美国页岩气开发的成功之道

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美国是页岩气开发技术全球领先、商业化最成功的国家，2011年页岩气产量超过1700亿立方米，占美国整个天然气产量的34%。美国页岩气革命之所以能取得成功，主要由于有开放的竞争环境、优惠的扶持政策、健全的市场监管、完善的基础设施、专业化分工与协作体系，在开采技术上取得了突破。

开放的竞争环境

美国页岩气勘探开发准入门槛低，勘探开发主体多元化。美国具有开放的竞争环境，这促进了许多中小公司参与到页岩气勘探开发中。美国的页岩气勘探开发主要由中小公司推动，在高成本、低回报的压力下，中小型独立油气开发公司的技术革新行动更为快捷，率先取得技术突破和商业化。而大公司在发展长期性和投资能力上更具优势，其后期介入能够将页岩气开发迅速规模化。

美国页岩气产量

美国的页岩气开发正是在中小公司取得技术和产业突破后，大公司通过收购和兼并拥有页岩区块或开采技术的中小公司，或通过与中小公司的合资合作介入页岩气开发，从而在美国页岩气开发形成了大中小企业并存发展的良性竞争格局。美国页岩气开发诞生了切萨皮克、克洛斯提伯能源公等著名的页岩气开发公司。

开采技术的突破

页岩气开采的关键技术包括水平井钻井、水力压裂、随钻测井、钻井地质导向、微地震检测等，通过工厂化的钻井、完井、压裂增产和采油，提高了开发效率。其中的两项主要技术为水平井钻井和分段压裂技术。这些技术的突破，不仅使巨大储量的页岩气突破页岩地层的低渗透变为可流动气而被采出地面，而且拓展了页岩气开采面积和深度，降低了页岩气开采的单位成本。

□ 美国宾夕法尼亚的水力压裂钻井。

在页岩气规模化开采中，“井工厂”理念为技术的核心。“井工厂”是在一个井场钻多口水平井，实施页岩气可重复作业的能源工厂化生产模式，实现综合批量化的工作部署。工厂化流程能够在一个丛式井场上进行多口井的水平井分段压裂工艺，实现了压裂的规模化、裂缝的网络化、作业的工厂化，极大地提高了压裂效率，实现了效益的最大化。

页岩气“水平井钻井＋多段压裂”技术的大规模应用、“井工厂”理念的开发部署，直接推动了页岩气的商业开发。目前美国已掌握了从气藏分析、数据收集和地层评价、钻井、压裂到完井和生产的系统集成技术,也产生了一批国际领先的专业服务公司，如哈里伯顿、斯伦贝谢、贝克休斯等大型专业公司。

专业化分工与协作

在美国页岩气开发的各个环节，由不同的专业公司介入作业。美国油气专业服务公司门类齐全，具有强大的技术优势，自主研发仪器装备，专业化程度高。页岩气水平井钻井、完井、固井和多段压裂等工程，以及测井、实验测试等作业，一般都委托专业技术服务公司。某专业公司在完成本环节相应服务后即可退出，后续工作由下一环节的服务公司接替，从而使不同作业公司形成相互衔接、配套服务的局面。如地震公司在完成地震勘探后，由钻井公司接替进行专业化的钻井作业，之后交由压裂公司进行增产改造。这种专业化井工厂式的作业方式，提高了效率，增加了效益。

由于高度分工，使页岩气开采的单个环节投入小、效率高、作业周期短、资金回收快、资本效率高，吸引了大量投资和民间资本进入页岩气开采领域。

□ 多种因素共同作用使美国页岩气革命获得成功。

水平井分段水力压裂示意图

健全政策措施和完善的基础设施

美国对页岩气开发不断出台优惠的扶持政策，也是页岩气开发得以迅速发展的重要因素。从20世纪70年代开始，美国政府实施了一系列鼓励替代能源发展的税收激励或补贴政策。1978年的《能源税收法案》和1980年的《原油暴利税法》出台替代能源生产的“税收津贴”条款，对1979～1993年钻探的非常规油气，包括2003年之前生产和销售的页岩气和致密气实施税收减免，对油气行业实施5种税收优惠……这些激励政策的实施，大大降低开发成本，吸引了众多中小公司参与，极大地鼓励了中小企业的钻探开发投资，有力地扶持和促进了页岩气的勘探。

美国政府十分重视页岩气勘探开发中的监管问题。凡与页岩气勘探开发相关的管理部门，均在其履行的职责中赋予监管职能，有效的行业监管是美国页岩气开发取得成功的重要因素之一。美国联邦政府以及各个州政府在环境保护方面出台了一系列措施，允许环境保护局依据《安全饮用水法》监督页岩气的开采活动。如颁布《FRAC》法案，要求将水力压裂中使用的化学药剂情况进行披露，以便充分评估其对地下水的影响等。这些措施涵盖了页岩气开发的全过程，从钻井勘探到页岩气生产、废水处理，再到气井的遗弃与封存等，在美国页岩气发展过程中有效地保护了生态环境。健全的市场监管对页岩气的勘探开发起到了保障作用。

美国天然气管网和城市供气网络十分发达，天然气管网总长50多万公里，大大减少了页岩气在开发利用环节的前期投入，降低了市场风险。从1993年开始，美国采取天然气生产和运输两种业务垂直管理模式，将开发商和运输商分离成两个独立的运营实体，并实施不同的政策进行监管，运输商必须对天然气供应商实施无歧视准入。管道运输价格受到监管，而天然气价格则完全放开，有力支持了页岩气开发的商品化。完善的基础设施对页岩气的开发起到了支撑作用。

总之，美国页岩气的快速发展靠的是开放的市场机制，靠的是竞争带来的技术创新。政策的扶持和政府部门有效监管、完善的基础设施、专业化的技术服务起到了重要支持作用。这些因素的共同作用带来了美国页岩气革命的成功。