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美国能源独立和页岩气革命的深刻影响

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美国能源 独立 页岩 革命 深刻 影响
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1 前言近年来美国能源独立和页岩气革命成为热门话题 ,一批有见地的论著陆续见诸报道 ,其中也不乏质疑的声音 。 随着时间的推移 ,更多事实和数据丰富了人们的认识 ,特别是把二者联系起来的深入探讨也给人更深刻的启迪 。 笔者拟就此略陈管见 。2 美国能源独立的实质和核心20世纪 70 年代爆发的石油危机 , 对以石油输入国为主体的市场经济国家产生强烈冲击 ,导致了二战后影响全球的一次经济危机 ,其中首当其冲的是美国 。 作为反思和对策 ,时任总统的尼克松提出了美国能源独立的目标设想 ,以后的美国总统都继承这个思想 ,并以不同形式和力度推动其进程 。 能源消费总量和石油进口量长期居世界首位的美国提出这样的口号 ,导致许多人的误解甚至嘲讽 。 误解者把能源独立理解为能源封闭式的完全自给自足 ,这在当今全球经济一体化的地球村中当然是不必要的 ,也不可能 。 美国能源独立的实质是避免受到国外某些因素对其能源安全 、经济安全乃至国家安全的强烈影响 ,可以在很大程度上 “独立 ”地掌控其持续发展[1]。 而这个问题的核心是石油进口 ,要实现石油进口依存度的大幅降低 ,使其不受因动荡而有很大不确定性的石油输出国影响 。 不言而喻 ,这类石油输出国主要指中东 。 因而有人形象地说 ,能源独立是要剪断中东石油的 “脐带 ”。 而二战后西方的恢复和巨大发展确实曾依靠中东廉价石油的供养 。 进一步说 ,剪断中东石油的 “脐带 ”只是个比喻 ,并不意味着一定要断绝从中东的进口 (没有这种必要 ), 而是要求不因主要石油输出国的动乱或其他因素而影响到美国自主的发展 。广而言之 ,这种对能源 、经济不受外来过分干扰的追求不仅是 “美国梦 ”,也是各大国 、各大经济体 (区 )共同的努力方向 ,只是有些国家因条件差得太多而难以明确提出而已 。3 期实施的综合措施为能源独立奠定了基础为了实现能源独立的目标 ,美国持续地在节流和开源两个方面下功夫 。 节流是要求提高能源效率美国能源独立和页岩气革命的深刻影响张 抗(中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院 ,北京 100083)摘 要 美国能源独立的实质是避免国外某些因素对其能源安全 、经济安全乃至国家安全产生强烈影响 ,增大能源供应的自主性 ,特别是要减少局势动荡地区的石油进口 。 为此 ,长期以来美国采取了综合措施 ,包括节能节油 、发展新能源 、增加国内油气产量等 ,从而使能源消费总量和石油消费量增速降低 ,为能源独立奠定了基础 。 随之迎来的页岩气革命 ,使美国油气产量快速增长 ,油气进口量 、进口依存度大幅下降 ,同时来自中东等动荡地区的进口份额大减 。 页岩气革命提高了非常规油气的地位 ,使之在中长期的未来有可能与常规油气平起平坐 ,甚至超过它而居主要地位 。 同时还开拓了传统油气勘探和油气地质学创新发展新途径 ,改变了世界地缘油气格局和版图 ,为能源构成改善和环保开拓了新路径 。 另外还必须看到 ,更自主 、更廉价的能源供应不仅对美国经济恢复做出了现实贡献 ,有可能促进美率先走出衰退 ,而且使其在 “再工业化 ”、在迎接第三次工业革命的历史进程中居于优势地位 。 美国能源独立和页岩气革命的进程对我国能源战略有重大启示 , 我们应更强调节能和需求侧管理 , 贯彻多元发展和因地制宜的战略思想 ,常规和非常规油气并举且大力推进页岩油气开拓 ,而经济体制改革是这些目标实现的前提和保障 。关键词 美国能源独立 页岩气革命 非常规油气 地缘油气 中国能源战略 多元发展本文作者系本刊学术指导委员会委员 。作者简介:张抗,教授级高级工程师,享受国务院政府专家津贴,1963 年毕业于北京大学地质系,1981 年毕业于中国科学院研究生院,获硕士学位,长期从事油气勘探开发部署和能源发展战略研究工作。 战略与政策研究▲▲中 外 能 源 1 ·第 17 卷 第 12 期2012 年 12 月美 号称 “汽车轮子上的国家 ”,以汽车消费拉动经济发展 ,在节油力度上初期虽弱于某些国家 (如日本 ),但也在降低石油消耗上进行了持续努力 。 以1990 年美元不变价格计 , 美 1990 年 、2000 年石油消费强度分别为 油 /千美元 、油 /千美元 (见表 1),后者为前者的 这 3 个数据的世界均值分别为 油 /千美元 、油 /千美元和 2000 年以来美采取了更有力的节油措施 ,以 2000 年美元不变价格计 ,美 2000 年 、2010年石油消费强度分别为 油 /千美元 、油 /千美元 ,后者为前者的 这 3 个数据的世界均值分别为 油 /千美元 、油 /千美元和 以 2010 年石油消费强度 油 /千美元计 ,明显低于邻国加拿大 (油 /千美元 )和墨西哥 (油 /千美元 )。节能所带来的直接成果是一次能源消费总量由升势趋缓进而转为降低 。 美国上世纪最后 5 年一次能源消费总量的年均增长率为 在 2001~2005 年的 4 年间下降至 见表 2);之后一次能源消费总量转为下降 ,2005~2008 年间 、2008~2011年间分别为 节油和石油替代同样使石油消费量年均增长率下降 :2001~2005 年的4 年间为 而后与一次能源消费总量一致 ,2005 年后开始下降 ,2005~2008 年间 、2008~2011 年间分别为 同样也导致石油在一次能源消费总量中的比例逐步降低 :2005 年 、2007年 、2011 年分别为 展新能源发展新能源几乎是所有国家都重视的战略性举措 ,它不仅可以增加国内能源供应量 、降低环境污染 ,而且还可直接或间接地替代石油 ,有助于降低石油进口量 。 新能源一般指水电以外的可再生能源 ,目前规模生产的为风能 、生物质能 、太阳能 、地热能等 。 限于篇幅 ,这里仅对前两者在美国的发展做简单讨论 。目前美国生物质燃料主要是以玉米等农产品生产乙醇 ,大量生产并允许其以不断增大的比例掺混于市场出售的汽车燃料中 。 此外 ,生物柴油也开始小批量生产 。 至于主要以纤维素等生产液体燃料的第二代生物燃料也已开始由小规模试验向工业(降低能源强度 )和推广对石油的替代 ;开源是在陆上强调提高油田采收率 ,鼓励老油田后期低产井开发[2]和低品位的非常规油气开发[3],在海上加大深海油气开发力度 。 节能 、新能源 、提高国内油气产量号称 “三驾马车 ”。 这些综合措施首先使美国能源和石油消费量的增长趋缓 , 继而使二者呈现负增长 ,最终推动美国走向能源独立 。能节油依靠生产到消费各环节的技术性节能 ,依托把耗能的第二产业向新兴国家大幅转移和第三产业产值迅猛扩展所带来的结构性节能 ,美国的能源强度持续降低 。 按照美国能源信息署 (资料 ,以1990 年美元不变价格计 , 美 1990 年 、2000 年能源强度分别为 油 /千美元 、油 /千美元 (见表 1),后者为前者的 同期日本以上 3个数据分别为 油 /千美元 、油 /千美元和 同期这 3 油 /千美元 、油 /千美元和 以同年的能源强度相比 ,1990 年和 2000 年美国分别为世界均值的 以 2000 年美元不变价格计 ,美国 2000 年 、2010 油 /千美元 、油 /千美元 , 后者为前者的 同期这 3 个数据的世界均值分别为 千美元 、油 /千美元和 显然 ,美国的这两组节能指标在世界上是比较先进的 ,美国的节能取得了持续性进展 。表 1 1990~2010 年美国与世界能源消费强度 、石油消费强度对比 t 标油 /千美元项 目以 1990 年美元不变价格计①以 2000 年美元不变价格计②1990年 2000年 2000年 2010年能源消费强度世 界 ①原始数据采自 笔者计算 ;②数据采自国家能源局 《能源数据手册 2011》。2012年 第 17 卷· 2 ·中 外 能 源艰苦的技术 、 经验积累 ,2003 年以来美国风电发展明显加快 ,从而使其成为近年来世界上规模最大 、增长最快的风电市场 。 由于技术水平和设备国产化率的不断提高 ,风电价格已具备市场竞争力 ,使 2011 年其合同采购价比上年降低 40%。 该年新增风电装机容量占全国新增电力的 32%,风电总装机容量达到 “里程碑 ”式的 5×104上年增长10%。 特别值得关注的是 ,美国并没有出现某些国家 (如中国 )曾发生的大量弃风 、“有千瓦而无千瓦小时 ”的现象 。 在美本土 49 个州中有 39 个州实现风电顺利上网 ,其发电量相当于经济相当繁荣的内华达等 6 个州的全部用电量 。 风电的增长不但降低了对煤炭 、石油发电的需求 ,而且还提供了数以万计的就业机会 ,拉动了制造业的发展 ,对缓解经济衰退起到一定作用 。力增加国内能源 ,特别是油气产量美国是有 150 余年历史的油气生产大国 ,曾经多次以产量和出口量名列世界首位 , 但其石油 、天然气产量分别自 1970 年 、1972 年后呈下降趋势 。对于老油田 ,美国一直不断以新技术和加大投资来提高其采收率 ,减缓产量下降速度 ,并以政策鼓励 、资金支持低产油田 (包括处于产量递减期的油田和低品位 、难开发的边际油气田 ,乃至非常规油气田 )的开发和相关科研[2,4]。 这种艰苦的努力 ,使峰值后的石油 、 天然气产量在起伏中到 2001 年的年均增长率分别仅为 这不仅支持了相当大部分的国内消费 ,也为此后的转降为升保持了较高的基点而使之较易实现 。 美国老油气田减缓产量下降的努力 ,与前苏联西西伯利亚主力油气田群产量达到峰值后的急剧下降成为明显的对比[5],彰显出老油田 (区 )战术接替的战略意义[6]。 美国努力挖掘老油气田潜力的努力在天然气上表现得特别明显 ,1987~2001 年曾出现反弹回升 , 期间年均增长率达 这种在气层气 (非伴生气 )和溶解气 (其占产量比例不大 ,并随石油产量的减少而减少 ),即常规气产量持续降低的背景下总产气量的提高 ,显然是基于非常规气开始投入开发 ,初期主要是致密(砂岩储层 )气 ,其次为煤层气 。 对此 ,图 1 中上世纪末到本世纪初的产量构成有明确地展示 。 石油的情况与气有类似之处 ,我们知道 ,伴随致密气产量的上升 ,致密油产量也有相应的增加 。需要特别指出的是 ,美国管理当局顶住了环保舆论的巨大压力 , 不断加强海上油气勘探开发 ,使各大海域都有了新的招标区块 。 特别是在墨西哥湾“深水地平线 ”漏油事故后 ,强化了监管和环境保护措施 ,提前结束对该海区的石油禁采令并颁布 《五化生产转变 。 美国 2001~2011 年间生物燃料产量年均增长率达 24%(见表 3), 其值明显高于全球相应值 (,但略低于欧盟 (。 不过由于基数大 ,2011 年美生物燃料占全球产量的 48%,为以甘蔗制乙醇而著称于世的巴西同年产量的 ,欧洲的约 。 进一步分析可见 ,2001~2007 年美生物燃料产量年均增长率达 但在页岩油气快速发展的 2007 年以后该值却有所降低 ,其原因一是因为原料供应受限 ,二是受到丰富而价廉的页岩油气的市场挤压 。表 2 2001~2011 年美国一次能源和油气消费量 、油气生产量变化情况项 目 2001年 2005年期间年均增长率2008年2005~2008 年年均增长率2011年2008~2011 年年均增长率消费量一次能源 /油 油 /油 然气 /108234 6591 6901 产量石油 /油 然气 /108111 5708 6513 :原始数据采自 界能源统计年鉴 ,笔者计算编表 。表 3 2001~2011 年美国新能源消费量和生物燃料产量变化情况项 目 2001年 2007年 期间年均增长率 2011年 2007~2011 年年均增长率 2001~2011 年年均增长率新能源消费量 /油 物燃料产量 /油 3288 13456 28251 :原始数据采自 界能源统计年鉴 ,笔者计算编表 。· 3 ·第 12 期 张抗 . 美国能源独立和页岩气革命的深刻影响年 海上勘探计划 》, 更大力度地投入开放 , 仅 2012年 6 月就一次划出近万平方千米 700 余个区块对外招标 。 据美国 《世界石油 》统计 ,美 2011 年海上钻井 219 口 , 占世界的 2012 年钻井数可能增加 作为对比 , 全世界仅增加 , 达 259口 ,占世界的 其中有 220 口投入墨西哥湾(几乎全部在深水 —超深水 )[7]。 海上油气已成为非常规油气之后美国油气增产的又一支柱 。应该充分肯定美国自上世纪末以来在能源上采取多项综合措施所取得的成果以及所确定的方向 , 虽未能扭转石油进口依存度居高不下的状况 ,但已为其后的转变奠定了相当雄厚的基础 。 终于迎来非常规资源 ,特别是被称为 “页岩气革命 ”的页岩油气的快速发展 ,展现出美国能源独立 “柳暗花明又一村 ”的前景 。 在对这种前景的展望中 ,无论我们多么看重非常规油气 ,也必须同时承认加快发展节能节油 、新能源和坚持在老油田挖潜 、增储上产等综合措施仍起着不可或缺的重要作用 。 这里需要补充一句 ,由于文化上的差异 ,我国某些人把革命一词理解为天翻地覆式的否定 ,多用于社会领域 。 但在西方却可以被看作是重大的变革 ,常用于描述多种领域影响深远的变化 。致密油气到页岩气 、页岩油必须承认 ,到本世纪初美仍未能扭转油气产量的下降趋势 。 与之相应 ,2001 年 、2005 年石油表观进口量 (消费量减产量 )分别为 口依存度分别为 同期天然气表观进口量分别为 742×108123×108进口依存度分别为 鉴于此 , 舆论界对能源独立多有讥讽 ,称之为 “梦想 ”。美国目前投入开发的非常规油气主要为致密油气 、煤层气 、页岩油气 ,由于气易被开采 ,各项资源总是先从采气入手 。 随着生产的深入 ,开发日益向低孔渗低品位的储层延伸 ,特别是在对低产井优惠政策的鼓励下向致密砂岩储层开拓 。 促使其经济效益和产量增长的是以水平井和压裂为主体的配套技术系列[8]。 2005 年致密气产量已达全部气产量的 18%左右 。 煤层和 (暗色 )泥页岩也属致密储层 ,不过它们中的烃 (油 、气 )是自生的 ,且主要以吸附态和微 —超微孔隙中的游离态存在 ,而致密 (砂岩 )储层中的烃来自暗色页岩和煤层中 , 正因为如此 ,后两者中保有的烃可能更丰富 。 于是 ,致密气的思路和技术被引入对煤层气 、页岩气的探索 ,积极推动这一探索的是富有竞争活力的美国中小公司 ,在适应了其特殊性后首先在煤层气中获得成功 。 继之以长期而曲折的努力使页岩气的工业化开发获得成功 ,并在 2005 年 、特别是 2008 年后使产量快速上升 (见图 1)。 据 统计[9],页岩气的飞速发展使天然气价格大幅降低 ,由 14 美元 /万英热单位 ,1同 )下 降到 2 美元 /致页岩气的生产者更倾向以基本相同的技术 ,在同一区块同一层系内多生产价值更高的页岩油 。 本来仅因为分子中含碳数不同而使其相态 (气 、液 、固 )不同的天然气和石油 ,在生成和赋存中就有密切的共生和伴生关系 ,如在美国最早进行工业生产的沃302520151050天然气产量/1012 1995 年 2000 年 2005 年 2010 年 2015 年 2020 年 2025 年 2030 年 2035 年历 史 2009年 预 测11%14%20%9%28%8%1%46%8%9%22%6%7%净进口页岩气陆上非伴生气近海非伴生气致密气煤层气其他 (左边箭头 )阿拉斯加 (右边箭头 )伴生气2%1%图 1 1990~2035 年美国天然气产量实际构成及其预测说明 :据 011 年资料 ,笔者进行了简化和技术性处理 ;1012年 第 17 卷· 4 ·中 外 能 源盆地巴奈特页岩中 ,该盆地中部的井同时产气和凝析油 ,向更深处的井则主要产气 ,向更浅处的井主要产油[10]。 在石油产量下降趋缓的背景下 ,美页岩油产量的上升终于使石油总产量转降为升 。油气产量转降为升 ,进口依存度大幅下降页岩气的快速增长使美天然气产量由降低转为持续的较快增长 ,使 2005~2008 年 、2008~2011 年间气产量年均增长率分别达 仅以2011 年计 ,同比增长达 终于使美天然气产量超过俄罗斯而居世界首位 。 与之相应 ,天然气表观进口量在 2008 年 、2011年分别降到 883×10808口依存度分别降到 据 011 年预测 ,2035 年美天然气产量将达到8210×108中非常规气共占 74%,而页岩气占46%[11]。 如前所述 ,由于气价降低 ,美国公司更加注重页岩油的生产 ,从而使其成为石油总产量上升的主要来源[12]。 据报道 ,到 2012 年 6 月 ,页岩油产量达到 72×104d 的水平 ,同比增长 到 2035年可望在现有基础上翻番 (144×104d)。 美国国家石油理事会的预测则更为乐观 ,认为 “如技术和环境条件具备 ”,2035 年美页岩油产量可达 200×104~300×104d。由于页岩油产量增加 , 美石油产量在 2008 年后也开始转降为升 , 到 2011 年的 3 年间年均增长率为 见表 2),与之相比 ,同期世界石油产量年均增长率仅为 2011 年产量达 本与 2000 年持平 , 即 3 年的增量相当于此前 8 年的减量 。 进一步看 ,2012 年上半年的日产水平又比上年同期增加 重返 2008 年的水平[13]。 与之相应 , 在产量上升和消费量下降的双重影响下 ,石油表观进口量由 2005 年峰值时的净进口 口依存度达 降到 2008 年的 口依存度降为 2011 年净进口量进一步降到 444口依存度 按 2012 年上半年日均净进口 04 ,大致按上年消费量的递减率计算 2012 年的消费量 , 即可得出该年进口依存度降至 推测 。 美国越过石油净进口量和进口依存度双双上升的拐点 ,进入了两者皆下降且进口依存度下降更快的阶段 ,进而终于使进口依存度降到 50%以下 。已取得的成果使人们看到近中期美国天然气由进口转变为净出口的可能性 。 据 日乐观的估计 ,美国在 2016 年 、2025 年将依次成为液化天然气 (管道气的净出口国 ,综合看 2021 年将可成为天然气净出口国 。 保守估计 2035 年稍后也会成为天然气净进口国 (见图 1)。 对于美国未来石油产量的估计差别较大 ,笔者见到的乐观估计当以花旗银行 2012 年的说法为代表 ,认为 2020 年美页岩油可达 1×108t。 据此 ,笔者预测届时美石油产量将为 08t。 如果再考虑到 2008~2011 年间美石油消费量年均增长率为 笔者设定未来 9 年该值为 则 2020 年美石油消费量可降至 08t,届时美表观石油进口依存度有可能为 37%。 如按上述美国国家石油理事会的预测 ,2035 年美页岩油产量可达 200×104~300×104d, 笔者以此作为美原油进口的相应减少量 , 同样按照 年均增长率计算届时的消费量 , 则推测美 2035 年石油进口依存度可降至 20%~10%。 退一步说 ,以上述“乐观估计 ”作参考 ,如果继续目前产量上升 、消费量下降的发展势头 ,也可以认为美国石油进口依存度将持续大幅降低 。国石油进口来源构成的变化长期以来 ,美国石油进口来源分布的突出特点是主要来自就近的大西洋供销区[14]。 20 世纪 80 年代初期该区占美进口的比例达 70%以上 (1985 年第二次石油危机后曾达 ,90 年代降至 60%~67%。 本世纪初多在 75%左右 ,2009 年达 重新占据主导地位 。 在大西洋区内 ,美邻国加拿大和墨西哥的比例呈上升趋势 : 上世纪 80 年代初多在 21%左右 ;在两次石油危机期间两国对美出口量和所占比例大幅度提高 , 如 1985 年达 90年代和本世纪最初的 10 年 , 两国所占比例大约在25%~30%。 作为市场经济充分成熟国家及北美自贸区成员 ,加 、墨两国在对美石油出口上具有一定的互补性 ,墨西哥出口减少时加拿大就会有相应增加 。 80 年代后期以来 ,加拿大所占比例开始超过墨西哥 ,1998 年二者分别占美国石油进口的 2009 年分别为 中东占美国进口的比例在上世纪 80 年代初为14%左右 ;80 年代后期和 90 年代其数量和比例持续增长 ,所占比例为 20%左右 ;1998 年对美出口量超过亿吨 ,比例达 本世纪初来自中东的进· 5 ·第 12 期 张抗 . 美国能源独立和页岩气革命的深刻影响表 4 2010 年和 2011 年美国石油进口来源及其比例①项 目 北 美 南 美 非 洲 欧 洲 其他②大西洋区 中 东 亚 太2010年进口量 /104t 15610 7525 9055 725 4370 37285 8530 250所占比例 ,% 104t 16658 7665 6740 405 3825 35293 9685 130所占比例 ,% ①原始数据采自 2012 年美国 《油气杂志 》,笔者统计编表 ,原资料未列出 5×104t 以下进口来源国 (地区 );②“其他 ”包括中美洲并有少量来自独联体 ,后者主要产于欧洲和亚洲西北缘 ,且运输亦必经大西洋 ,故一并计入大西洋区 。口量相对稳定 ,但所占比例转为降势 ,2007 年 、2008年分别为 2009 年在美石油进口量大幅下降的背景下 ,中东向美出口降到亿吨以下(8690×104t),占美进口比例降至 15]。值得关注的还有非洲 , 随着其产量的提高 ,非洲石油出口量 ,特别是向美出口量及占美进口的比例均有整体升高的趋势 ,并在 1989 年 、2007 年出现峰值 , 占美进口比例分别为 此后非洲向美出口量及所占比例均呈降势 。 非洲内的不同地区对美国石油进口的影响也不同 。 在北非石油出口中油品比例较高 , 以向欧洲出口为主 ,2009年油品出口占非洲油品出口的 在西非石油出口中原油比例较高 , 以向美国出口为主 ,2009 年原油出口占非洲原油出口的 由于西非产量增长快 , 其占非洲向美出口的比例也由 2001 升到 2009 年的 显然 ,西非已成为美国在美洲之外仅次于中东的进口来源地 。与美国石油进口量降低相比 ,更加使我们关注的是近年来美国石油进口来源构成的变化加快了 。以 2010 年为例 , 大西洋区占美国原油进口的比例达 其中加拿大和墨西哥分别为 从中东进口 8530×104t,仅为 2008 年 峰 值时 11970×104t 的 至 非洲向美出口量也由 2007 年的 13520×104t、占 至 2010 年的 9055×104t、占 大于中东所占比例 )。 分析 2011 年的数据还可有新的启发 :美石油进口来源构成可因具体地区形势变化有灵活的调整 。 非洲居美国进口前10 名之列的尼日利亚 、安哥拉 、阿尔及利亚因局势动荡产量减少 , 从而使非洲向美国的出口量降至 10 余年来的最低点 , 仅为 6740×104t,占美进口的 而以 2012 年前 4 个月计则进一步下降至 10%左右 。 与之相应 ,美国从北美邻国的进口量持续加大 ,加拿大和墨西哥分别占美进口的约 以 2012 11%。 从中东的进口量和所占比例也出现反弹 ,2011 年为 见表 4),以 2012 年前 4 个月计则上升至 16]。 特别是作为世界最大的“浮动生产国 ”、出口国 ,且为美国最坚定盟友的沙特阿拉伯向美国的出口比上年同期增加 弥补了非洲主要出口国的下降 。以上数字生动表明 , 在美国石油消费量降低 、产量上升 、 进口量和进口依存度下降的基础上 ,美国从易发生动荡地区的进口量可以大幅度下降 ,从“可靠来源 ”区的南 、北美洲 (特别是邻国加拿大和墨西哥 )的进口量得到持续增加 。 这不但增强了美国自主掌控能源的能力 ,使其在能源独立的路上迈出了关键性的一大步 ,而且也降低了进口成本 。从美国学术智囊们针对石油危机开始提出能源独立的设想起 , 至今 30 余年的曲折历程经历了节能节油 、发展多种能源的艰苦积累 ,使能源消费总量和石油消费量的增速降低 , 终于迎来页岩气 、页岩油产量的大增长 ,从而使已持续多年的产量下降曲线转而走高 ;它与近年的能源消费总量和石油消费量双双降低相叠加 ,使油气进口量及其进口依存度较快地下降 ;在优越地缘油气条件下 ,使来自具有某种出口不确定性的动荡地区的石油进口大幅减少 ,终于迎来了能源独立的曙光 。 回顾这一被不少人嘲笑的 “美国梦 ”走向实现的艰难漫长历程 ,不由不赞赏这一综合性庞大系统工程的倡导者们高瞻远瞩的战略眼光及其正确的架构设计 ,这也再次说明了发展战略研究的重要意义 。4 岩油气的进展提高了非常规油气的地位图 1 形象地展示出页岩油气的开拓源自致密2012年 第 17 卷· 6 ·中 外 能 源开发的成功 、技术的提高 ,而在页岩油气的巨大投入下 ,装备 、技术的进一步发展和配套完善又使致密油气 、煤层气的开发有更持续的进展 。 页岩油气的快速发展震惊了业内外人士 , 解放了思想 。在类似思路下 ,人们采取与之相适应的先进技术去对待其他类型的非常规油气 ,使人对所有过去摆不上桌面的非常规油气刮目相看 。首先看重 (稠 )油 。不但早已攻克了一般的重 (稠 )油 ,而且开拓了无法在正常情况下流动的超重 (超稠 )油 。 仅委内瑞拉奥里诺科重油带的石油资源量就可与全球常规石油相当 。 以被世界石油界承认的该国剩余探明可采储量计 ,在此前的 1991~2001 年间委储量年均增长率为 而在计入上述重油后的 2001~2011 年间则增加了 , 年均增长率达 2011 年的剩余探明可采储量为 2965×108过了长期居世界第一位的沙特阿拉伯 ,为其 。 类似的情况也出现在沥青砂岩的大规模工业开发上 ,加拿大西部著名的沥青砂岩油带已成为其经济的重要支柱 。 2001~2009 年间加石油产量年均增长率为 在技术水平提高后沥青砂岩油产量猛增 ,致使 2009~2011 年间加石油产量年均增长率升至 其产量的持续增加 ,为向美出口量增长和占美石油进口比例提高创造了条件[17]。值得注意的是 ,近年对在深海区和永久冻土层下广泛赋存的天然气水合物的探索也加快了步伐 。美国非常规气 (尚不包括天然气水合物 )在 2035年可达全部气产量 74%的预测 ,向人们展示了非常规油气在中长期的未来可与常规油气平起平坐 ,甚至超过它而居主要地位的前景 。 研究认为 ,每个单独类型的非常规油气资源量 ,都可与现在预测到的常规油气资源量相比拟 ,甚至可大于其数倍 ,那么全部非常规油气资源量就会比常规油气大一个数量级 。 非常规油气再也不是可望而不可及的非经济资源 ,而是常规油气的战略接替者 ,是油气工业长期持续发展的资源基础 。拓了传统油气勘探和油气地质学创新发展的新途径总体来看 ,常规油气是富集于地下圈闭内的易采油气 ,因为富集而呈非常局限的 “点 ”状分布 (即使大油气田在小比例尺的区域图上也只能以点来示意 ), 其发现过程是在复杂的地下三维地质体中“体中求点 ”的曲折探索 ,因而历时多较为漫长 。 即使是在认真综合研究后部署的探井中 ,成功率亦相当低 (目前一般低于 20%)。 多数非常规油气都呈大面积分布 ,但丰度低 、可采性差 ,因而是发现易 、探明储量难 ,单井产量低且递减快也使得开发难度增大 。 因此 ,非常规油气更强调勘探开发一体化发展 ,强调依靠与本区具体情况相适应的先进配套技术 ,只有大量打井 、规模开发后 ,才能谈得上降低成本取得经济效益 。传统石油地质学上有著名的 “六字真言 ”——生储盖运聚保 。 只有存在良好烃源岩 (多数是暗色泥页岩 )且其生成的液态烃被排出运移出去 ,聚集在孔渗条件好的储层中并被封盖而保存 ,才能形成油气藏 (田 )。 于是 150 余年的现代石油地质学和油气勘探就遵循着一条思路 :发现圈闭 ,探索良好储层中的油气藏 。 人们通俗而简化地称油气勘探为“物探画圈 、钻井打眼 ”,钻井的目的层就是条件好的储层 。 正是基于此 ,不少人只关注常规油气 ,并从其越来越难找到的局限视角上得出峰值论 、枯竭论等推断 。 在这种理论指导下 ,人们不去理会圈闭之外的大量非常规油气资源 ,包括因储层致密 ,难以用一般方法使其顺畅地流入井筒而被采出的致密油气 ;因圈闭封盖被破坏 ,保存条件不好的油气被氧化散失而形成的重油和沥青砂岩油 ;未被排出而保留在烃源岩中分散赋存的页岩油气和煤层气 ;因没有聚集富集而保存在地层水中的溶解气和天然气水合物等 。 显然 ,要勘探开发非常规油气 ,就必须在很大程度上突破传统油气地质学的理论局限 ,开拓新的理论和方法 。 这就使 “六字真言 ”暴露出其局限性 ,如页岩油气和煤层气 ,(暗色 )页岩类的细碎屑岩层 、煤层就既是生烃岩又是储层 ,也具备一定的封盖保存条件 。 对于无法顺利流出的致密油气 、页岩油气 、煤层气 ,就必须采取与之相应的先进技术去认识并改造其所赋存的岩层 。页岩油气所代表的分散 、低丰度 、难开采的非常规油气的发展 ,是对传统油气地质理论和油气勘探的重大突破和创新 ,可以说页岩油气大发展标志着这个领域理论认识和技术方法上的一场革命 。变了世界地缘油气格局和版图直到上世纪末 ,世界地缘油气格局仍是一幅比较简单的图画 。 笔者曾把它概括为 “一轴两区 ”:以· 7 ·第 12 期 张抗 . 美国能源独立和页岩气革命的深刻影响位 于欧亚大陆中部的中东 、里海 —中亚 、乌拉尔山两侧 (包括伏尔加 —乌拉尔油区和西西伯利亚盆地 )这一南北走向的狭长带为全球油气的主要供应轴 ,其西为大西洋供销区 ,其东为亚太供销区 ,中轴区的油气在上世纪主要流向西侧[14]。 以两次石油危机期间的 1977 年为例 , 中东石油出口占到全球石油出口的 两次石油危机后 ,特别是在本世纪初情况发生逆转 ,且逆转势头在近年加速 ,其重要动因是欧美石油消费量的降低 ,其他地区进口量的加大和北美石油产量的增加[18]。2012 前苏联和非洲 (主要是西非 )分别占 三者共占 这就意味着还有一些重要的 、成长中的出口区 )。 而美国 、欧洲分别占中东出口的 整个大西洋区所占比例也不过 与之相应 ,中东向亚太区的出口占其出口总量的 其中日本 、中国 、印度分别为 中东出口的指向转为东方 ,特别是东亚 —南亚弧形带这一新的消费中心 。 2001 年澳 、新之外的亚太区占世界石油消费的 2011 年增至 此外 ,中东 、拉美的消费量也有明显增加 ,2001 2011 年分别升至 许多研究者注意到 ,随着以页岩油气为代表的非常规油气走向成熟和壮大 ,出现了一个产量可望快速增长的地带 。 它从北美洲西部的页岩油气和沥青砂岩油 (地质上是一个纵贯北美的相当宽的带 )到墨西哥湾丰富的海上油气 (特别是深海 ,石油界有人把深海油气亦引入非常规油气 ), 经委内瑞拉重油带到巴西深海 。 以广为业界认可的 2011 年剩余探明可采储量计 ,南北美占世界的 为中东剩余探明可采储量的 从发展速度看 ,这一地区更令人瞩目 , 除美国油气产量由降转升外 ,依托油砂等非常规油气和大面积陆上及海域的常规油气 ,加拿大可能成为新的能源超
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