二、页岩气革命的发展轨迹
天然气资源分为常规和非常规两种。常规天然气实质上是包含在单一地下矿藏中,能够用传统的油气生成理论(干酪根晚期生烃理论)解释的天然气;非常规天然气指那些难以用传统石油地质理论解释,在地下的赋存状态和聚集方式与常规天然气具有明显差异的天然气,目前已进行工业规模开采的主要包括页岩气、致密气和煤层气。国际能源署指出,常规与非常规油气资源的界限会随着技术的变化而变化。狭义的“页岩气革命”是指相关开采技术的突破与创新引发页岩气产量剧增,并改变人类能源消费结构,而广义的“页岩气革命”还包括该技术突破所引发的全球非常规油气开采热潮(包括天然气和石油),这将彻底改变传统的能源版图和供需结构(董春岭,2014)。
美国是最早进行页岩气研究和开采的国家。北美最早的页岩气井于1821年在美国东部纽约州开发(张大权等,2015)。1926年,阿帕拉契亚盆地成功实现了页岩气的商业开发。20世纪70年代中期,美国页岩气步入规模化发展阶段(曾少军等,2013)。美国米切尔能源公司从1981年开始在巴涅特页岩进行液体压裂开采,并于1991年和美国政府合作进行水平钻探和压裂技术等新技术的开发和应用。1998年该公司水力压裂工程师施泰因斯贝格尔发明了“润滑水压裂法”,大大提高了页岩气产量。21世纪初随着水平钻井技术和3D地质成像技术的成熟,页岩气开采的效率得到了进一步提升(Zuckerman,2013)。这一系列的技术创新,来源于美国石油天然气领域的8000家企业。由于大型跨国油气公司早已把战略重点转移到利润丰厚的海外,美国天然气产量的85%是由中小公司生产的,而市场化的商业环境和激烈的竞争促使众多中小企业不断进行技术创新,这成为美国页岩气开采技术快速发展的主要推动力。页岩气技术成熟后,油气巨头们纷纷重返美国(潜旭明,2014)。由于中小型独立油气开发商在技术革新行动上更灵活和大胆,而大公司在长期性和财务上更稳健和强大,因此,在当时出现了许多中小公司取得技术和产业突破,大公司对中小公司进行收购和注资的现象。这极大地整合了资源,丰富和完善了产业链,促进了美国页岩气产业的快速发展(曾少军等,2013)。直到2009年,美国取代俄罗斯,成为全球第一大天然气生产国(张恒龙等,2014;张大权等,2015)。2012年,奥巴马在国情咨文中指出,“美国政府将采取一切可能的措施,安全地开发页岩气”(Obama,2012)。紧接着,在两年后的国情咨文中,奥巴马正式提出了“以继续增加天然气供应为主、发展低碳经济”的战略(Obama,2014)。特朗普则在多个场合表示美国将努力加大对自身油气资源的开采力度,取消对页岩气在开采、使用方面的限制。随着能源自给率的不断提高,美国有望在2030年前实现“能源独立”(武正弯,2014)。世界油气中心正从中东地区“西移”至与美国地理位置相近的南、北美洲(林利民,2012)。