页岩油气提供了前所未有的机遇

4月25日

作者:James N. Witte代表未分配的独立文章

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也许“史无前例”是形容北美页岩气成功开发的最佳方式。每周都会有关于页岩气开发进展的新报告。目前估计，2014年国内生产的石油将达到全国需求的70% - 86%。随着国内天然气产量的不断增加，美国很快就可以出口液化天然气，而不是进口。与原油一样，这在10年前是无法预料的，当时美国计划建设44个液化天然气进口设施

水力压裂技术在油气储量丰富的致密页岩地层中创造了空隙，取得了成功。一旦形成，然后用沙子和其他添加剂填充空隙，提供一个多孔结构，以便将产品输送到地面。三维地震分析、精确的水平钻井能力以及井下工具的开发进一步实现了这些地层的快速开发，如图1所示，这些地层位于地表以下10,000英尺处。

图2展示了艺术家对水力压裂过程的描述，其中包括传统的垂直井眼压裂和新的水平钻井过程，在页岩地层中提供了更多的压裂位置和空隙。

最近页岩开发的动机是石油和天然气液体的高市场价值。美国Bakken、Barnett、Eagle Ford、Marcellus和Cline页岩储层的开发已经在这些储层富含石油和液化天然气的部分开始。天然气是作为次要产品生产的，但储量非常丰富。美国天然气协会(American Gas Association)公布了美国100多年的天然气供应估算，其中包括页岩气。

好消息是，这些地层的地质构造是分层的，因此许多页岩储层在当前生产地层之下还有其他未开发的页岩地层。这意味着页岩气和页岩油的开发可以持续几十年。

页岩气的“繁荣”带来了就业机会、各种服务以及对管道、阀门和其他设备的需求等方面的经济效益。对用于液体测量的气体超声波仪和科里奥利仪的需求一直在增加。还需要控制阀、流量限制器、过压保护安全设备、变送器、过程计算机和数据通信设备。一些初创公司正在为运营数据提供安全的网络托管，这样即使是最小的生产运营商也可以密切关注生产。工程公司的日程排得满满的，熟练的技术人员非常抢手，持有商业驾照的人也很抢手。在非技术层面上，当地的加油站以前是一个卖三明治和花生的十字路口小站，现在有了一家餐厅，以迎合页岩开采工人的新人口。因此，在美国，所有社会部门都可以获得经济利益。图3描述了天然气液体的应用和最终用途。

几家机构预测，页岩热潮将带来经济增长。根据普渡大学发表的一项研究，到2035年，页岩油气产量预计将使美国国内生产总值平均每年增长3.5%。该研究继续宣称，这是“美国经济的经济游戏规则改变者”。根据美国天然气联盟[3]的数据，页岩气开发将在2015年增加近87万个新工作岗位。据预测，到2015年，油气行业的资本支出将达到480亿美元。另一份报告称，页岩油生产的综合影响约为每天10亿美元。

化工行业计划从页岩开发中获益，已宣布的97项投资价值717亿美元，用于扩大乙烯、乙烯衍生物、氨、甲醇、丙烯和氯的生产能力。到2020年，预计将创造120万个临时就业岗位和53.7万个长期就业岗位。大部分增加的化工产能将用于出口市场。

目前有25个建设液化天然气(LNG)出口终端的申请正在进行中，这些申请需要美国政府的批准，其中一个终端已经从2015年开始获得政府的LNG出口许可证。图3描绘了Cheniere能源Sabine Pass液化天然气出口设施，该设施将是第一个将液化天然气进口终端转换为出口终端的LNG进口终端。目前，美国还有6个液化天然气进口终端

建设一个液化天然气出口终端可能耗资100亿美元或更多，因此每个终端都是一笔大投资。

一个主要的液化天然气终端扩建包括增加几个阶段的气体压缩，工厂管道的增加，可能建造更多的油箱与整体液位和密度仪器，以及建造额外的系泊和装载臂用于船舶装载。如图4[6]所示，6个压缩和液化装置每天可处理多达30亿立方英尺的天然气。

美国对进口天然气和石油的依赖程度下降，预计也将对未来的全球能源市场产生重大影响。这种影响的全部影响很难估计，但从经济上讲，它可能会带来更稳定的能源市场状况。鉴于克里米亚最近发生的事件，可以肯定的是，随着越来越多的美国液化天然气出口终端申请被提出并被鼓励提出，将会产生地缘政治影响。

美国并不是唯一拥有页岩地层的国家(见图5)，但它是监管最少、市场限制最少、竞争最激烈的国家。竞争和盈利机会推动了页岩气的快速发展。预计在未来几年内，美国将在页岩油生产方面领先世界。

在本地和国际层面，温室气体减排正面临监管压力[7,8]。2013年9月20日，美国环境保护署宣布了减少发电厂碳污染的措施。随着
该声明提出了一项倡议，旨在减少燃煤电厂的碳排放，并将排放限制设置在现有燃煤电厂的可获得值以下。正因为如此，在许多情况下，天然气现在已经成为对气候变化影响最小的燃料。

页岩气的质量是多变的。Marcellus和Haynesville盆地生产的天然气与传统天然气成分相似，很少考虑与现有天然气供应的市场互换性。然而，Eagle Ford和Bakken生产的天然气通过从凝析油储罐中闪蒸气回收而富集，这是液态烃生产的副产品。这种气体可能富含乙烷、丙烷或丁烷，并需要加工以实现市场互换性。加工通常由涡轮膨胀机低温加工完成。在加工厂内，有能力去除丙烷和较重的成分，并选择性地去除乙烷作为液化产品。

表1提供了来自传统气源和巴肯页岩地层的气体的摩尔组成。

美国的页岩气产量已经超过了目前中游天然气加工行业的产能。这为创新的工艺解决方案提供了机会，例如便携式天然气液体撬装装置和与跨国运输管道的混合安排。在某些情况下，特别是在巴肯页岩区块，天然气的燃除一直是生产商想要优化石油产量的解决方案。市场价格决定了这一决定，天然气未来价格约为4.36美元/百万英热单位，石油价格约为99.60美元/桶。

几家炼油厂已经进行了扩建，更多的炼油厂已经宣布用于液态烃生产。针对原油和天然气的出口监管限制并不适用于成品油。炼油商和分馏商可以通过安排出口来最大化他们的利润机会。这反过来又为运输管道公司提供了通过运输石油和天然气液体来参与经济增长的机会。因此，一些公司已经将天然气管道转换为液态烃管道。

新的钢厂正被安排在靠近页岩开发的地方。随着页岩气的繁荣，扩大现有集输网络的钢管订单预计将增加。

国际上对页岩气热潮将持续多久以及全面的经济效应存在一些怀疑，但对于那些参与页岩气生产的美国地区来说;它产生了自20世纪70年代初以来从未见过的经济效益。鼓励页岩开采的州和不鼓励页岩开采的州之间存在显著差异。在某些情况下，繁荣就在州界对面。

对于那些有幸从页岩气扩张中受益的人来说，这是一个好时机。石油和天然气行业的历史充满了由盛转衰的故事，但就目前而言，该行业的形势很好。这一切最终会如何发展，只有时间能告诉我们答案。

参考文献

1)美国能源信息署的互联网资源。

2) Keith Robinson，“页岩油气对经济的长期利好”，2013年10月8日。

3)“页岩气，它对我们的经济意味着什么”，美国天然气联盟，www.ANGA.US。

4)科恩，肯，“每天给美国经济打10亿美元的强心针”，埃克森美孚
《观点》，2012年8月。

5)美国化学委员会，“页岩气、竞争力和新美国化学工业”
《投资:基于已公布项目的分析》，经济统计系
美国化学理事会，2013年5月。

6) Sabine Pass航站楼照片，www.cheniere.com。

7) Ruhl, Christof，“页岩油气的五大全球影响”，能源邮报，2014年1月10日。