水力壓裂法用于開發(fā)頁巖油將提高美國頁巖油產(chǎn)量，不僅助力美國石油工業(yè)復(fù)興，還將進一步改變世界油氣生產(chǎn)重心。

最近，水力壓裂法已經(jīng)改變了美國能源的前景。該技術(shù)在頁巖氣生產(chǎn)中的成功，正在被復(fù)制用于從頁巖地層來生產(chǎn)頁巖油。

新技術(shù)助力頁巖油開發(fā)

國際能源機構(gòu)（IEA）在2012年世界能源展望中預(yù)測，到2020年美國將成為世界上最大的石油生產(chǎn)國，并且到2030年將成為石油凈出口國。

頁巖沉積地的水力壓裂與天然氣生產(chǎn)密切關(guān)聯(lián)，但天然氣和原油大的價格差，已驅(qū)使油氣行業(yè)生產(chǎn)商應(yīng)用水平鉆井、水力壓裂和其他現(xiàn)代提取技術(shù)開發(fā)頁巖油，即殘留于低滲透地質(zhì)構(gòu)造，如頁巖沉積地中所含的原油。

位于美國休斯敦的Vantage Point咨詢公司表示，美國頁巖油產(chǎn)量預(yù)計將從目前的150萬桶/天增長至2025年的280萬~420萬桶/天，然后下降到2040年200萬桶/天；頁巖油產(chǎn)量到2040年將占美國石油總生產(chǎn)量的20%~40%。

來自頁巖提取石油和天然氣的新技術(shù)，從根本上改變了美國石油和天然氣的供應(yīng)前景。美國以及更廣泛的北美，頁巖油和油砂正在推進石油生產(chǎn)量上升，到2015年美國頁巖油生產(chǎn)將達到近350萬桶/天，巴肯和鷹福特將占此產(chǎn)量的近三分之二。

美國頁巖油最富有的生產(chǎn)地點在北達科他州（巴肯）、得克薩斯州（鷹福特）、俄亥俄州和賓夕法尼亞州（馬塞勒斯和尤蒂卡），以及科羅拉多州、堪薩斯州、內(nèi)布拉斯加州和懷俄明州。巴肯地區(qū)的原油產(chǎn)量在2010年和2012年之間已經(jīng)翻了一番以上。

頁巖油改變世界油氣生產(chǎn)重心

美國頁巖油勘探開發(fā)將影響全球油氣資源供需，主要體現(xiàn)在三個方面：一是增加了美國的原油產(chǎn)量；二是提供了全球原油市場上的非歐佩克國家的原油供給；三是改變了世界能源供需版圖。

據(jù)EIA統(tǒng)計，美國2012年上半年原油產(chǎn)量已達860萬桶/天，較2011年的780萬桶/天有較大增幅。目前歐佩克國家有效剩余產(chǎn)能的絕大部分在沙特、科威特、阿聯(lián)酋和卡塔爾4國，其中沙特占60%以上，約250萬桶/天。

成功開發(fā)頁巖油將使北美地區(qū)大幅減少對進口原油的依賴，其產(chǎn)能將使等量的歐佩克供給直接轉(zhuǎn)化為剩余產(chǎn)能。北美頁巖油吸引了許多公司和大量資金投入，直接導(dǎo)致了頁巖氣產(chǎn)量大幅增長和價格的降低。

頁巖油的成功開發(fā)和相對較高的原油價格，使大量資金抽離對當?shù)仨搸r氣的投資，而直接轉(zhuǎn)向頁巖油。美國2012年7月為獲取頁巖油的鉆井數(shù)量約1400口，為2011年同期的兩倍，也是同期為獲取頁巖氣鉆井數(shù)量的兩倍，與2010年前的油氣投資趨勢恰好相反。

頁巖油和頁巖氣商業(yè)化開采導(dǎo)致的世界油氣資源生產(chǎn)重心西移，使美國在全球油氣供應(yīng)體系中的地位進一步提升。美國油氣產(chǎn)量增長、自給率提升，對西亞的能源依賴程度將有所下降，對其戰(zhàn)略重心向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移整體有利；同時將進一步增強其在石油市場的話語權(quán)，有助于全面控制資源市場，經(jīng)濟霸主地位得以鞏固。美國原油、天然氣產(chǎn)量的增長，還將使得歐洲國家對俄羅斯的能源依賴程度有所下降，俄羅斯在全球油氣地緣政治中的地位下降，并可能因此改變其全球油氣資源貿(mào)易流向。

“美國經(jīng)驗”難復(fù)制

BP公司2013年1月發(fā)布的《能源展望2030》報告稱，目前北美的頁巖油資源量約為100億噸，是全球頁巖油資源量最大的地區(qū)；其次是亞太地區(qū)，約為90億噸。頁巖油也是未來全球石油產(chǎn)量增長的主要來源。預(yù)計到2030年，全球石油產(chǎn)量將增長到1610萬桶/天，其中有近一半來自頁巖油，屆時頁巖油將滿足全球5%~9%的需求。不過從不同國家和地區(qū)的頁巖油生產(chǎn)情況來看，2030年前北美仍將保持“一枝獨秀”的局面。預(yù)計到2030年，北美地區(qū)的頁巖油產(chǎn)量將接近3億噸。

目前尚無除美國外的其他國家通過實施水力壓裂和開鉆水平井進行頁巖油的商業(yè)生產(chǎn)。權(quán)威機構(gòu)伍德-麥肯錫預(yù)測，2020年除北美外全球頁巖油產(chǎn)量僅26萬桶/天，2030年為150萬桶/天。

但“美國經(jīng)驗”在非北美地區(qū)無法復(fù)制，主要源于以下兩個原因：從宏觀看，由于缺少非常規(guī)油氣成功開發(fā)的經(jīng)驗，除美國外的大多數(shù)國家在這一領(lǐng)域都缺乏對石油勘探開發(fā)體系、基礎(chǔ)設(shè)施配套乃至整個產(chǎn)業(yè)鏈的系統(tǒng)理解；從微觀看，地質(zhì)條件對現(xiàn)有勘探開發(fā)技術(shù)水平的限制和基礎(chǔ)配套不足等，都制約了頁巖油在全球其他區(qū)域的發(fā)展。

加工頁巖油存在的問題及解決方案

然而，頁巖油原油目前對石油煉制商而言存在獨特的技術(shù)挑戰(zhàn)。根據(jù)貝克休斯公司的介紹，頁巖油原油不像大多數(shù)原油，它往往是輕質(zhì)、低硫原油，高含石蠟和酸度低。

石蠟在頁巖油中擁有重要的相對分子質(zhì)量分布，對下游加工會產(chǎn)生一些主要的潛在問題，由于蠟的沉積，而存在結(jié)垢的潛力。頁巖油原油一般也含有最少的瀝青質(zhì)相，并且有不同量的可過濾固體、硫化氫和硫醇。除了石蠟外，頁巖油也因腐蝕、細菌易生長和不穩(wěn)定的瀝青而帶來一些困難。

除了技術(shù)問題外，要充分利用頁巖油，需要相應(yīng)的運輸物流基礎(chǔ)設(shè)施。目前，現(xiàn)有的石油輸送管道基礎(chǔ)設(shè)施在美國對處理來自頁巖儲藏，尤其是來自巴肯和鷹福特的儲藏大量的原油數(shù)量，是不充分的。這種情況與其他基準原油相比，使頁巖油存在不足。因為來自巴肯和鷹福特頁巖儲藏的頁巖油產(chǎn)量大幅增長，已經(jīng)有人推出非傳統(tǒng)管道的運輸原油工具，如鐵路和駁船。

煉制頁巖油在美國許多地區(qū)已為流行。盡管這些油可作為煉油原料，有可用性和低成本的吸引力，但處理起來被證明具有挑戰(zhàn)性。頁巖油的質(zhì)量具有相當大的變數(shù)。這類油可以擁有高熔點蠟的高含固體，輕的石蠟性質(zhì)可以導(dǎo)致與重質(zhì)原油混合時瀝青質(zhì)的不穩(wěn)定。這些組成因素會使得冷預(yù)熱換熱系列結(jié)垢，脫鹽器也不適應(yīng)，熱預(yù)熱器和加熱爐會結(jié)垢。