頁岩氣是什麼能源？

01-05

頁岩氣是如何形成？如何利用的？

頁岩氣是指主體位於暗色泥頁岩或高碳泥頁岩中，以吸附或遊離狀態為主要存在方式的天然氣聚

集。從某種意義來說，頁岩氣藏的形成是天然氣在源岩中大規模滯留的結果，由於儲集條件特殊，天然氣在其中以多種相態存在。

頁岩氣的形成可以分為三個階段：

第一階段是頁岩氣成藏階段。天然氣在頁岩中的生成、吸附與溶解逃離，具有與煤層氣成藏大致相同的機理過程。在天然氣的最初生成階段，主要由生物作用所產生的天然氣首先滿足有機質和岩石顆粒表面吸附的需要，當吸附氣量與溶解的逃逸氣量達到飽和時，富裕的天然氣則以遊離相或溶解相進行運移逃散，條件適宜時可為水溶氣藏的形成提供豐富氣源。此時所形成的頁岩氣藏分布限於頁岩內部且以吸附狀態為主要賦存方式，總體含氣量有限。
第二階段是根緣氣成藏階段。在熱裂解氣大量生成過程中，高密度的有機母質轉換成較低密度的天然氣。在相對密閉的系統中，物質密度的變小導致了體積的膨脹和壓力的提高，天然氣的大量生成作用使原有的地層壓力得到不斷提高，從而產生原始的高異常地層壓力，即「高壓鍋」原理。由於壓力的升高作用，頁岩內部沿應力集中面、岩性接觸過渡面或脆性薄弱面產生裂縫，天然氣聚集其中則易於形成以遊離相為主的工業性頁岩氣藏，天然氣原地或就近分布。在該階段，遊離相的天然氣以裂隙聚集為主，頁岩地層的平均含氣量丰度達到較高水平。
第三階段是常規圈閉氣成藏階段。隨著更多天然氣源源不斷地生成，越來越多的遊離相天然氣無法全部保留於頁岩內部，從而產生以生烴膨脹作用為基本動力的天然氣「逃逸」作用。在通常情況下，與頁岩間互出現的儲層主要為粉-細砂岩類，具有低孔低滲特點，它限定了天然氣的運移方式為活塞式排水特點，這種氣水排驅方式從頁岩開始，從而在頁岩邊緣以活塞式推進方式產生根緣氣聚集。此時的天然氣聚集已經超越了頁岩本身，表現為無邊、底水和浮力作用發生的地層含氣特點。因此從整套頁岩層系考察，不論是頁岩地層本身還是薄互層分布的砂岩儲層，均表現為普遍的飽含氣性(圖 1 ③) 。若地層中的砂岩含量逐漸增多並逐步轉變為以緻密砂岩為主，則頁岩氣藏逐漸改變為根緣氣藏(圖 1 ②) 。如果生氣量繼續增加，則天然氣分布圍進一步擴大，直到遇常規儲層或輸導通道後，天然氣受浮力作用而進行置換式運移，從而導致常規圈閉氣藏的大範圍出現(圖 1 ③) 。

我國頁岩氣開發存在的問題（現在，利用還談不上）：

技術問題：頁岩氣藏物性差，滲透率極低，開發技術要求高，難度大。而且我國頁岩氣普遍埋藏較深，進一步增加了開發難度。例如四川盆地下寒武統頁岩氣層埋深2000 ~3500米，而美國五大頁岩系統埋深在800 ~2600米。目前，我國尚缺乏商業開發頁岩氣的核心技術體系，尤其是長距離多分支水平井超緻密儲層分段壓裂改造技術等，直接制約了頁岩氣的開發。
政策問題：頁岩氣屬於非常規低品位天然氣資源，開發投資較大，風險大，需要積極有效的政策支持。目前，我國缺乏鼓勵開發包括頁岩氣在內的低品位油氣資源的政策體系。
管理體制問題。我國現有的油氣資源管理體制不適應頁岩氣開發的實際需要，特別是在區塊礦權設置上，過分壟斷的體制也制約了頁岩氣開發。從長遠看，我國現行的天然氣價格體制機制和上下游協調發展問題不利於頁岩氣的開發。
基礎性調查評價工作滯後。美國開展了大量頁岩氣基礎性工作，包括資源評價、基礎研究等，這在很大程度上促進了本國頁岩氣的開發。我國基礎性頁岩氣資源調查和評價工作比較缺乏，明顯滯後於頁岩氣開發的實際需要，以至於對全國頁岩氣資源潛力及分布特徵尚不清楚，這在一定程度上制約了頁岩氣資源的開發。

參考資料：

國家能源局：頁岩氣發展規劃（2011-2015年）
郭宏等. 有效開發中國頁岩氣. 天然氣工業, 2010, 30(12): 110-113.
張金川等. 中國頁岩氣資源勘探潛力. 天然氣工業, 2008, 28(6): 136-140.
張金川等. 頁岩氣成藏機理和分布. 天然氣工業, 2004, 24(7): 15-18.

關於頁岩氣的形成 @楊凱光已經介紹得很詳細，這裡就補充一些自己了解的，有不對的地方請指正。

【頁岩氣的定義和應用】

1.頁岩氣的定義

2012年國家發改委、財政部、國土部、能源局共同發布的《頁岩氣發展規劃《2011～2015年》明確，頁岩氣是指賦存於富有機質泥頁岩及其夾層中，以吸附或遊離狀態為主要存在方式的非常規天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔、高效能源。

2.頁岩氣的應用價值

頁岩氣是從頁岩層中開採出來的天然氣，其成份和用途與常規天然氣相同，是常規天然氣的替代品。

頁岩氣可替代煤用於工廠採暖、生產用鍋爐、熱電廠燃氣輪機鍋爐、發電、居民生活用燃料、化工工業等，還可替代汽車用油等。但其二氧化碳和氮氧化物的排放僅為煤炭的50%和20%左右，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質，造成的環境污染和溫室效應較低。

3.頁岩氣與常規天然氣的區別

頁岩氣是一種非常規天然氣，和常規天然氣實際上是相同的物質。但它們氣藏的地質特徵和成藏機理不同。

頁岩氣和常規天然氣開採方式不同。常規天然氣通常通過常規的鑽井方式開採，開採時一般採用自噴方式。非常規天然氣採用傳統開採技術一般不能獲得經濟產量，必須採用一系列新技術進行儲層改造才能實現有效的開採。如需要打叢式井、水平井，採用壓裂技術等。

頁岩氣開採成本比常規天然氣高。頁岩氣採收率比常規天然氣低，常規天然氣採收率在60%以上，而頁岩氣僅為5%～20%，據國內專家測算，我國頁岩氣開採成本為1.24～2.68元/立方米，而常規天然氣每立方米開採成本在1元以內。

【國內頁岩氣開發及規劃情況】

1.資源概況

我國富有機質頁岩分布廣泛。南方地區、華北地區和新疆塔里木盆地等海相頁岩；華北地區、準噶爾盆地、吐哈盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地和松遼盆地等陸相頁岩，具備頁岩氣成藏條件，資源潛力較大。

2012年3月，國土資源部公布的評估數據顯示，全國頁岩氣地質資源量134.4萬億立方米（不含青藏區），約是常規天然氣地質資源量的2倍；頁岩氣可采資源量25.08萬億立方米。

根據《中國頁岩氣資源調查報告(2014)》，截至2014年底，中國已探明頁岩氣地質儲量1067.5億立方米。

2.開發概況

目前國內頁岩氣勘探已經在四川、鄂爾多斯盆地的長寧、威遠、昭通、涪陵、延長等地取得重要突破。在重慶涪陵焦石壩建成首個規模化開發的頁岩氣田。截至2014年年底，全國共建成32億立方米/年的產能。其中，中石化在重慶涪陵區塊建成了年產25億立方米的頁岩氣產能；中石油在威遠、長寧和昭通建成年產7億立方米的頁岩氣產能。2014年，全國頁岩氣總產量為13億立方米。

3.發展規劃

2012年發布的《頁岩氣發展規劃(2011～2015年)》中制定了「十二五」期間我國對頁岩氣的勘探、開發戰略，計劃在全國建立 19 個頁岩氣勘探開發區;並提出2015年實現頁岩氣產量65億立方米，2020年產量力爭實現600～1000億立方米。但2014年6月23日，國家能源局局長在全國「十三五」能源規劃工作會議上對《規劃》的展望進行了修正，提出2020年我國頁岩氣產量為300億立米方。

【我國頁岩氣開發面臨的主要問題】

1. 技術尚不成熟

頁岩氣開採的關鍵技術主要包括水力壓裂、地質導向鑽井、微地震檢測等，對技術的要求很高。但目前我國只是初步掌握了水平井鑽井、分段壓裂等技術，缺乏成套技術和設備設計和製造能力，尚未形成頁岩氣開發關鍵技術體系，離規模化開發還有很長一段路要走。

2. 開採難度大

中國頁岩氣藏的儲層與美國相比有所差異。如美國的頁岩氣層深度在800～2600米，我國四川盆地的頁岩氣層深度在 2000～3500米，開採難度更大。

我國頁岩氣的開採條件和其它先進國家有明顯差別。中國南方頁岩氣有利區多位於丘陵低山地區，像長寧、威遠等，這些地區耕地肥沃，交通和水源有限，且人口相對稠密，因此井場選擇受限，鑽前工程量大，費用高。

3. 環境風險大

用於頁岩氣開採的關鍵技術「水力壓裂開採技術」受到世界範圍的質疑。採用壓裂法，每次液壓破碎需要數百萬噸水，水中添加的化學物質將對地下水產生污染。有專家指出，向頁岩層大量注水，可能促使深層岩石滑動，引發地震。許多歐洲國家已經立法禁止在本國使用水力壓裂技術。但目前如果沒有這項技術，頁岩氣的開採難以實現。

4. 效益不明顯

中國頁岩氣地質背景複雜，南方的自然地理特點使得土地徵用成本高、地震風險高、鑽前工作投入大。同時氣藏較深，使得鑽井、壓裂等作業成本高。高投入、高技術要求，產量不穩定的頁岩氣工程短期內可能看不到收益，投資風險大。

5. 體制不健全

我國頁岩氣領域相關法律法規的空白制約了我國頁岩氣發展，相關部門正在進行頁岩氣資源管理的法制建設，以填補頁岩氣勘探開採等相關技術規範和標準的空白。

頁岩氣就是天然氣的一種，是從分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁岩地層中開採出來的。是一種非常規的天然氣。只要開採收集出來就跟現在的天然氣一樣利用。

頁岩氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特徵，氣流的阻力比常規天然氣大，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開採出來，而我國至今還沒有形成成熟的技術。而且它採收率只有5%—60%。也就是說在一搬的情況下採收率很低，由於中國技術不成熟，以及這種天然氣跟地質分布也有關係，所以頁岩氣在中國發展前景還很不明朗。美國的技術比較成熟，研究頁岩氣已經有一定的成效，而且正在和中國合作推動四川盆地的頁岩氣發展。

作為一種藏量豐富、開採周期長的新型能源，頁岩氣備受能源界矚目。

至於它是如何形成的，有點複雜的地質知識我不太懂。

頁岩氣可以認為是一種存儲條件差、品位低的天然氣。以前由於能源價格和技術水平的限制，不值得開採。由於儲量巨大，加之高品位天然氣不足，頁岩氣現在已經有了商業化開採。

百度百科有獨立詞條，很詳細。

http://baike.baidu.com/view/2236850.htm

維基百科也有

http://en.wikipedia.org/wiki/Shale_gas

1、http://www.cn.slb.com/uploads/journal/Autumn%202011/03_shale_gas.pdf

2、http://www.cn.slb.com/uploads/journal/Autumn%202011/04_sh_gas_revol.pdf

3、http://www.cn.slb.com/uploads/journal/Autumn%202006/producing_gas.pdf

作為一個石油工作者，看到以上的答案，以上很多都是正確的，包括頁岩氣的生成，存儲，運移等等。但是關於我國對於頁岩氣的研究說利用談不上是錯誤的。如果你去過重慶涪陵礁石壩，那裡正在頁岩氣會戰，累計產量已經達到10億立方米了，基本集齊了全國各大油田的力量，作為南方海相沉積的新發現，涪陵頁岩氣田肯定會在5-10年內給國內能源行業帶來新面貌。

開採頁岩氣基本上屬於勞民傷財……破壞生態平衡……費力不討好……的工作！美國頁岩氣革命的所謂成功其實是騙人的……！

王洪成？不是詐騙犯嗎？

燃氣，天然氣，開發難度較大，和油母頁岩中儲油方式類似……

頁岩氣，是從頁岩層中開採出來的天然氣，是一種重要的非常規天然氣資源。頁岩氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁岩烴源岩地層中。較常規天然氣相比，頁岩氣開發具有開採壽命長和生產周期長的優點，大部分產氣頁岩分布範圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁岩氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。

在美國已經推廣了近十年的頁岩氣...其技術的核心....，據我們所知:這應該是我們中國人最偉大的發明創造...？也就是我們國家的王洪成先生的水變油...！這個技術不停的改進...在美國工業化的推廣與普及，當然是我們奧巴馬老弟最偉大的功勞？

最開心的是:我們俄羅斯的普京同志在這個問題上不知為什麼..曾經大肆的嘲笑過我們那一個可愛的奧巴馬老弟...？當年普京的認識...我們認為是多麼的幼稚...? 是多麼的錯誤.......？我們可以預料..今後我們的普京同志將走上一條什麼的道路... ？遭罪的肯定又是我們俄羅斯的老百姓...？

經過我們長時間的分析..我們認為...不要以為有了豐富的資源就可以地大物博的亮出他那可笑的肌肉...？怎麼樣...！紅樓夢裡的那一句話:大有大的難處....？治國嘛..主要依靠的是腦花，不是那一身漂亮的肌肉..和那一個又一個大大的拳頭！再說一句話...小心駛得萬年船.....？哎...！不知己..不知彼...獨斷專行..這樣的政府很可能要被自己的人民所唾棄..？

依靠倒賣石化資源立國的政府基本上就是一個危險的政府....！一個錯誤的政府...！一個沒有什麼前途的政府...！

我們以為: 我們普京總統的智庫基本上是有點問題的...？與奧巴馬的那一個團伙...簡直就是不能相比的...！

嗯...在新能源這個問題上我們也應該有一種深刻檢討的態度....？我們希望最近的能源工作會議不要把結論想得太好....？

這裡我們要慎重的告訴大家....中國人的一句話..很多的時候不要去..望文生義..！一般的頁岩氣是我們大家都知道的一種不能上檔次的石化燃料..，.而美國的這種現代化的頁岩氣是經過了一種他們特別創新的科學技術並不停的改進了的特別的新型的燃料..其方法是嚴格的保密，.她的價格離奇的低廉....，基本上是沒有什麼成本的...？.這種改進就有著我們中國人大大的功勞...!....可惜了..！這個功勞簿上肯定不會有我們中國人的名字.....？所以說我們的奧巴馬老弟比我們的普京先生陰險狡猾得多了去吧...！美國的這種新的能源基本上就是用水做的..！現在他們的這種高科技的工作已經進行了近十年的時間並投入了巨額的資金..有了200多萬專家的參與..他們的這種科研與他們積極的面對我們全世界積極的推廣...！可想而知..我們今天的普京先生知道以後..應該是一個什麼的心情...政治家笑臉的背後..我想大多都是..自己的痛苦萬分...？希望我們的政治家要搞懂什麼叫..真正的民主！

在能源這個問題上..全世界的幾百個國家..好像我們當年的春秋戰國...搞得不好又有人要去跳汨羅江...？你說頁岩氣是一種什麼的能源？什麼的氣？其實..我們一點都不生氣 ......？