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美國是頁巖氣開發(fā)技術全球領先、商業(yè)化最成功的國家，2011年頁巖氣產量超過1700億立方米，占美國整個天然氣產量的34%。美國頁巖氣革命之所以能取得成功，主要由于有開放的競爭環(huán)境、優(yōu)惠的扶持政策、健全的市場監(jiān)管、完善的基礎設施、專業(yè)化分工與協(xié)作體系，在開采技術上取得了突破。

開放的競爭環(huán)境

美國頁巖氣勘探開發(fā)準入門檻低，勘探開發(fā)主體多元化。美國具有開放的競爭環(huán)境，這促進了許多中小公司參與到頁巖氣勘探開發(fā)中。美國的頁巖氣勘探開發(fā)主要由中小公司推動，在高成本、低回報的壓力下，中小型獨立油氣開發(fā)公司的技術革新行動更為快捷，率先取得技術突破和商業(yè)化。而大公司在發(fā)展長期性和投資能力上更具優(yōu)勢，其后期介入能夠將頁巖氣開發(fā)迅速規(guī)模化。

美國頁巖氣產量

美國的頁巖氣開發(fā)正是在中小公司取得技術和產業(yè)突破后，大公司通過收購和兼并擁有頁巖區(qū)塊或開采技術的中小公司，或通過與中小公司的合資合作介入頁巖氣開發(fā)，從而在美國頁巖氣開發(fā)形成了大中小企業(yè)并存發(fā)展的良性競爭格局。美國頁巖氣開發(fā)誕生了切薩皮克、克洛斯提伯能源公等著名的頁巖氣開發(fā)公司。

開采技術的突破

頁巖氣開采的關鍵技術包括水平井鉆井、水力壓裂、隨鉆測井、鉆井地質導向、微地震檢測等，通過工廠化的鉆井、完井、壓裂增產和采油，提高了開發(fā)效率。其中的兩項主要技術為水平井鉆井和分段壓裂技術。這些技術的突破，不僅使巨大儲量的頁巖氣突破頁巖地層的低滲透變?yōu)榭闪鲃託舛徊沙龅孛?，而且拓展了頁巖氣開采面積和深度，降低了頁巖氣開采的單位成本。

□ 美國賓夕法尼亞的水力壓裂鉆井。

在頁巖氣規(guī)?；_采中，“井工廠”理念為技術的核心?！熬S”是在一個井場鉆多口水平井，實施頁巖氣可重復作業(yè)的能源工廠化生產模式，實現(xiàn)綜合批量化的工作部署。工廠化流程能夠在一個叢式井場上進行多口井的水平井分段壓裂工藝，實現(xiàn)了壓裂的規(guī)?；⒘芽p的網絡化、作業(yè)的工廠化，極大地提高了壓裂效率，實現(xiàn)了效益的最大化。

頁巖氣“水平井鉆井＋多段壓裂”技術的大規(guī)模應用、“井工廠”理念的開發(fā)部署，直接推動了頁巖氣的商業(yè)開發(fā)。目前美國已掌握了從氣藏分析、數(shù)據(jù)收集和地層評價、鉆井、壓裂到完井和生產的系統(tǒng)集成技術,也產生了一批國際領先的專業(yè)服務公司，如哈里伯頓、斯倫貝謝、貝克休斯等大型專業(yè)公司。

專業(yè)化分工與協(xié)作

在美國頁巖氣開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，由不同的專業(yè)公司介入作業(yè)。美國油氣專業(yè)服務公司門類齊全，具有強大的技術優(yōu)勢，自主研發(fā)儀器裝備，專業(yè)化程度高。頁巖氣水平井鉆井、完井、固井和多段壓裂等工程，以及測井、實驗測試等作業(yè)，一般都委托專業(yè)技術服務公司。某專業(yè)公司在完成本環(huán)節(jié)相應服務后即可退出，后續(xù)工作由下一環(huán)節(jié)的服務公司接替，從而使不同作業(yè)公司形成相互銜接、配套服務的局面。如地震公司在完成地震勘探后，由鉆井公司接替進行專業(yè)化的鉆井作業(yè)，之后交由壓裂公司進行增產改造。這種專業(yè)化井工廠式的作業(yè)方式，提高了效率，增加了效益。

由于高度分工，使頁巖氣開采的單個環(huán)節(jié)投入小、效率高、作業(yè)周期短、資金回收快、資本效率高，吸引了大量投資和民間資本進入頁巖氣開采領域。

□ 多種因素共同作用使美國頁巖氣革命獲得成功。

水平井分段水力壓裂示意圖

健全政策措施和完善的基礎設施

美國對頁巖氣開發(fā)不斷出臺優(yōu)惠的扶持政策，也是頁巖氣開發(fā)得以迅速發(fā)展的重要因素。從20世紀70年代開始，美國政府實施了一系列鼓勵替代能源發(fā)展的稅收激勵或補貼政策。1978年的《能源稅收法案》和1980年的《原油暴利稅法》出臺替代能源生產的“稅收津貼”條款，對1979～1993年鉆探的非常規(guī)油氣，包括2003年之前生產和銷售的頁巖氣和致密氣實施稅收減免，對油氣行業(yè)實施5種稅收優(yōu)惠……這些激勵政策的實施，大大降低開發(fā)成本，吸引了眾多中小公司參與，極大地鼓勵了中小企業(yè)的鉆探開發(fā)投資，有力地扶持和促進了頁巖氣的勘探。

美國政府十分重視頁巖氣勘探開發(fā)中的監(jiān)管問題。凡與頁巖氣勘探開發(fā)相關的管理部門，均在其履行的職責中賦予監(jiān)管職能，有效的行業(yè)監(jiān)管是美國頁巖氣開發(fā)取得成功的重要因素之一。美國聯(lián)邦政府以及各個州政府在環(huán)境保護方面出臺了一系列措施，允許環(huán)境保護局依據(jù)《安全飲用水法》監(jiān)督頁巖氣的開采活動。如頒布《FRAC》法案，要求將水力壓裂中使用的化學藥劑情況進行披露，以便充分評估其對地下水的影響等。這些措施涵蓋了頁巖氣開發(fā)的全過程，從鉆井勘探到頁巖氣生產、廢水處理，再到氣井的遺棄與封存等，在美國頁巖氣發(fā)展過程中有效地保護了生態(tài)環(huán)境。健全的市場監(jiān)管對頁巖氣的勘探開發(fā)起到了保障作用。

美國天然氣管網和城市供氣網絡十分發(fā)達，天然氣管網總長50多萬公里，大大減少了頁巖氣在開發(fā)利用環(huán)節(jié)的前期投入，降低了市場風險。從1993年開始，美國采取天然氣生產和運輸兩種業(yè)務垂直管理模式，將開發(fā)商和運輸商分離成兩個獨立的運營實體，并實施不同的政策進行監(jiān)管，運輸商必須對天然氣供應商實施無歧視準入。管道運輸價格受到監(jiān)管，而天然氣價格則完全放開，有力支持了頁巖氣開發(fā)的商品化。完善的基礎設施對頁巖氣的開發(fā)起到了支撐作用。

總之，美國頁巖氣的快速發(fā)展靠的是開放的市場機制，靠的是競爭帶來的技術創(chuàng)新。政策的扶持和政府部門有效監(jiān)管、完善的基礎設施、專業(yè)化的技術服務起到了重要支持作用。這些因素的共同作用帶來了美國頁巖氣革命的成功。