主题：【原创】从页岩气聊起（0） -- 奔波儿
家园 【原创】（3）江湖必杀技之二鬼拍门 1973年10月6日，萨拉特大手一挥，埃及军队搭乘冲锋舟迅速突破苏伊士运河，登上了丧失敌手六年之久的西奈半岛，第四次中东战争（即“赎罪日战争”）打响了，随后石油输出国组织（OPEC）为打击以色列及其黑后台即以美英为首的西方国家，宣布石油禁运，暂停出口，第一次石油危机也随之引爆。数天之内，油价涨到了13美元一桶，而以前只需要一个零头，也就是3个刀乐儿，低油价的时代一去不复返，欧美发达国家在此重压之下阵脚大乱，经济出现严重衰退，当年美国的GDP下降4.7%，欧洲整体下降2.5%，小日本子摔得最狠，跌了7%。
外链图片需谨慎，可能会被源头改山姆大叔这时才真正醒悟过来，这个油管子气袋子不能控制在阿拉伯大叔手中。怎么办？咱不是有页岩气嘛，似乎还挺多的，就是开采成本高点儿，但等油气价格真涨到天边了，这点成本不也就不高了嘛，那就先研究研究吧。1976年，在美国能源部和工业界的天然气研究所（Gas Research Institute）主持下，“东部天然气页岩项目（Eastern Gas Shales Project）”这一研究计划正式开展，研究经费则是由美国联邦能源监督管理委员会（Federal Energy Regulatory Commission）负责提供，研究目的是对美国东部即阿巴拉契亚山一带的浅层泥盆纪页岩气进行商业性开采。1980年，美国政府又通过了《1980能源法案（1980 Energy Act）》，为页岩气研究开发项目提供政策扶持和税收等方面的优惠。
在美国政府的大力扶持和石油工业界的协同努力下，为页岩气开发带来革命性突破的两项技术问世，一项就是水力劈裂（Hydraulic Fracturing），另一项是水平钻井（Horizontal Drilling），这两项技术就是页岩气工业界的必杀技，江湖人称“二鬼拍门”。
外链图片需谨慎，可能会被源头改所谓“水力劈裂”（又称“水力压裂”），即向岩层打钻，用水泵将高压水流注入进去，使岩石产生破裂，这样在原来结构细密的页岩中就形成了天然气上涌的人工通道。另外，一般钻井都是垂直朝下的，可页岩岩层厚度是有限的，垂直下钻，意味着接触面非常有限。如果让钻头拐弯，比如说沿着岩层的产状走，这样不就能保证凡页岩所在之处，高压水流均能光顾。有了这两份陪嫁，“页岩气”这位待字闺中久矣的老姑娘该可以出阁了吧？
其实，早在1947年，就有人提出来“Horizontal Slickwater Fracking（水平油水劈裂）”技术，但限于当时各种技术条件尚不成熟，结果不了了之。一直到了1991年，在能源部的资金扶持下，米切尔能源（Mitchell Energy）公司首次在德克萨斯州北部的巴尼特页岩（Barnett Shale）区打出第一口水平钻探气井。1998年，米切尔能源公司又研发出了“Slick-Water Fracturing（油水劈裂）”，即用加入砂、润滑剂以及其它化学添加剂的油水（Slick-Water）代替水，进行劈裂。有了该技术，商业规模的页岩气开发从此才真正大行于天下。
外链图片需谨慎，可能会被源头改从上图可以看出，无论是从钻井数量还是产量上，水平钻探已经成为页岩气开发的主流。下图则为2009年在达拉斯附近的页岩气井分布图，红点为水平井，黑点为传统的竖井。
外链图片需谨慎，可能会被源头改2000年，美国的页岩气开采量仅为84亿立方米，而到了2010年则为1359亿立方米，占当年全国天然气产量的21%。根据美国能源信息局（EIA）的资料，全美的页岩气预计储量约为24.4万亿立方米。
（注：关于页岩气相关专业名词解释，请参阅http://shalegaswiki.com）
通宝推：鹦鹉螺,
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 这美国人坐在黄石火山上，还真是虱子多了不咬啊 看那些红点，居然密密麻麻打这么多井，把地下的岩石就这么弄成碎片，难道一点也不担心未来吗？还是真的因为有黄石火山这么个大炸弹，所以别的一切就都无所谓了？
家园 地球的岩石圈越来越冷，你看世界上还有几处火山？ 火山都在哪里？都在板块边缘处。
黄石公园在美国北美板块中间，可能受到大西洋板块和太平洋板块的挤压。但目前的地质条件同远古时代相比已经大大地不同了，没有再次爆发火山的条件了。
用亿万年前的地质条件来揣摸现今的地质变动是不可以的。
“萧瑟秋风今又是，换了人间”。
家园 说到页岩气的历史，不能不说煤层气 在某种意义上，煤层气（Coalbed Methane， CBM）开发是页岩气开发的前传：吸附机理相同，双孔隙结构模型，都属于非传统天然气，很多煤层气需要定向井技术开发）。很多页岩岩心分析技术，特别是含气量分析技术，是同煤层气技术一脉相承的。
煤层气开发，GRI（Gas Research Institute，现在被并入GTI，Gas Technology Institute）做了很多开拓性的研究工作，为工业界提供了标准和规范。美国煤层气开发已经过了高峰期，处于平台或者下降期了。有意思的是，煤层气开发，基本是美国一枝独秀，其它有成功商业开发经验的也就是澳大利亚，剩下其它国家基本没有形成大规模产业，包括煤储量丰富，煤层气开发行动很早的中国（这里面的问题就多了）。
家园 顶一下知识贴。 家园 同行啊 等着续集。写的不错。
家园 【原创】（2）哈特先生刨的坑 先穿越一把，让我们回到1821年（也有说1825年）夏天的一个下午，地点是一个名为“弗里多尼亚（Fredonia）”的小村子，村子离大湖区的小四---伊利湖（Lake Erie）不远，“加拿大路（Canadaway）”这条小溪从村边缓缓流过，一位名叫威廉·哈特（William Hart）的汉子正在溪边的空地上刨坑呢。
“哥们儿，要不要搭把手啊？”
“不用，这点活儿，俺一个人就干了。”但见哈特先生手持一把铲子，上下翻飞，刨出了八米来深的一口坑来，然后栽上一根中间掏空的木头，缝隙用焦油和破布塞上，再接上个笼头，哈特先生一手创建的“弗里多尼亚煤气照明公司（Fredonia Gas Light Company）”就这样哇哇坠地。他的顾客只有三位，两家小商店和一家磨坊，用他提供的天然气照明，管道也是接在一起的木头管子。可别小看这个迷你公司，它被西方石油工业界推崇为现代天然气工业的鼻祖，而弗里多尼亚也因此以天然气工业的诞生地自居，在该市的市政府大印上就有一盏煤气灯。
外链图片需谨慎，可能会被源头改在这里，请大家不要忘记，在同时代的中国四川自贡，早已是井架如林，几十、几百米的气井数不胜数，而在十几年后的1835年，世界第一口超千米深井——燊海井（1001.42米）在自贡凿成。
哈特的这口井所生产的就是页岩气，埋藏虽浅，出气也少，但因为客户需求量有限，勉强够用。但随着工业化革命的进程，煤气开始逐渐走进北美和西方的大小城市，需求量越来越大，而在美国的宾夕法尼亚州、加利福尼亚州和得克萨斯州、俄国巴库以及中东地区先后发现了更大规模的油气田，这种小规模的开采方式也就渐渐被淘汰，页岩气也暂时隐入了历史。
页岩本身是一种优良的烃源岩和储集岩，早已成为优质油气藏的标志之一，有的油页岩甚至可以直接拿来烧。
外链图片需谨慎，可能会被源头改但是，页岩的渗透率（permeability）比较低，天然气一旦进入了页岩中以后，就不愿意动弹了，要想把它开采出来，总不能就那么插个管子，等它慢慢往外挤牙膏。怎么办呢？上压力啊，把气给挤出来不就行了。可怎么上呢？如果加压花的钱，比卖气得的钱还多，估计也没人愿意干。
用“Gas Industry”咨询了一下维基大师，结果给俺转到了“Flatulence”，嘛意思？有中文词条，点上去一看，原来是个“屁”。嗯，这个词条的确和压力以及气有关，但天然气的主要成份是甲烷，而这个“屁”呢？99%的成分属于无味的氧气、氮气，还有甲烷。中文词条上还附上了一张日本鬼子的浮世绘，名曰《屁合战》，把这个含甲烷的东东可谓发扬光大到了极致。
外链图片需谨慎，可能会被源头改（欲看清晰图片者，请自点该(少儿不宜之)链接，）
本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)家园 19世纪自贡的深气井是怎么开出来的呢？ 是人工挖的？1000米人工开挖，那也太厉害了。井口有多大的直径？井壁如何加固？非常好奇。
家园 四川卓筒井已经有900多年历史了 四川自贡的井实际上是为了抽取卤水得到井盐，气是打卤水过程中的副产品，正好烧气熬盐，不过不是每口井都有气的。这个气是什么气要奔波儿来判断了，但再怎么样也比弗里多尼亚早多了。
早在宋代自贡地区就有百米深的盐井了，其钻探工具很简单，用竹子为“钻杆”，系上铁制圜刃，手持向下钻进，边钻边通过竹筒注水，一点一点穿入土石之中，直到盐卤涌出。苏轼在《东坡志林》中有明确记载，碗口大小的井口，可深入数十丈。
这工作原理与现代石油开采相同。或者说，是现代石油钻井借鉴了井盐开采技术。
这些盐井直径都很小，一个脸盆就能把井口盖上——为了躲避抓私盐的官兵。明代宋应星在《天工开物》中既赞叹了卓筒井高超的技术，又感叹因为这种技术使得“川滇盐井，逃课掩盖者易，不可穷诘”。
井盐现在已经没有市场竞争力，自贡也只保留几口盐井开发旅游业了。但在抗战期间，沿海沦陷，鬼子封锁了海盐的供应，自贡大打盐井，高峰期有万口之多，保障了中国的食盐供给，为抗战做出了巨大的贡献。
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