣開采技術(shù)的發(fā)展,20世紀(jì) 80—90年代, 美國米切爾能源開發(fā)公司在德克薩斯中北部地區(qū)貝納特頁巖區(qū)實施了深部頁巖氣項目, 并實現(xiàn)頁巖氣的大規(guī)模商業(yè)開采。這主要得益于針對頁巖氣儲層的特點開發(fā)了頁巖氣射孔優(yōu)化技術(shù)、壓裂技術(shù)和水平井技術(shù)。技術(shù)上的突破和商業(yè)化的生產(chǎn), 有效降低能源的價格, 緩解美國嚴(yán)重依賴能源進(jìn)口的局面, 為美國的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供保障。美國能源署《年度能源展望報告2011》和《年度能源展望報告2012》(EIA, 2011, 2012)表明,美國干頁巖氣產(chǎn)量從2000年的99.58億m3(0.39 tcf,占美國干氣生產(chǎn)總量不到 1%)增長到 2010年的1416億m3(5.0 tcf, 占美國干氣生產(chǎn)總量23%), 預(yù)計到2035年生產(chǎn)總量為3851億m3(13.6 tcf, 占美國干氣生產(chǎn)的46%～49%), 2040年到4729億m3(16.7 tcf)。特別是自2007年以來, 頁巖氣生產(chǎn)增長7倍, 2011年頁巖氣的生產(chǎn)占到干天然氣生產(chǎn)的 30%, 彌補了石油產(chǎn)量不足的情況。美國能源署發(fā)布的《2013年度能源展望早報》(AEO2013; EIA, 2013)預(yù)測, 2011到2035美國干天然氣的累計產(chǎn)量比AEO2012年高8%, 這主要得益于水平鉆井和液壓裂解技術(shù)在頁巖氣生產(chǎn)方面的應(yīng)用。

EIA2011年能源報告主要對美國五大盆地頁巖氣進(jìn)行評估, 而在2012年報告中對32個盆地進(jìn)行評價。圖1a顯示了美國主要盆地的頁巖氣產(chǎn)量, 圖1b顯示了自2004年到2010年美國EIA預(yù)測的可采資源量柱狀圖。從圖1可以看出, EIA每年都在不斷的調(diào)整頁巖氣的資源量預(yù)測, 這是因為可采頁巖氣資源量隨著技術(shù)發(fā)展、地質(zhì)理論認(rèn)識及勘探程度等發(fā)展而不斷修正和擴大。

圖 2a顯示, 自 2011年隨著陸地天然氣生產(chǎn)的減少, 頁巖氣的產(chǎn)量預(yù)測不斷增加, 并且在所有非傳統(tǒng)天然氣中的漲幅最大(EIA, 2012)。圖 2b顯示,從1990年起國內(nèi)石油產(chǎn)能的降低, 能源進(jìn)口不斷攀升, 在2005達(dá)到60%。自2005年開始, 能源進(jìn)口不斷降低, 到 2010及 2011年, 石油進(jìn)口分別為49%(EIA, 2012)和 46%(EIA, AEO2013), 表明頁巖氣的開發(fā)逐步緩解能源需求壓力, 非傳統(tǒng)能源的開發(fā)彌補美國天然氣產(chǎn)量的不足的現(xiàn)狀。EIA《年度能源展望 2012年報》的展望報告早期預(yù)計美國在2035年對進(jìn)口能源的依賴降至36%(圖2b), 并且到2040年天然氣生產(chǎn)將增加到 9373億 m3(EIA,AEO2013), 比2011年增加44%, 美國天然氣產(chǎn)量不斷提高, 對中東、加拿大傳統(tǒng)液化天然氣以及管道天然氣的依賴度下降。所有這些數(shù)據(jù)都是利好消息,勢必將催生世界頁巖氣開發(fā)的熱潮, 對世界的能源產(chǎn)生巨大的影響。

美國頁巖氣開發(fā)的成功, 對國際天然氣市場及世界能源格局產(chǎn)生重大影響, 世界主要資源國都加大了對頁巖氣的勘探開發(fā)力度。因此, 美國政府、科研機構(gòu)及各油氣行業(yè)的不斷嘗試、探索和合作也為其他國家頁巖氣的發(fā)展提供了很好的范本。

2 中國頁巖氣開發(fā)現(xiàn)狀

頁巖氣已成為能源行業(yè)的一個新焦點, 相比之下中國頁巖氣發(fā)展起步較晚, 始于20世紀(jì)80或90年代, 已取得初步進(jìn)展。近年來, 在國家政策與導(dǎo)向的支持下, 設(shè)立頁巖氣調(diào)查評價和勘查國家專項,初步摸清了我國部分有利區(qū)富有機質(zhì)頁巖分布, 初步掌握了頁巖氣基本參數(shù), 建立了頁巖氣有利目標(biāo)區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn), 優(yōu)選出一批頁巖氣富集有利區(qū)(頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011—2015年)。2011年5月, 國土資源部選擇六家公司作為第一批的頁巖氣開發(fā)商, 對 8塊區(qū)域約 7000平方英里的區(qū)域進(jìn)行了開發(fā)。截至2011年底, 我國石油企業(yè)開展頁巖氣直井壓裂試氣,初步掌握了頁巖氣直井壓裂技術(shù), 證實了我國已具有開發(fā)頁巖氣的技術(shù)能力。

圖1 美國2000—2012年各大盆地頁巖氣的實際產(chǎn)量(a)和2004—2010年15個盆地中頁巖氣的可采資源量(b)(據(jù)EIA, 2012)Fig. 1 Cumulated volumes of shale gas production for the basins in US from 2000 to 2012(a)and unproved technically recoverable resource assumptions from 2004 to 2010(b)(after EIA, 2012)

圖2 美國1990—2011年干天然氣產(chǎn)量及2020—2040年干氣產(chǎn)量預(yù)測(a, 1990—2040; 據(jù)EIA, 2013)和美國石油及其它液體能源生產(chǎn)、消費及凈進(jìn)口狀況(b, 1970—2035; 據(jù)EIA, 2012)Fig. 2 US dry natural gas production from 1990 to 2011 and predictions from 2020 to 2040(a; after EIA, 2013) and total U.S.petroleum and other liquids production, consumption, and net imports from 1970 to 2035(b; after EIA, 2012)

目前, 我國頁巖氣勘探開發(fā)主要集中在四川盆地及其周緣、鄂爾多斯盆地、遼河?xùn)|部凹陷等地, 已獲得重大發(fā)現(xiàn)。中國地質(zhì)調(diào)查局(2012)轉(zhuǎn)載《國土資源報》成果匯報顯示: 在對我國陸域劃分為五個區(qū)(上揚子及滇黔桂區(qū)、中下?lián)P子及東南區(qū)、華北及東北區(qū)、西北區(qū)和青藏區(qū))的 41個盆地和地區(qū)、87個評價單元、57個含頁巖氣的層段評價后, 初步評價我國陸域頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134.42萬億m3,可采資源潛力為 25.08萬億 m3(不含青藏區(qū)), 和目前我國常規(guī)天然氣可采資源潛力(2011年動態(tài)評價結(jié)果為32萬億m3)相當(dāng)。其中, 已獲工業(yè)氣流或有頁巖氣發(fā)現(xiàn)的評價單元, 面積約88萬km2, 地質(zhì)資源為93.01萬億m3, 可采資源為15.95萬億m3, 是目前頁巖氣資源落實程度較高、較為現(xiàn)實的勘查開發(fā)地區(qū)。

2.1 中國頁巖氣的分布

我國富有機質(zhì)頁巖分布廣泛, 張金川等(2008)將中國頁巖氣發(fā)育區(qū)劃分為大致與板塊對應(yīng)的四大區(qū)域, 即南方、華北—東北、西北及青藏等四大地區(qū)。根據(jù)沉積環(huán)境條件和特點, 含氣頁巖可分為: 海相、海陸過渡相及陸相(鄒才能等, 2010)。海相黑色頁巖主要形成于臺地或陸棚環(huán)境, 主要分布于南方地區(qū)、華北地區(qū)和新疆塔里木盆地, 其特點以古生界海相沉積為主、熱演化程度高、后期構(gòu)造變動強,頁巖氣資源豐富。陸相暗色泥頁巖主要形成于湖泊沉積環(huán)境中, 主要分布于華北地區(qū)、準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地和松遼盆地等, 氣富集條件多變, 古—中—新生界頁巖發(fā)育齊全(張金川等, 2009; 董大忠等, 2011)。海陸過渡相煤系頁巖主要分布于鄂爾多斯盆地、 準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、華北地區(qū)及中國南方地區(qū)等(鄒才能等,2010)。中國海相古生界頁巖具有分布面積廣、厚度大、有機質(zhì)及脆性礦物含量高等有利成藏條件; 同時, 又有中國南方海相頁巖埋藏深、成熟度高、保存條件差、地表復(fù)雜等不利條件(杜金虎等, 2011),勢必加大中國頁巖氣勘探的難度。

2.2 中國頁巖氣的開發(fā)

中國對頁巖氣的關(guān)注始于2005年, 總體上處于前期的探索和準(zhǔn)備階段, 2008年初步將揚子地區(qū)為我國頁巖氣富集遠(yuǎn)景區(qū), 在2009至2011年啟動“中國重點地區(qū)頁巖氣資源潛力及有利區(qū)帶優(yōu)選”項目、“川渝黔鄂頁巖氣資源戰(zhàn)略調(diào)查先導(dǎo)試驗區(qū)”和“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選”項目(張大偉, 2012)。2012年完成先導(dǎo)試驗區(qū)工作, 系統(tǒng)開展全國頁巖氣資源潛力評價, 以 5個大區(qū)區(qū)域性頁巖氣地質(zhì)條件和富集規(guī)律研究為基礎(chǔ), 獲取頁巖氣資源潛力評價的相關(guān)參數(shù), 評價各區(qū)頁巖氣資源潛力。

依照國家頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011—2015年),2012年3月, 中國國家能源宣布了頁巖氣的第一個五年計劃, 希望在2012年生產(chǎn)目標(biāo)6.5億m3, 2020年的生產(chǎn)目標(biāo)60～100億m3。第二個五年計劃要求查明頁巖氣地質(zhì)資源量6000億m3, 可采儲量2000億m3, 2015 年頁巖氣產(chǎn)量65億m3。這對我國各級地質(zhì)勘查是一次極大的考驗, 頁巖氣的商業(yè)開發(fā)即將進(jìn)入關(guān)鍵的攻堅階段, 為我國頁巖氣大規(guī)模開發(fā)提供了寶貴的戰(zhàn)略機遇。

2.3 中國頁巖氣的潛力

關(guān)于中國頁巖氣的資源量問題, 國內(nèi)已有大量研究。張金川等(2009)研究認(rèn)為中國頁巖氣可采資源量約為26萬億m3, 劉洪林等(2010)通過類比法初步估計中國頁巖氣資源在30.7萬億m3左右, 趙文智等(2012)研究認(rèn)為中國頁巖氣技術(shù)可采資源量為9.2萬億至11.8萬億m3, 期望值為10萬億m3。中國國土資源部和地質(zhì)調(diào)查局2012年3月公布普查數(shù)據(jù), 中國陸域頁巖氣地質(zhì)資源為134.42萬億m3, 可采儲量為 25.08萬億 m3(不含青藏區(qū))。該數(shù)據(jù)低于EIA2012年對中國主要盆地的頁巖氣資源潛力的評估數(shù)據(jù)為36.1萬億m3, 但國內(nèi)學(xué)術(shù)界也相繼涌現(xiàn)出高達(dá)45萬億m3及低至4萬億m3相差近十倍的測算結(jié)論, 這些數(shù)據(jù)有一定差距, 但無論算法如何, 中國擁有的頁巖氣資源潛力都位居世界前列, 開發(fā)潛力巨大。

關(guān)于頁巖氣潛力區(qū)域, 趙文智等(2012)和李建忠等(2012)認(rèn)為, 我國海相頁巖氣勘探前景最好,四川盆地及其周緣地區(qū)最為現(xiàn)實; 海陸過渡相與煤系頁巖氣勘探潛力有待落實; 湖相頁巖氣主要分布于凹陷中心區(qū), 具有一定的勘探潛力。張金川等(2009)及 EIA(2012)認(rèn)為, 中國頁巖氣富集的地質(zhì)條件優(yōu)越, 具有與美國大致相同的頁巖氣資源前景及開發(fā)潛力。盡管中國有如此的可開采儲量, 但中國地質(zhì)復(fù)雜, 地形多變, 多數(shù)地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)非常落后, 在進(jìn)行商業(yè)生產(chǎn)時不能不考慮到這有這些因素。但能否實現(xiàn)商業(yè)性開發(fā), 還有待進(jìn)一步考證。

3 中國頁巖氣開發(fā)遭遇的挑戰(zhàn)

和美國頁巖氣發(fā)展相比,中國頁巖氣資源勘探程度較低、投入資金不足、資源總量和分布尚未完全掌握, 盡管我國具有頁巖氣大規(guī)模成藏的基本條件, 但尚未系統(tǒng)開展全國范圍內(nèi)頁巖氣資源調(diào)查和評價。根據(jù)國家能源局近日發(fā)布了《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011—2015年)》, 到 2015年, 中國頁巖氣仍以勘探為主, 將力爭在2020年實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量600億至1000億m3。因此, 美國“頁巖氣革命”, 為我國頁巖氣開發(fā)提供良好的范本?，F(xiàn)在我國頁巖氣開發(fā)屬起步階段, 需要理性面對頁巖氣勘探開發(fā)的熱情,頁巖氣的開發(fā)風(fēng)險大、成本高, 更需國家政策和財政支持。只有加大頁巖氣的勘探、科技投入, 提升關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新能力, 才能應(yīng)對能源革命。頁巖氣開發(fā)為經(jīng)濟發(fā)展帶來諸多機遇, 但在存在諸多問題。

(1)頁巖氣勘探開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。頁巖氣賦存于頁巖孔隙之中, 分布面積大, 富集程度低, 用常規(guī)方式難以進(jìn)行有效開采。頁巖氣開發(fā)的水力壓裂技術(shù)是頁巖氣開采的關(guān)鍵技術(shù)(Stevens, 2010)。我國頁巖氣開發(fā)技術(shù)尚處于起步階段, 關(guān)鍵開發(fā)技術(shù)尚未掌握, 水平井與儲層壓裂改造技術(shù)適用性差, 也不成熟, 突破關(guān)鍵技術(shù)尚需要做大量工作。其次, 頁巖氣的一個重要特點就是沒有完全相同的開采程序,即使同一口井中頁巖氣產(chǎn)狀也不同, 因此在一口井中適用的方法, 可能不適用于其他井(Stevens,2012)。所以, 需要根據(jù)礦山的環(huán)境, 加強工區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)的勘察研究, 在引進(jìn)國外技術(shù)的同時, 立足自主研發(fā), 設(shè)計出適合中國地質(zhì)條件的關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備。

(2)頁巖氣儲量評價方法及規(guī)范化問題。目前頁巖氣儲量評價方法很多, 不同開發(fā)單位在頁巖氣儲量和資源量評估都采用不同的方法(劉洪林等, 2010;劉德華等, 2011), 這無疑增加了全國資源評估的難度, 所以無論采用何種方法, 評價結(jié)果為政策決策者提供基本信息就是, 儲集層是否具有足夠的天然氣地質(zhì)儲量, 是否具備足夠的滲流能力與條件實現(xiàn)經(jīng)濟開采(李新景等, 2007)。這就需要總結(jié)海相和陸相頁巖氣成藏機理、富集規(guī)律, 建立不同類型的頁巖氣成藏模式, 確定頁巖氣資源評價的關(guān)鍵參數(shù),采用相應(yīng)的評價方法和評價標(biāo)準(zhǔn), 能較準(zhǔn)確地計算頁巖氣藏儲。

(3)頁巖氣生產(chǎn)技術(shù)引發(fā)的環(huán)境問題。水平鉆井和壓力裂解技術(shù)對地下地上環(huán)境造成何種破壞; 是否觸發(fā)深部巖層滑動從而引發(fā)地震; 裂解使用化學(xué)注射物是否對環(huán)境有影響; 如何處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量廢水(也就是鹵液), 因為廢水中全溶解固體(TDS, total dissolved solids)比海水中高出5倍, 處理不當(dāng), 則對地表水質(zhì)造成極大地影響(Gregory et al.,2011)。所以, 環(huán)境保護(hù)問題也是中國頁巖氣開發(fā)商必須考慮的因素。

(4)頁巖氣開發(fā)將面臨許多社會及法律等未知問題, 如水資源、土地征用、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的一些問題。針對這些問題, 美國分別通過《美國聯(lián)邦環(huán)境法》、《資源保護(hù)和恢復(fù)法》等法律, 對確保安全有效開發(fā)頁巖氣起到至關(guān)重要的保障作用(楊淑梅等, 2012)。這就需要政府出臺一系列政策, 確保中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的順利實施。

盡管存在以上問題, 但隨著中國頁巖氣非常規(guī)油氣資源基礎(chǔ)理論的不斷提升、開采技術(shù)的發(fā)展及國家政策的支持, 頁巖氣的開發(fā)利用將在我國能源體系中起到重大作用。

董大忠, 鄒才能, 李建衷, 王社教, 李新景, 王玉滿, 李登華,黃金亮. 2011. 頁巖氣資源潛力與勘探開發(fā)前景[J]. 地質(zhì)通報, 30(2-3): 324-336.

杜金虎, 楊華, 徐春春, 梁世軍, 皮學(xué)軍, 王紅巖. 2011. 關(guān)于中國頁巖氣勘探開發(fā)工作的思考[J]. 天然氣工業(yè), 31(5): 6-8.

李建忠, 李登華, 董大忠, 王社教. 2012. 中美頁巖氣成藏條件、分布特征差異研究與啟示[J]. 中國工程科學(xué), 14(6): 56-63.

李新景, 胡素云, 程克明. 2007. 北美裂縫性頁巖氣勘探開發(fā)的啟示[J]. 石油勘探與開發(fā), 34(4): 392-400.

劉德華, 肖佳林, 關(guān)富佳. 2011. 頁巖氣開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及研究方向[J]. 石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報), 33(1): 119-123.

劉洪林, 王紅巖, 劉人和, 趙群, 林英姬. 2010. 中國頁巖氣資源及其勘探潛力分析[J]. 地質(zhì)學(xué)報, 84(9): 1374-1378.

楊淑梅, 張麗麗. 2012. 美國開發(fā)頁巖氣的成功經(jīng)驗及對我國的啟示[J]. 華電技術(shù), 34(10): 73-76.

閆強, 陳毓川, 王安建, 王高尚, 于汶加, 陳其慎. 2010. 我國新能源發(fā)展障礙與應(yīng)對: 全球現(xiàn)狀評述[J]. 地球?qū)W報, 31(5):759-767.

張大偉. 2012. 加強對外合作, 促進(jìn)頁巖氣勘探開發(fā)[J]. 中國國土資源經(jīng)濟, (5): 11-13, 21.

張金川, 徐波, 聶海寬, 汪宗余, 林拓. 2008. 中國頁巖氣資源勘探潛力[J]. 天然氣工業(yè), 28(6): 136-160.

張金川, 姜生玲, 唐玄, 張培先, 唐穎, 荊鐵亞. 2009. 我國頁巖氣富集類型及資源特點[J]. 天然氣工業(yè), 29(12): 1-6.

趙文智, 董大忠, 李建忠, 張國生. 2012. 中國頁巖氣資源潛力及其在天然氣未來發(fā)展中的地位[J]. 中國工程科學(xué), 14(7):46-52.

鄒才能, 董大忠, 王社教, 李建忠, 李新景, 王玉滿, 李登華,程克明. 2010. 中國頁巖氣形成機理、地質(zhì)特征及資源潛力[J]. 石油勘探與開發(fā), 37(6): 641-653.

鄒愉, 王高尚, 于汶加, 林建. 2010. 典型國家部門石油消費軌跡及對中國的啟示[J]. 地球?qū)W報, 31(5): 666-672.

中國地質(zhì)調(diào)查局. 2012. 我國頁巖氣可采資源潛力為 25萬億方[OL/EB]. [2012-08-20]. http://www.cgs.gov.cn/xwtzgg/gzdongtai/13011.htm.

BP. 2010. Statistical Review of World Energy 2011[G]. London:BP.

CLAYPOOL G E. 1998. Kerogen conversion in fractured shale petroleum systems[J]. AAPG Bulletin, 82(13): 5.

CURTIS J B. 2002. Fractured shale-gas system[J]. AAPG Bulletin,86(11): 1921-1938.

DONG Da-zhong, ZOU Cai-neng, LI Jian-zhong, WANG She-jiao,LI Xin-jing, WANG Yu-man, LI Deng-hua, HUANG Jin-liang.2011. Resource potential, exploration and development prospect of shale gas in the whole world[J]. Geological Bulletin of China, 30(2/3): 324-336(in Chinese with English abstract).

DU Jin-hu, YANG Hua, XU Chun-chun, LIANG Shi-jun, PI Xue-jun, WANG Hong-yan. 2011. A discussion on shale gas exploration and development in China[J]. Natural Gas Industry,31(5): 6-8(in Chinese with English abstract).

EIA (Energy Information Administration). 2011. World Shale Gas Resources: An Initial Assessment of 14 Regions Outside the United States[OL/EB]. [2012-08-20]. http://www.eia.gov/analysis/studies/ worldshalegas/.

EIA (Energy Information Administration). 2012. Annual Energy Outlook 2012 with 2035 projections[G]. Washington DC: EIA.EIA (Energy Information Administration). 2013. Annual Energy Outlook 2013 Early Release[G]. Washington DC: EIA.

GREGORY K B, VIDIC R D, DZOMBAK D A. 2011. Water Management Challenges Associated with the Production of Shale Gas by Hydraulic Fracturing[J]. Elements, 7(3):181-186, doi: 10.2113/ gselements.7.3.181.

JARAMILLO P, GRIFFIN W M, MATTHEWS H S. 2007. Comparative life-cycle air emissions of coal, domestic natural gas,LNG, and SNG for electricity generation[J]. Environmental Science & Technology, 41: 6290-6296.

JENKINS C D, BOYER C M. 2008. Coalbed- and shale-gas reservoirs[J]. Journal of Petroleum Technology, 60: 92-99.

LI Jian-zhong, LI Deng-hua, DONG Da-zhong, WANG She-jiao.2012. Comparison and enlightenment on formation condition and distribution characteristics of shale gas between China and US[J]. Engineering Sciences, 14(6): 56-63(in Chinese with English abstract).

LI Xin-jing, HU Su-yun, CHENG Ke-ming. 2007. Suggestions from the development of fractured shale gas in North America[J]. Petroleum Exploration and Development, 34(4):392-400(in Chinese with English abstract).

LIU De-hua, XIAO Jia-lin, GUAN Fu-jia. 2011. Current Situation and Research Direction of Shale Gas Development[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 33(1): 119-123(in Chinese with English abstract).

LIU Hong-lin, WANG Hong-yan, LIU Ren-he, ZHAO Qun, LIN Ying-ji. 2010. China Shale Gas Resources and Prospect Potential[J]. Acta Geologica Sinica(Chinese Edition), 84(9):1374-1378(in Chinese with English abstract).

STEVENS P. 2010. The ‘Shale Gas Revolution’: Hype and Reality[OL/EB]. [2012-08-20]. www.chathamhouse.org.uk.

STEVENS P. 2012. The ‘Shale Gas Revolution’: Developments and Changes Energy[OL/EB]. [2012-08-20]. www.chathamhouse.org.uk.

YAN Qiang, CHEN Yu-chuan, WANG An-jian, WANG Gao-shang,YU Wen-jia, CHEN Qi-shen. 2010. Development Obstacles of New Energies in China and Countermeasures: A Review on Global Current Situation[J]. Acta Geoscientica Sinica, 34(4):392-400(in Chinese with English abstract).

YANG Shu-mei, ZHANG Li-li. 2012. Successful experience of US in shale gas development and revelation for China[J]. Huadian Technology, 84(9): 1374-1378(in Chinese with English abstract).

ZHANG Da-wei. 2012. Strengthen International Cooperation and Promote Exploration and Development of Shale Gas[J]. Natural Resource Economics of China (Special issue), (5): 11-13,21(in Chinese with English abstract).

ZHANG Jin-chuan, XU Bo, NIE Hai-kuan, WANG Zong-yu, LIN Tuo. 2008. Exploration potential of shale gas resources in china[J]. Natural Gas Industry, 28(6): 136-160(in Chinese with English abstract).

ZHANG Jin-chuan, JIANG Sheng-ling, TANG Xuan, ZHANG Pei-xian, TANG Ying, JIN Tie-ya. 2009. Enrichment Type of China’s Shale Gas and Resources Characteristics[J]. Natural Gas Industry, 29(12): 1-6(in Chinese with English abstract).

ZHAO Wen-zhi, DONG Da-zhong, LI Jian-zhong, ZHANG Guo-sheng. 2012. The resource potential and future status in natural gas development of shale gas in China[J]. Engineering Sciences, 14(7): 46-52(in Chinese with English abstract).

ZOU Cai-neng, DONG Da-zhong, WANG She-jiao, LI Jian-zhong,LI Xin-jing, WANG Yu-man, LI Deng-hua, CHENG Ke-ming.2010. Geological characteristics, formation mechanism and resource potential of shale gas in China[J]. Petroleum Exploration and Development, 37(6): 641-653(in Chinese with English abstract).

ZOU Yu, WANG Gao-shang, YU Wen-jia, LIN Jian. 2010. An Analysis of Sectorial Oil Consumption Track in Typical Countries and Its Implications to China's Trend[J]. Acta Geoscientica Sinica,31(5): 666-672(in Chinese with English abstract).

The Trend of US Future Energy Pattern and the Present Situation of China’s Shale Gas Exploration

FEI Hong-cai, ZHANG Yu-hua
Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037

Shale gas is one kind of clean, high-efficient energy and has become an important energy source after petroleum and natural gas. That America can successfully develop shale gas and start shale gas industry is inseparable from its cutting-edge technology and preferential policy. With fast increasing of China’s economy, the shortage of energy supply has become a bottleneck restricting the development of China’s economy. Combining with the latest progress of US shale development, this study analyzes distribution characteristics and exploration status of China’s shale gas, and points out difficulties and problems China will face during exploration of shale gas.

shale gas; hydraulic fracking; exploration; environmental issue; America; China

P618.12; TE3

A

10.3975/cagsb.2013.03.14

2013-03-14; 改回日期: 2013-04-07。責(zé)任編輯: 閆立娟。

費紅彩, 女, 1965年生。副研究員。主要從事礦床學(xué)研究。E-mail: feihongcai@163.com。