1821年，在美國紐約州佛羅裏達州，頁巖氣作為壹種資源首次從淺層低壓裂縫中提取出來。頁巖氣的水平鉆井始於20世紀30年代。第壹口頁巖氣井誕生於1947年的美國。頁巖氣的大規模工業開發直到20世紀70年代才開始。當時美國傳統天然氣儲量的下降帶動了聯邦政府對相關研發項目的投入，並最終促成了定向井和水平井、微地震成像和大規模水力壓裂技術的形成。直到20世紀70年代和80年代，頁巖氣開發仍被認為不具備商業可行性。面對傳統天然氣儲量的下降，聯邦政府投資了許多替代能源項目，包括頁巖氣。投資項目包括1976東部頁巖氣項目，聯邦能源監管委員會對天然氣研究院的年度科研經費支持。從65438到0982，聯邦政府對這個研究機構投入了大量的資金。聯邦政府通過了1980的能源法，為能源行業提供稅收優惠和其他優惠政策。隨後，在1986年，能源部和幾家民營天然氣公司利用空氣鉆井技術成功建造了第壹口多裂縫頁巖氣水平井。在20世紀80年代和90年代，聯邦政府通過法案29中對非傳統天然氣的稅收優惠進壹步鼓勵頁巖氣鉆探。微地震成像技術起源於桑迪亞國家實驗室對煤層的研究。這項技術後來通過水力壓裂和海上石油鉆井廣泛用於頁巖氣開發。喬治·p·米切爾是公認的水力壓裂之父，他成功地將采礦成本降低到4美元。這使得水力壓裂具有商業價值。米切爾能源公司利用多種技術，在1998成功實現了第壹次經濟性頁巖壓裂。他們創造性地使用了非膠凝壓裂液技術。此後，頁巖氣成為美國增長最快的主要能源成分。世界上其他國家也開始研究頁巖氣。據國際能源署估計，頁巖氣在技術上可以增加50%的天然氣可采儲量。
米切爾能源公司(Mitchell Energy Company)在美國紐約州肖托誇縣(Chautauqua County)泥盆系佩裏斯伯裏(Perrysbury)地層的杜爾迪克頁巖(Durdirk shale)鉆井，從深度為21米的頁巖裂縫中產出天然氣。美國頁巖氣開發取得巨大成功，扭轉了美國天然氣進口的局面。美國的頁巖主要發育在20個州的21個不同大小的盆地中。據最新估算，美國頁巖氣資源量為42萬億立方米至52.6萬億立方米，商業開采主要集中在2012左右的五個盆地，分別是密歇根州盆地的安特裏姆頁巖、阿巴拉契亞盆地的俄亥俄州頁巖、沃思堡盆地的巴尼特頁巖、伊利諾伊盆地的新奧爾巴尼頁巖和聖胡安盆地的劉易斯頁巖。其中，巴尼特頁巖是目前美國頁巖氣開發的主要層位，也是各國頁巖氣勘探開發的樣本。據美國地質調查局(USGS)最新統計，其資源量約為0.74萬億立方米，產量已超過美國2005年頁巖氣產量的壹半，現在占比更高。
美國頁巖氣開發的技術歷史從巴奈特頁巖開采開始可分為四個階段:第壹階段:1997之前——垂直井大規模水力壓裂；第二階段:1997~2002年——直井大規模清水壓裂；第三階段:2002-2007年——水平井壓裂技術開始試驗；第四階段:2007年至今——水平井套管完井和分段壓裂技術逐漸成為主要技術模式。
自20世紀80年代以來，美國政府實施了壹系列稅收激勵或補貼措施，以鼓勵替代能源的發展。這些政策法規包括:1980的《能源意外利潤法案》引入了替代能源生產的“稅收補貼”條款，1979至1993的非常規油氣鉆探，包括2003年以前生產和銷售的。1990的《稅收分配綜合協調法》和1992的《能源稅法》擴大了非常規能源的補貼範圍；1992年，美國聯邦能源監管委員會取消了管道公司對天然氣購銷市場的管制，規定管道公司只能從事運輸服務，大大降低了非常規天然氣的供應成本。1997《納稅人減負法案》延續了替代能源的稅收補貼政策；《2004年美國能源法》規定，政府將在10年內每年投入4500萬美元用於包括頁巖氣在內的非常規天然氣研發。2005年美國《能源政策法案》將水力壓裂豁免於《安全飲用水法案》之外，解除了環保局對這壹過程的監管權，使水力壓裂技術迅速得到應用。2005年以來，美國政府加大了對難提取天然氣開發的政策支持，大幅降低了天然氣開采稅；為了激發土地所有者與礦業公司簽訂土地租賃合同的積極性，政府將土地所有者的強制傭金提高了25%；鼓勵天然氣企業積極開展水平井鉆井、多級地層水力壓裂等技術創新。在這壹系列政策支持措施的推動下，頁巖氣勘探開發成效顯著。
近年來，隨著墨西哥灣深水油氣產量大幅下降，壹些大型石油公司開始通過合夥、參股或收購有頁巖氣開發經驗的中小型公司，參與美國頁巖氣的勘探開發。世界上第二個勘探開發頁巖氣的國家。
加拿大是繼美國之後世界上第二個勘探開發頁巖氣的國家，頁巖氣生產已有數十年歷史。加拿大頁巖氣資源也很豐富，分布廣泛，涉及多個地質層位，主要分布在西部盆地，包括不列顛哥倫比亞省東北部中泥盆統的霍恩河盆地和三疊系蒙特尼頁巖，艾伯塔省和薩斯喀徹溫省的白堊紀科羅拉多群，魁北克省的奧陶紀尤蒂卡頁巖，新不倫瑞克省和新斯科舍省的石炭紀霍頓斷崖頁巖。根據加拿大非常規天然氣協會(CSUG)的資源評估結果，加拿大頁巖氣資源超過42.5萬億立方米，其中霍恩河流域和蒙特尼地區最為豐富，世界能源委員會估計其頁巖氣資源為39.08萬億立方米。許多油氣生產商在加拿大西部開展了頁巖氣勘探或開發實驗，但與美國相比，加拿大的頁巖氣開發仍處於起步階段，尚未進行大規模的商業開采。根據CSUG董事長麥可·道森2009年9月的壹份報告，加拿大頁巖氣區只有蒙特尼達到了他所說的商業開發階段，而霍恩河盆地處於試生產測試階段，壹些仍處於試鉆井階段。魁北克低地、新不倫瑞克和新斯科舍的頁巖仍處於他們所謂的早期評估階段。
加拿大在西部沈積盆地的上白堊統Wilrich組及其同時代的侏羅系Nordegg/Fernie組、三疊系Doig/DoigPhosphate/Montney組、Exshaw/Bakken組和泥盆系Ireton/Duvernay組開展了頁巖氣勘探潛力評價，預測該地區頁巖氣資源量約為24萬億立方米。CSUG認為西部的科羅拉多頁巖段、侏羅紀和古生代頁巖(包括不列顛哥倫比亞省北部的布瑟盆地)和東南部的泥盆系頁巖具有開發潛力。
早期頁巖氣生產來自阿爾伯塔省東南部和薩斯喀徹溫省西南部白堊紀科羅拉多組第二層白色斑點頁巖。商業頁巖氣生產始於2000年至2001年不列顛哥倫比亞省三疊系的上蒙特尼頁巖。
2004年，不列顛哥倫比亞省能源和礦產資源部將頁巖氣區域資源評估納入能源開發。泥盆紀評估已經完成，三疊紀評估項目正在進行中。2006年，不列顛哥倫比亞省石油和天然氣委員會批準了22個白堊紀和泥盆紀頁巖氣試驗區塊。
隨著對頁巖氣認識的加深，加拿大對頁巖氣勘探開發的興趣大大增加。勘探和開發區域主要集中在不列顛哥倫比亞省東北部中泥盆統的Horne River盆地和三疊系的Montney頁巖。隨著新技術的應用，許多公司對頁巖氣的勘探和開發也擴展到了薩斯喀徹溫省、安大略省、魁北克省、新不倫瑞克省和新斯科舍省。英國和波蘭是非洲大陸頁巖氣前景最好的國家。
2009年，國際能源署預測歐洲非常規天然氣儲量為0.35萬億立方米，其中近壹半蘊藏在頁巖中，遠低於美國。從全球範圍來看，除了撒哈拉以南非洲，歐洲的頁巖氣儲量可能是最少的。歐洲的頁巖氣主要集中在英國的懷爾德盆地、波蘭的波羅的海盆地、德國的下薩克森盆地、匈牙利的櫻井真子峽谷、法國的東巴黎盆地、奧地利的維也納盆地和瑞典的寒武紀明礬盆地。其中，英國和波蘭的頁巖氣前景在歐洲最好。
歐洲已經啟動了多個頁巖氣勘探開發項目。2009年初，德國國家地球科學實驗室啟動了“歐洲頁巖項目”(GASH)。這壹跨學科項目是壹項為期6年的多學科頁巖氣研發計劃，由政府地質調查部門、咨詢機構、科研院所和高校的專家組成。工作目標是收集歐洲各地區的頁巖樣品、測井和地震資料，建立歐洲黑色頁巖數據庫，與美國的天然氣頁巖進行對比，分析盆地、有機質類型、巖石礦物學成分等。，為了尋找頁巖氣，評估歐洲頁巖氣資源潛力和優選有利盆地，勘探歐洲頁巖氣。2010年，歐洲啟動了9個頁巖氣勘探開發項目，其中5個在波蘭，頁巖氣的初始氣流出現在波蘭Markovolia 1井1620米深處。
許多跨國公司開始在歐洲采取行動。埃克森美孚、康菲石油公司、OMV和殼牌等國際石油公司已分別在德、波、奧和瑞典開始實質性工作。從2007年6月5日至2007年10月，波蘭能源公司被授權在波蘭勘探誌留系黑色頁巖。殼牌聲稱對瑞典的Skane感興趣。埃克森美孚在匈牙利櫻井真子部署了第壹口頁巖氣探井，並計劃在德國下薩克森盆地完成10口頁巖氣探井。德文能源公司與法國道達爾石油公司建立了合作關系，並獲得了在法國鉆井的許可。康菲石油公司宣布已與英國石油公司簽署協議，在波羅的海盆地尋找頁巖氣。波蘭政府已發放超過65，438+000份頁巖氣勘探許可證，並積極引進外資開發本國頁巖氣。埃克森美孚、康菲石油公司和埃尼等國際能源巨頭都已介入。2011年4月底，Assonata公司與意大利ENI公司簽署了聯合勘探開發頁巖天然氣的合作協議。借鑒ENI公司在這方面的成功經驗，雙方將開拓新的能源合作領域。同年6月，保加利亞政府授予雪佛龍公司為期5年的頁巖氣勘探許可，允許其在面積為4400平方公裏的諾維帕紮爾頁巖氣田進行勘探。2011年6月，俄羅斯TNK-BP計劃在烏克蘭投資開發頁巖氣。2012年6月，雪佛龍和荷蘭皇家殼牌宣布將獲得烏克蘭非常規天然氣的勘探權，這可能使該國處於歐洲新興頁巖氣開采領域的前沿。與此同時，全球最大的油氣生產商埃克森美孚(XOM)宣布停止在波蘭勘探頁巖氣，原因是發現波蘭東部的兩口勘探井天然氣儲量不足。這壹消息打擊了波蘭政府的頁巖氣勘探計劃。20多家全球能源公司正在波蘭勘探頁巖氣。中國東部第壹口頁巖氣井
2013年5月8日，江西省地礦局召開推進頁巖氣勘探工作會議，確定“華東壹井”首鉆地點為武寧縣清江鄉，設計孔深1500m，計劃2013年6月左右開鉆。至此，被稱為“華東第壹口頁巖氣井”的江西頁巖氣鉆探點火井進入鉆探倒計時。
外商推動頁巖氣開發
中國行業洞察網發布的《2013-2017年中國頁巖氣行業市場深度調查及發展預測報告》顯示，2012年3月，國家能源局發布的頁巖氣“十二五”發展規劃明確，2015年產量達到65億立方米，探明地質儲量6000億立方米，可采儲量2000億立方米。根據國土資源部公布的數據，頁巖氣勘探開采施工井80余口，其中水平井20余口，2012年產量僅為5000萬立方米。顯然，按照這個進度，頁巖氣“十二五”發展規劃的目標很難實現。
然而，中國已經改變了頁巖氣政策，鼓勵外國公司在中國開發頁巖氣。中國石油和殼牌新批準簽署的中國首個頁巖氣產品分成合同就是標誌之壹。
受政策鼓勵，殼牌將增加在中國頁巖氣的投資。法國最大的石油公司道達爾、雪佛龍集團和BP中國也表示將積極參與中國的頁巖氣開發。這些國際巨頭在美國等地擁有30年的頁巖氣開發經驗，他們的加入將加速中國頁巖氣的發展。
高端管道的需求大幅增加。
頁巖氣開發的加速不僅會使石油裝備制造商進入長期的高景氣周期，相關油井管和輸氣管道的制造商也將進入快速發展期。
油井管的年需求量約為500萬噸。隨著頁巖氣開發的加速，預計未來油井管的需求每年將增長30%以上。其中，高端油井管增長較快。
同時，根據“十二五”規劃，到2065年438+05年底，我國油氣管道總長度將達到約1.5萬公裏，按照西氣東輸二線全長9035公裏的鋼管消耗量440萬噸計算，“十二五”油氣管道需求量近3500萬噸。
頁巖氣井的地質條件比常規油井復雜得多。據中國石油西南油氣田工程技術人員何宇介紹，頁巖氣井的鉆井深度往往達到3000 ~ 5000米，甚至7000米。如川東北高酸性油氣田，油氣資源中含有高硫化氫和二氧化碳等腐蝕性氣體，需要使用鎳基合金油井管。
據中鋼協專家介紹，鎳基合金油井管種類繁多，鎳含量從8%到20%不等，有的還需要添加鉬、鎢、碳。這類管材國內價格也在654.38+萬元/噸到20多萬元/噸不等，進口的會達到654.38+0萬元/噸。項目前鎳基合金油井管等高端管材約占500萬噸/年油井管需求的10%。因此，盡管中國油井管總體供大於求，但高端管材的需求強勁且增長迅速。
巖氣公司中標企業產生並退出。
2012年底，國土資源部進行了第二輪頁巖氣探礦權招標。在這20個區塊中，資源條件最好的重慶黔江區塊和酉陽東區塊吸引了眾多企業爭相競得，兩個區塊最終被重慶能源投資集團有限公司(以下簡稱“重慶能源”)及其當時控股的重慶地礦公司競得。按照合同，僅黔江區塊的重慶能源三年就要投入6543.8+0.734億元。這個競價是中石化的10倍，成為當時的“競價王”。
然而，不到半年，重慶能源通過轉讓重慶礦業公司65%的股權，將酉陽東部區塊轉讓給華能集團勘探。現在，其與中聯煤層氣有限公司關於潛江區塊的合作談判也進入最後階段。“頁巖氣開采企業投資巨大，基本虧本經營。重慶能源被迫轉讓該區塊，原因是勘探和開發方面的巨額風險投資，以降低風險。”參與國家有關部門近期頁巖氣開采調研的人士告訴《經濟參考報》記者。
兩大油開發成本高，產量小。
中國頁巖氣開發勘探程度低，區塊資源狀況不明朗，面臨開發成本高、產量小、不穩定支持政策不足等投資風險，從中石化和中石油這兩大先行者就能看出來。
據調查，截至2012年4月底，我國已鉆頁巖油氣井63口，其中石油企業61口，國土資源部2口。有30口頁巖氣井有工業氣流，但產量很低。
“井深3600米，每米造價約1.8萬元，投資7000萬元。因為沒有精確的勘測，儲量不清楚，所以無法測算能否實現連續產氣。成本或利潤能不能收回還很難說。”上述參與調查的人士表示。
據他介紹，美國頁巖氣埋深只有1000米左右，儲層厚度數百米，單井鉆井成本不到2000萬，鉆井時間也只有壹周左右。預計頁巖氣開采成本為1元至1.27元/立方米。而我國四川重慶等地頁巖氣埋藏深度壹般在2600米到3000米之間，儲層厚度只有幾十米。單井鉆井壓裂費用接近億元，鉆井平臺整體水平明顯落後於美國等發達國家，智能化、系統化水平低。鉆壹口井大約需要3個月。綜上所述，我國開采成本約為美國的4至5倍，即每立方米5元至6.3元。
我國沒有專門的頁巖氣運輸管道，只能利用現有的天然氣管道和道路運輸頁巖氣。此外，天然氣管道在頁巖氣分布區域非常有限，缺乏分支官網，因此頁巖氣無法接入管道，只能通過公路運輸。中石油和中石化在四川長寧和重慶涪陵焦石壩的頁巖氣生產井，每天生產5-6萬立方米頁巖氣，只能用壓縮天然氣卡車運輸，增加了成本。上述與會人士告訴記者，如果沒有國家支持，前期投入巨大，企業基本會虧本經營。因此，截至2012，只有中央石油公司參與了頁巖氣實驗區的勘探開發。雖然政府出臺了補貼標準為0 .4元/m3的扶持政策，但頁巖氣開發企業不確定能否收回成本或實現利潤，開發積極性普遍受到影響。
四川盆地頁巖氣勘探取得突破
2014、17年9月7日，經過近5年的努力，我國在四川盆地率先取得頁巖氣勘探突破，探明首個千億立方米頁巖氣田，勘探開發技術基本實現國產化，進入規模化開發初期；頁巖氣是壹種清潔高效的資源，有望成為中國能源的重要組成部分。
在2065438年9月17日國土資源部召開的專題新聞發布會上，國土資源部地質勘查司司長彭介紹，中石油、中石化、延長石油先後在四川長寧、威遠、昭通、涪陵、延長及鄂爾多斯盆地頁巖氣勘探取得突破，獲得三級儲量近5000億立方米，形成年產能15億立方米。
預計2015年中國頁巖氣產量將達到65億立方米，2017年將達到15億立方米，2020年將超過300億立方米。如果采取適當措施，預計可達400億至600億立方米，約占天然氣總產量的1/5。專家預測，頁巖氣這種清潔高效的資源將很快成為中國能源的重要組成部分。
焦石壩頁巖氣產能將超過50億立方米/年。
2014 10 18，中國石化集團黨組成員王誌剛在壹次能源論壇上表示，焦石壩地區的焦葉1井實現了高產，在焦石壩地區周邊部署的三口焦葉2、3、4井也獲得了成功。已鉆頁巖厚度基本在38-42米之間，產量6544。據初步估算，已實鉆100多口井，最終產能高於50億口。印度、阿根廷和澳大利亞都發現了頁巖氣資源。
2011 65438+10月25日，印度ONGC公司在西孟加拉邦杜爾加布爾的壹口研發井附近約1700米深處的貧瘠措施頁巖中發現了天然氣。
阿根廷頁巖氣技術可采資源量為21.9萬億立方米，居世界第三，是南美天然氣開發利用前景最好的國家，尤其是內烏肯盆地，吸引了世界壹些主要油氣公司的青睞。
澳大利亞比奇石油公司在大洋洲的7個盆地發現了有機頁巖，在之前的評價中有很大的資源潛力。它計劃在庫珀盆地開發頁巖氣，並在新西蘭取得了單井工業突破。