中国页岩气勘探开发适用技术探讨_刘洪林
[作者简介] 刘洪林,男,博士,1973年8月出生,1998年毕业于石油大学(北京)石油地质专业,获硕士学位,2005年毕业于石油勘探开
发研究院,获博士学位,现从事非常规油气勘探开发工作。
中国页岩气勘探开发适用技术探讨
刘洪林
1,2
王 莉2
王红岩2
魏 伟2
孙 爱
2
(1.中国地质大学能源学院 北京100083;2.中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊065007)
摘要 页岩气藏因其储层物性差、孔隙度和渗透率低,使其开采难度大,需要应用特殊的勘探开发技术。美国在页岩气勘探开发中采用了致密岩石分析技术、录井和测井技术、水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过借鉴国外的页岩气技术,分析技术适应条件,结合国内现有技术,提出适合我国的页岩气勘探开发技术设想及未来发展方向。
关键词 页岩气 开发 四川盆地 适应性
前 言
页岩气指储集在富含有机质的细粒碎屑岩中的
天然气,一部分以游离态存在于孔隙和裂缝中,一部分吸附于有机质和粘土矿物内表面,可以是生物成因、热解成因或混合成因,在一定地质条件下聚集成藏并达到经济开采价值。全世界页岩气资源估计为456@1012
m 3
,页岩气资源主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联,其中北美最多,为108.7@1012
m 3
。我国各地质历史时期海相、陆相页岩分布广泛,元古界和古生界页岩分布面积达100
@104km 2
以上,演化程度高,TOC 高,具备页岩气成藏的地质条件,开发潜力巨大,而国内的页岩气基本上还未进行系统研究。页岩气储量大、生产周期长,美国已发现埋深最浅的工业性页岩气只有182m,平均深度也只有1200m,通常介于450~2300m 之间[1]
,与其他非常规类型气藏相比,高丰度富集区的页岩气勘探成本并不高。陆上天然气产区过去曾经在四川盆地、准噶尔盆地等一些地区页岩层段获得工业气流[2]。所以开展具有中国地质特点的页岩气资源潜力研究分析,对于促进页岩气的勘探与开发具有重要的现实意义。
国外页岩气开发技术
美国将页岩气田开发周期划分为5个阶段,即
资源评估、勘探启动、早期开采、成熟开采和产量递
减阶段。在资源评估阶段需要对页岩及其储层潜力做出评估。在勘探启动阶段开始钻探试验井,测试压裂并预测产量。进入早期开采阶段后,开始快速开发,建立相应标准。在成熟开采阶段进行生产数据对比,确定气藏模型,形成开发数据库。经过一定时间的开采后,进入到产量递减阶段,为了减缓产量递减速度,在此阶段通常需要实施再增产措施,如重复压裂、人工举升等。整体看这5个阶段,开发页岩气所采用的技术与常规天然气开发技术有所区别,下面将分别说明。
1.地震勘探技术
页岩气储集在厚层的泥页岩中(中间可以有薄夹层),解释、识别这样的地层相对比较容易,从勘探到开发都离不开地震勘探技术。三维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带,以提高探井(或开发井)成功率,微地震监测是一种主要用于油气田开发的新的地震方法。
由于泥页岩地层与上下围岩的地震传播速度不同,在泥页岩的顶底界面会产生较强的波阻抗界面,结合录井、测井等资料识别解释泥页岩,进行构造描述并不难。裂缝的存在会引起地震反射特征的改变,应用高分辨率三维地震可以依据反射特征的差异识别预测裂缝。利用三维地震绘制页岩裂缝带图主要是通过相干分析技术、地震属性分析、层时间切片等预测泥页岩裂缝。裂缝预测技术对井位优化也起到关键作用。
2009年8月 油 气 井 测 试 第18卷 第4期
2.钻井技术
美国页岩气井钻井主要包括直井和水平井两种方式。直井主要目的用于试验,了解页岩气藏特性,获得钻井、压裂和投产经验,并优化水平井钻井方案。水平井主要用于生产,可以获得更大的储层泄流面积,得到更高的天然气产量。
在水平井钻井中采用了旋转钻井导向工具,可以形成光滑的井眼,更易获得较好的地层评价。同时采用欠平衡钻井技术,实施负压钻井,避免损害储层。随钻测井技术(LWD)和随钻测量技术(MW D),可以使水平井精确定位,同时作出地层评价,引导中靶地质目标。水平井形式包括单支、多分支和羽状水平井。
3.页岩气井测井技术
页岩气井测井内容主要指气层、裂缝、岩性的定性与定量识别。页岩气与常规气一样,是不导电介质,具有密度值很小、含氢指数低、传播速度慢等物理特性。气层测井显示高电阻、高声波时差、低体积密度、低补偿中子、低光电效应等特征。DE N-CNL,AC-C NL曲线经岩性及环境影响校正后进行重叠,可根据差异判断气层,利用三条孔隙度曲线和电阻率曲线及数字处理成果进行综合评价。核磁双Tw测井进行差谱分析,根据差谱识别油、气、水层,对双TE测井进行移谱分析,判断气层。时间推移测井,下套管后最佳时间测量的中子与固井后24 h内测量的中子曲线重叠,利用其差值可以评价气层。
4.页岩含气量录井和现场测试技术
由于页岩的孔隙度低,以裂缝和微孔隙为主,绝大多数的页岩气以游离态、吸附态存在。游离态页岩气在取心钻进过程中逸散进入井筒,主要是测定岩心的吸附气含量。页岩气在录井过程中需要在现场做页岩层气含量测定、页岩解吸及吸附等重要资料的录取。这些资料对评价页岩层的资源量具有重要意义。针对页岩气钻井对录井的影响,可以通过改进录井设备、方法和措施,达到取全、取准录井资料的目的。
5.完井技术
国外从事油气勘探开发的一些公司认为,页岩气井的钻井并不困难,难在完井。主要由于页岩气大部分以吸附态赋存于页岩中,而其储层渗透率低,既要通过完井技术提高其渗透率,又要避免地层损害是施工的关键,直接关系到页岩气的采收率,因此在固井、完井方式、储层改造方面有其特殊技术。页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术。由于泡沫水泥具有浆体稳定、密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点,因此泡沫水泥有良好的防窜效果,能解决低压易漏长封固段复杂井的固井问题,而且水泥侵入距离短,可以减小储层损害。根据国外经验,泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出23%。
页岩气井的完井方式主要包括组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井和机械式组合完井。组合式桥塞完井是在套管井中,用组合式桥塞分隔各段,分别进行射孔或压裂,这是页岩气水平井最常用的完井方法,但因需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞,也是最耗时的一种方法。水力喷射射孔完井适用于直井或水平套管井。该工艺利用柏奴利(Ber-noulli)原理,从工具喷嘴喷射出的高速流体可射穿套管和岩石,达到射孔的目的。通过拖动管柱可进行多层作业,免去下封隔器或桥塞,缩短完井时间。机械式组合完井采用特殊的滑套机构和膨胀封隔器,适用于水平裸眼井段限流压裂,一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工。目前主要技术有Hall-i burton公司的Delta Stim完井技术,施工时将完井工具串下入水平井段,悬挂器坐封后,注入酸溶性水泥固井。井口泵入压裂液,先对水平井段最末端第一段实施压裂,然后通过井口落球系统操控滑套,依次逐段进行压裂。最后放喷洗井,将球回收后即可投产。膨胀封隔器的橡胶在遇到油气时会自动发生膨胀,封隔环空、隔离生产层,膨胀时间也可控制。
6.储层改造技术
页岩气储层改造技术包括水力压裂和酸化,可以通过常规油管或连续油管进行施工。水力压裂适用于致密储层。关键在于压裂液处理,除了使用大量的活性水外,还要加入一些特殊的添加剂,如特殊的降阻剂(不含苯酚)、微乳化表面活性剂、裂缝清洁加强剂和导流增强剂等。在这些添加剂的综合作用下,可以改善页岩气层本身超低的渗透率,提高导流性,优化页岩气的生产条件,减小地层损害。水力压裂施工时,采用大量的活性水和少量的支撑剂。根
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据国外的实践经验,页岩气采收率与支撑剂尺寸之间不存在对应关系,许多井在无支撑剂或只有少量支撑剂的情况下,也可达到商业采收率。
在水力压裂施工中采用微地震监测这一辅助技术,通过倾斜仪和传感器可以远距离在地面或井下对压裂效果进行监测,记录在水力压裂期间由岩石剪切造成的微地震或声波传播情况。通过处理微地震数据确定水力压裂产生的裂缝走向、倾向、高度、长度等。国外在新井或老井再次增产或二次完井中经常采用连续油管进行施工作业,可用于单支或多分支水平裸眼井或套管井。
当开采进入到产量递减阶段时,需要采取再次增产措施以提高采收率。重复压裂就是在老井中再次进行水力压裂,直井中的重复压裂可以在原生产层再次射孔,注入的压裂液体积至少比其最初的水力压裂多出25%,可使采收率增加30%-80%。
页岩气开发适应技术分析
要选择适合我国的页岩气开发技术,首先要了解我国各地区页岩储层的特性(如粘土矿物成分及含量、脆性等),在借鉴国外页岩气开发先进工艺技术的基础上,优化出适应性较强的页岩气开发技术。
1.国内外页岩储层层位对比
美国页岩储层属于海相沉积,层位深度范围在76~2440m,厚度通常大于30m。例如Ne w A-l baney和Antrim有9000口页岩气井深度在76~610 m;Appalachian、Devonian和Le wis有20000口页岩气井深度在915~1525m;Barnett和Woodford页岩气井要更深些,在1525~2440m,厚度为30~150m; Caney和Fayetteville页岩气井深度在610~ 1830m。
我国四川盆地页岩气比较有利的储层是下志留系龙马溪组和下寒武系九老洞组,这两个层位的深度分别在2188~4131m和1948~4618m,也属于海相沉积。下志留系龙马溪组黑色页岩厚度由威远地区的0~170m向东南增厚到650,下寒武系九老洞组页岩厚度基本稳定在200~300m。
通过以上比较我们可以发现,我国四川盆地的页岩气富集储层埋深比美国的大,厚度相当。
2.国内外页岩储层特性对比
以美国Barnett页岩和四川盆地龙马溪组和九老洞组页岩为例,从页岩储层的镜质组反射率、总有机质含量、孔隙度、渗透率等方面进行对比(见表1)。
通过比较,以上几组页岩各指标基本相当,但是对于四川盆地页岩储层的改造还需参考其它因素,通过试验进一步验证。
表1美国Barnett与四川盆地龙马溪组和
九老洞组页岩物性对比
指标Barne tt龙马溪组九老洞组
镜质组反射率(%) 2.2P 1.87~2.76
总有机质含量(%)>3P0.85~3.5硅含量(%)554166(含长石)
粘土矿物含量(%)<4019.117~32孔隙度(%) 4.5 4.82
渗透率(mD) 2.5@10-4 1.96@10-3
2.25@10-13
~1.48@10-7
3.国内页岩气开发技术适应性分析
我国水平井钻井技术与欠平衡钻井技术已比较成熟,2005年以来,西南油气田先后引入LWD、旋转地质导向、FE MWD等先进装备,2007年应用欠平衡钻井技术完成广安002-H1井钻井作业,水平井段超过2000m。在固井方面,泡沫水泥固井技术从20世纪80年代就已在我国部分油气田进行应用,目前在青海油田花土沟、吐哈油田巴喀、胜利油田草桥、鄂尔多斯气田、河南油田气井中均取得了较好的应用效果,技术已相对成熟。目前国内完井常采用工艺包括射孔完井,如TCP射孔、水力喷射射孔,以及多功能组合管柱试油完井等,这些技术在国内各油气田均得到广泛应用。
对于储层的改造技术,水力压裂、酸化工艺广泛应用于国内油气井增产。其中连续油管水力喷射加砂压裂在大庆、长庆、四川、吐哈等油田得到成功应用,在此基础上发展的水平井分段水力喷射加砂压裂技术也较成熟。在压裂设备方面,我国许多油气田已从国外进口了大型的压裂设备,如四川井下作业公司先后引进了FC-2251-Q型压裂车、HQ2000型压裂车、FBRC100ARC混砂车、HR10M连续油管作业等设备,可以完全满足水力压裂施工的需要。再次增产可采用重复压裂技术、人工举升技术。大庆油田成功应用了裂缝转向重复压裂技术,可以实现裂缝有效控制,气举排水在煤层气开发中已经被
70油气井测试2009年8月
大量采用。
结论与认识
1.页岩气储层的钻完井技术包括直井和水平井,以目前国内技术完全可以实现。为了提高固井质量,在成本允许的条件下可以采用泡沫水泥固井技术。目前国内从页岩气井的钻探到储层改造均已具备了一定的技术基础,但还未投入实践,需要开展试验性的工作进行验证,并从中摸索经验。在开发初期,可以先选择较浅(深度2000m左右)的页岩储层钻直井进行试验,了解目的层特性,获得钻井、压裂和投产经验,获取一定数据资料和施工经验后再向深井(深度3000~4000m)和水平井发展。先期水平井压裂试验应在单支水平井中进行,积累一定成功经验后再试验同步压裂等技术。
2.储层改造技术上,可以借鉴国外的经验。根据四川志留系龙马溪组页岩分析,其中石英含量较高,具有较高的脆性,这对水力压裂非常有力。在产层初期改造时,可采用水力压裂工艺,对于水平井可采用较为成熟的分段水力喷射射孔压裂技术,此外对水力压裂效果监测可尝试微地震监测技术。根据四川志留系龙马溪组页岩样品矿物分析结果,其中方解石平均含量16.6%,白云石平均含量14.2%,因此可以考虑通过酸压来提高储层渗透率,但必须经过实验室分析测试后,才能决定是否采用该工艺以及采用何种酸液体系。建议在水平井水力压裂方面开发或引进类似Delta Stim技术的用于水平裸眼井段的增产滑套完井和分段压裂技术。
参考文献
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本文收稿日期:2009-05-21编辑:方志慧
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(4)解脱后替泥浆时,脱接器两部件的距离在1.0~1.5m,既要保证冲洗质量防止沉淀,又要防止浮力变化造成管柱伸长引发工具伤害。
(5)落实工具销钉规格,确保工具性能可靠。
结论及建议
1.针对易漏易喷碳酸盐岩储层完井作业时,管柱上通过配置堵塞阀、封隔器、密封脱接器,可以保证下油管、换装四通时井口均处于可控状态,实现了本质安全。
2.采用该类型作业时,管柱内泥浆一般不超过1.4g P cm3,必要时适当考虑防沉淀措施,防止打不开堵塞阀。
3.采用该类型作业时,在解脱后替液、对接完井管柱等环节,应对管柱长度进行必要的计算、调整,保证工具上部无沉淀且满足酸压施工期间管柱的形变需要。
4.替液时根据环空间隙及内径尺寸,适当控制排量,防止刺坏密封件。
5.封隔器坐封、脱接器对接后均要环空打压验封确认,方可进入下步工序。
本文收稿日期:2009-04-09编辑:刘振庆
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78油气井测试2009年8月Chenyang(Gaoshang p u Oil Production District of Jidong Oil field)
Analyse the reasons of sand production and the sand con trol technique used before in Southern Gaoqian District of Jidong Oilfield,put forward some ideas in sand control technique by squeezing circulation such as opti mization of squeezed fluid,stri ng constitution and technique desi gn etc.Practice shows that the new sand control techniq ue works:i t controls effectively the sand production in this district,and a new sand con-trol technique applicable in this district has been formed,and so the proper production there is kept.
Key words:Jidong oilfield,sand con trol technique,squeezing circulation,operation effect
Research and Application of Wellbore String Mechanical Depth C orrection Technique.2009,18(4):56~58
Ye H ong,Zhang Xueliang,Ma Yinong,H an Shu j iang and Wang Dejin(Downhole O p eration Service De pt.o f Jiangsu Petroleum Exploration Administration)
During well testing,both TCP and thin zone plugging need dep th correction by gamma-ray positioning.For the li mitation of the location cond-i ti on,sometimes vehicles can.t be put in the operation point,well test operation has to be postponed.In order to solve this and other problems, we in troduce a set of wellbore string mechanical depth correction device.Thi s technique has some advantages including si mple operation,low cost and being able to meet the required accuracy in depth positioning.
Key words:mechanical correction,positi oni ng in wellbore,tool,application
Analysis of Different Principles and Safety of Some C om posite Perforators.2009,18(4):59~61
Zhan g Guitin g(Tian jin Subsidiary Company of Offshore Oil(China)Corp.Ltd.)
By analyzing and compari ng the structure,principle and safety of four different types of perforators,i.e.buil-t in style,oversleeve-style,sym-metry style and hanging style perforators,a method of opti mizing effective composite perforation by correct determining peak value of pressure and amount of gunpowder,under the precondi tion of operation safety,according to the hole s tructure and formation damage is proposed. Key words:composite perforati on,overpressure,peak value of pressure,propellant,safety analysis
Successful Practice o f C om posite Well Workover in a Horizontal Well LS1H.2009,18(4):62~63
H uang Min,Li Li(Engineering Technique Resea rch Institute o f South-West China Petroleum Subsidia ry Company),Li Yon g(Drillin g Engineer-in g Research Institute o f South-West China Petr oleum En gineering Com p an y),Li Li(En gineering Technique Research Institu te o f Petroleum En-gineering South-West Com p an y)
Well LS1H is a horizontal develop ment well in LD Structure in Western Sichuan,an accident that drilling tool dropped into the well happened when the well was being drilled.Wi thou t supporting fishing tools,composite tool consisting of conventional fishing tools,female coupling tap and bowl slip-socket is used to fi sh the dropped drilling tool successfully.The practice provides experience for fishing job in horizontal wells. Key words:horizontal well,well workover,technique,fishing
Research in Well Test Technique in High Pressure Open Hole Wells.2009,18(4):64~65
Pen g Zhihai,Chen Zhan yin g,Dong Junsheng(Down Hole Operation Se rvice Com p an y of Shenli Oil field),Gai Yulei(Explor a tion Su p ervision De pt.o f Shenli Oil field)
There are many special problems in well testing in high pressure open hole wells such as complex hole condition,high mud densi ty,high fric-ti onal resistance,high temperature and hi gh risk in operation etc.Five methods are proposed to better such operation,and are proved effective in solving above problems.
Key words:high pressure,open hole,mud,pressure difference,lithology
Successful A pplication of Multipurpose Completion String in Well Ha-6C.2009,18(4):66~67,71
Ji Xiaohong(Su perin tendence an d Administration Cente r o f Tarim Oil field)
Leaking and flowing out easily are the characteristics of carbonate rock exploration area i n Tari m Oilfield;and there is high content of H2S in reservoir fluid there,which bring about di fficulties of well cementation,and so open hole completion i s usually adopted.Therefore the risk of trouble in well con trol and safety during well testing is qui te high.In order to solve this problem,a set of multipurpose string s tructure which has several functions such as well control,acidizing and fracturing and well completion etc.was designed and first applied in Well Ha-6C suc-cessfully;a new method of well completion in carbonate reservoir was born.
Key words:carbonate reservoir,mul t-i function,completion string,application
#Comprehensive Discussion#
A Discussion on Applicable Technology for Exploration and Development of Shale Gas in China.2009,18(4):68~71
Liu H onglin(Energy College o f China Un iversit y of Geology),Liu H onglin,Wang Li,Wang Hongyan,Wei Wei,Sun Ai(Lang f ang Branch o f Research Institute of Petr oleum Exploration and Development,CNPC)
Exploration and development of shale gas reservoirs are difficult due to the poor physical properties such as poor porosity and poor permeability etc.,and so special exploration and development technology is needed.Special technologies of analysis,mud logging,logg i ng,horizontal well drilling,well completion and hydraulic fracturing etc.for ti ght rocks were used during exploration and development of shale gas reservoirs in https://www.360docs.net/doc/c89543294.html,ing their experience and our own technology,a tentative technological plan applicable for exploration and development of shale gas res-ervoirs in China is su ggested.
Key words:shale gas,developmen t,Sichuan basin,adaptability
Factors Affecting Well Test Data and Proposal on Improv ing the Quality of Well Test Interpretation.2009,18(4):72~74
Wang H ongwei(The2n d Oil Production Dept.o f Changqing Oil field),He Peng j u(N orth-West China Unive rsity)
The main factors affecti ng the accuracy of well test raw data and the problems occurring in well test interpretation are fund out by analyzing a lot of well test data.On this basis a proposal of establishing an effective supervisory system to supervise the operation during the whole acq uisition process so as to lessen mistakes,to take other i nformation into account comprehensively in well test interpretation and improve its correctness. Key words:transient well test,affecting factor,well test interpretation
页岩气发展及其综合利用
页岩气发展及其综合利用 页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。 一、页岩气的发展 （一）美国页岩气的发展 页岩气做为一种非常规天然气较常规天然气开采难度大经过30多年页岩气开发，逐步形成了成熟可靠的开采技术。页岩气的大规模开发受益于本世纪初水力压裂、水平井、微震监测等创新技术的成功应用。近年来美国页岩气产业蓬勃发展，1999年美国页岩气年产量达到112亿m3，过去二十多年里美国页岩气产量超过20倍增长，2012年美国页岩气产量达到2653亿m3，占美国天然气总产量34%，预计到2035年，页岩气产量比将提高至49%。目前美国有8000家油气公司从事页岩气开发，85%的页岩气由中小公司生产，新储量还在不断发现中。美国页岩气未来将成为美国天然气主要来源，页岩气产量的逐渐上升将成为弥补美国天然气缺口最主要的贡献因素，大幅降低天然气进口依赖度。 （二）中国页岩气发展概况 页岩气开发与利用在中国的起步较晚，但近年已越来越受重视。与常规天然气资源相比，中国的非常规天然气资源十分丰富，并且随着开采技术的进步，中国非常规天然气资源有着巨大的发展潜力。 目前，中国非常规天然气资源开发利用正处于快速发展阶段。以页岩气为主的非常规天然气的开采在今后二十年将保持每年超过10%的增长。据“十二五”规划，至2015年，全国页岩气产量将占非常规天然气产量的75%。因此对于中国的石油企业来说，转变认识、研发低成本配套技术以推进页岩气的开发利用将是一项重大战略选择。此外，在开发国内非常规天然气的同时，中国的石油企业必须争取通过各种途径获取国外非常规天然气资源和技术，以保证资源的充足性。
开采页岩气的危害
随着页岩气被视为未来能源的“明星”而大量开采，其对地下水和土壤的影响也受到高度关注。美国一项研究表明，页岩气开发过程中的污水处理问题不容小觑。 杜克大学研究人员2013年10月2日在《环境科学与技术》期刊上报告说，他们对美国宾夕法尼亚州西部一个页岩气污水处理厂排污口附近河水及河底沉淀物进行取样，并把检测结果与该河流上下游的情况进行对比，结果发现，排污口附近河水及河底沉淀物受到高放射性污染，且盐与金属含量严重超标。 检测还发现了高浓度的溴化物、氯化物与硫酸盐。研究人员指出，河水中含有大量溴化物尤其让人担心，因为它可与自来水厂中消毒用的氯及臭氧等发生反应，产生毒性非常强的副产物。 近日，备受争议的页岩气开发再一次成为人们关注的热点，针对页岩气开发，美国地缘政治学家威廉·恩道尔在他的新书《目标中国：华盛顿的“屠龙”战略》中详细分析了世界范围内页岩气开发的情况和页岩气开采技术对环境的危害。 页岩气——环境帮手还是凶手？ 2012年初，中国部分石油公司开始加入美国引导的对页岩气进行开发的浪潮中，开始采用极具争议的方法来开采埋藏于页岩层的天然气。页岩是一种富含黏土的岩石，内含多种矿物质。 2012年6月，中国石油巨头中石化开始在重庆钻取第一口页岩
气井，共计划钻井九口，预计到年底可以生产110亿－180亿立方英尺（约3亿－5亿立方米）天然气——略等于中国一天的天然气消耗量。中国希望到2020年页岩气能满足全国6%的能源需求。 页岩气开采技术由美国发明。中国石油公司邀请美英石油巨头共享开采技术，以满足日益增长的国内能源需求。2012年3月，英荷皇家壳牌集团（Anglo－Dutch Royal Dutch Shell Company）在华与中国石油天然气集团公司（简称中石油）签署首份页岩气生产技术共享协议。埃克森美孚（ExxonMobil）、英国石油公司（BP）、雪佛龙（Chevron）以及法国道达尔（Total）都相继与中国的石油公司签署了页岩气合作协议。 中国中央政府收到美国能源部能源信息管理局（EIA）的地质评估资料，该资料显示中国“可能”拥有全世界最大规模的“技术性可开采”资源，估计约1,275万亿立方英尺（约36万亿立方米）或占世界资源的20%。若评估属实，这将远远超过862万亿立方英尺（约24万亿立方米）的美国页岩气评估储量。美国能源信息管理局的研究表明，除重庆外，最具页岩气开采前景的当属新疆塔里木盆地。值得注意的是，近几年来，高度机密的美国情报工作中有一小部分已逐步通过美国能源部运作，提供虚假情报和进行情报侦察总是相伴相生。美国能源信息管理局是否故意抛出评估报告诱使中国仓促上阵开发页岩气，从而放弃寻求干净、安全的新能源来替代石油与天然气？如果是，那这就不是美国政府第一次通过篡改情报报告来实现政治目的了。
吴晓东页岩气勘探开发技术现状与展望
吴晓东复杂结构井/页岩气勘探开发技术现状与展望 6非常规气藏开发中面临的主要问题及解决思路？ （1）深层超高压气藏的开发 ①动态监测，包括地层压力变化、底水上升、压敏性影响等： ?安全高效的钻完井技术； ③高压下的地面安全集输技术： （2）髙含硫气田的开发 ①防毒防腐的安全开采及集输技术； ②硫沉积的相态问题及英防治技术，有的还含C02,更加复杂化； ?生产动态的监测问题： ④地面脱硫与硫的综合利用： （3）大而积低渗透气田的开发 ①加强气藏描述，在差中选优，寻找相对富集区，逐步滚动发展，提高钻井成功率: ②提高单井产能：大型压裂、进一步提高压裂液的流变性能和携砂性能，减少压裂液对地层的伤害是大型压裂水平升级的关键，大型压裂的优化设计技术。 复杂结构井技术：提髙泄流范围，提高单井产能，尽可能穿过更多的质量较好的气层； 水平井段倾斜，减小对垂直流动造成的可能阻碍：尽可能穿过更多的与河道相交的水平和垂直阻流带：穿过多个砂体和裂缝带 ③降低建井成本 降低钻井成本（提高钻速，改变管理体制，市场化） 发展小井眼技术； （4）火山岩气田开发 ①火山岩气藏储层受火山口控制，岩性复杂，岩相变化剧烈，裂缝比较发冇，识别难度大，需要加强有效储层的描述和预测； ?渗透率低，发展有效的提高单井产能的技术； ③C02防腐及其分离和综合利用： （5）多层疏松含水气藏开发 ①防砂控水，研究出水后的防砂技术： ②大跨度、长井段开采工艺技术： （6）多层疏松含水气藏开发 ①C02的防腐： ? C02的分离及利用： 7页岩气综合地质评价？ （1）基础地质特征①没有找到②页岩厚度和而积保证：充足的有机质，利于页岩气生成：储渗空间，利于页岩气富集。（2）地化分析①地化参数测试②生炷特征（3）储层研究①物性特征：孔隙度与页岩的气体总量之间呈正相关关系：随孔隙度的增加，含气疑中游离气量的比例增加。②温压条件。温度对页岩气成藏的影响：在相同压力下，温度增高，吸附气含量降低。压力对岩气成藏的影响：一方面，含气量与压力之间呈正相关关系：另一方面，压力对
页岩气勘探技术
斯伦贝谢 页岩气勘探技术 斯伦贝谢科技服务（北京）有限公司
目录 一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 (1) 二、页岩气资源量评价 (3) 三、页岩井筒综合评价 (5) 四、有利区（甜点）预测 (6) 五、地质风险分析与经济评价 (7) 六、页岩气勘探技术应用实例 (7) 附斯伦贝谢勘探平台介绍 (11)
一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 非常规油气资源页岩（油）气目前在国内非常火热，一谈到页岩气，大家首先想到的是水平钻井和多段压裂技术。确实，工程技术是页岩气田成功的必要条件，没有成熟的工程技术，无法将页岩气从这种特殊的油气藏中开发出来。但工程技术成功的前提是，寻找较好的页岩气区块，即从地质上页岩达到生气阶段，有机质的丰度较高，因此地质评价是页岩气勘探的充分条件。这就对研究工作提出了较高的要求，即在钻井等工程工作进行之前，首先通过区域地质研究，对地下页岩的基础地质情况进行分析与预测，为后期的工程施工提供依据，减少钻井和压裂的风险。 与常规油气藏勘探相比较，页岩气藏的特殊性主要表现在以下几点： 1、页岩气藏为自生自储的类型，页岩本身即为烃源岩，同时又是储集层和盖层。气生成后保存于烃源岩中。 2、页岩气包括自由气（孔隙裂缝中）和吸附气（在碳原子表面）两部分，因此在评估页岩气资源量时，除了计算孔隙裂缝中的自由气，还要计算吸附气的资源量，这是有别于常规气藏的一个重要方面 3、储集层为页岩，属特低孔、特低渗储层。对于该类特殊储层，需要总结一套特殊的储层评价标准。同时，需要研究页岩内部裂缝的发育情况和地应力的状况，为后期工作改造提供依据。 与页岩气藏的特殊性相对应，目前勘探难点主要表现在： 1、页岩气资源评价存在很大不确定性。 2、页岩气勘探开发技术缺失成熟的行业标准。 3、页岩气开采投入大、成本高、气价低，经济风险较大。 针对页岩气上述勘探难点，斯伦贝谢公司研发和整合了所有勘探软件系列，形成了以模型为中心的页岩气勘探技术系列。该技术系列主要包括以下主要内容（图1）： 1、数据整合阶段：与常规油气藏相比，页岩气区块除了收集地震资料和井数据 外，还需要收集地化数据，如总有机碳、烃源岩厚度和干酪根类型，同时需 要对岩石物理数据和岩石力学数据进行收集和整理。 2、地质模型的建立：不同勘探阶段，建立的地质模型精度不同。从区域地质资 料建立的概念模型到根据地震和井数据建立的三维模型。随着数据的增加， 模型的精度也逐渐增加。
美国页岩气开发情况的分析
美国页岩气开发情况的分析 美国页岩气的快速发展为世人瞩目，对美国乃至全球的能源格局形成了不容忽视的影响。在此我们进行介绍，以期对我国页岩气产业的发展提供借鉴。 页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，它与煤层气、致密砂岩气一起，被称为非常规油气资源的三大品种。相对常规天然气而言，页岩气实际上是原生原储的天然气贫矿。有一个形象的说法，常规天然气好比是“大金娃娃”，页岩气相对富集的地质块体不过是“甜点”。就是这种贫矿，十年前美国的开采还微不足道，而现在已占美国天然气开采总量的约1/4，一场页岩气开发热潮正在美国上演。而且，页岩气的开发也在深刻影响着美国的能源利用和应对气候变化行动。 美国页岩气开发现状 美国是世界上最早进行页岩气资源勘探开发的国家，开采历史可以追溯到1821年。但是，页岩致密低渗的特点导致页岩气开采难度大、成本高，在本世纪以前，页岩气大规模开发并不具有经济上的可行性。随着水平井技术和水力压裂技术的成熟，开采成本大幅下降，页岩气的商业化开发具备了可行性。 近年来美国页岩气勘探开发的发展速度惊人。2004年，美国页岩气井仅有2900口，2005年不过3400口，2007年暴增 至41726口，到2009年，页岩气生产井数达到了98590口。而且，这种增长势头还在继续保持，2011年仅新建页岩油气井数就达到了10173口。 美国页岩气的大开发，提高了美国能源自给水平，美国能源对外依存度降至20世纪80年代以来最低水平。美国石油进口从2005年占石油总消费量的60%下降到2012年的42%，净进口量从1300多万桶/天降至800万桶/天。而且，美国60年来首次成为炼油产品出口国，美国在2009年已经超越俄罗斯成为最大的天然气生产国。国际能源署在2012年11月份发布一份十分乐观的预测：在2017年将超过沙特成为最大的石油生产国，到2035年美国将实现能源自给自足。 美国页岩气开发热潮出现的原因 北美大陆页岩气储量丰富。2013年，由美国能源信息署组织的研究团队对世界41个国家、137个页岩气沉积盆地进 行了全球页岩气评估。结果显示，全球页岩气技术可采资源量为206.68万亿立方米，与常规天然气探明可采储量相当。其中，北美洲页岩气资源最为丰富，占全球总量的23.4%。按照国家分布情况，美国页岩气技术可采资源量为18.8万亿立方米，位居世界第四。
页岩气资源分布_开发现状及展望
第12卷第2期2010年4月 资源与产业 RESOU RCES &I NDU STR IES V ol 12N o 2 Apr 2010 收稿日期:2009-11-20;修订日期:2010-03-08;责任编辑:车遥。 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(2008ZX05000-014);长江学者和团队创新发展计划(I RT 0864)。 第一作者简介:安晓璇(1984 ),女,硕士生,主要从事碳酸盐岩储层评价研究。E m a i:l an2003xuan @yahoo co m cn 资源开发 页岩气资源分布、开发现状及展望 安晓璇1,黄文辉1,刘思宇1,江怀友2 (1 中国地质大学 海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京100083; 2 中国石油经济技术研究院,北京 100011) 摘 要:目前页岩气资源勘探开发已成为世界焦点,研究表明世界页岩气的资源量为636 283 1012m 3。美国页岩气资源丰富,广泛分布于美国的南部、中部及东部。中国也拥有丰富的页岩气资源,据初步评价与美国页岩气资源量大体相当,但目前我国页岩气开发还处于初级阶段。美国是页岩气勘探开发技术最先进,开发最全面的国家,加拿大也有较长的页岩气开发历史。由于页岩气储层渗透率低,开采难度大,因此我们需要学习国外先进技术,开发一套适合我国页岩气储层的钻井开采工艺,同时需要国家的大力支持,推动我国页岩气产业的发展。 关键词:页岩气;页岩气资源量;开发现状;展望中图分类号: P618 13 文献标识码:A 文章编号:1673-2464(2010)02-0103-07 THE D ISTR IBUTI ON ,DEVELOP MENT AND EXPECTATION OF SHALE GAS RES OURCES AN X iao xuan 1 ,HUANG W en hui 1 ,LI U S i yu 1 ,JI A NG H ua i you 2 (1.T he Educa tionM i n istry K ey Laboratory of M arine Reservo i r E vo l ution and H ydro carbon A ccu mu l a tion M echan is m,Ch i na Universit y of G eosciences,B eijing 100083,China ; 2.Institute of Econo m ics and T echnology,C N PC,B eijing 100011,Ch i na) A bstrac t :The exp l o ra ti on o f shale gas resources becom es a focus of t he wor l d .T he natura l g as resources a re 636 283 1012m 3i n the wo rld Sha le gas resources are r i ch i n Ame rica ,m ost of t he m are distri buted i n southe rn ,cen tral and eastern parts T here also are p l enty o f shale gas resources i n Ch i na , nea rl y the same quantity as i n Ame rica In Am erica there is t he mo st advanced exp l o ration and expl o ita ti on techno l ogy ,and it i s t he on l y country wh ich has the h i ghest explo itati on m ethod Canada has a l ong h i story o f sha l e gas exp l o ration and expl o ita ti on Ch i na is still at the beg inn i ng for the s ha l e gas explo itati on The permeability of t he shale ro cks is nor m a lly very l ow,so it is difficu lt to be explo ited T herefore ,w e need to l ea rn the advanced foreign techno l ogy to deve l op a set o f exp l o itation m et hods t o dev elop our sha le gas reservo irs ,and w e need the suppo rt fro m t he gove rn m ent ,i ncreasing env iron m ental pro tecti on wh ile deve l op m ent K ey word s :sha l e gas ;sha l e gas resources ;exp l o itation m ethod ;explorati on expectation 1 页岩气概述 页岩气是指那些聚集在暗色泥页岩或高碳泥页 岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然 气 [1] 。在页岩气藏中,天然气不仅存在于泥页岩, 也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和砂岩地层中。
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议 张家振张娟孙永兴戴强杜济明 川庆钻探钻采技术研究院钻完井中心，广汉，618300； 摘要：伴随着世界能源供需矛盾的加剧和美国页岩气商业性开发的巨大成功，全世界将目光不约而同的聚焦于页岩气开发。四川盆地拥有潜力巨大的页岩气资源，且作为中国天然气的主要产区之一，加快页岩气的勘探开发及配套技术的研究和战略储备已迫在眉睫。本文着重调研了美国几个主要页岩气藏的完井开发现状，对四川区块的页岩气勘探开发做了简要概述，并针对目前情况提出了几点建议。 页岩气是产出于暗色泥页岩或高碳页岩中的天然气资源，和煤层气、致密砂岩气藏一样属于非常规天然气范畴。全球页岩气资源量巨大，据专家预测可能为常规天然气资源量的2倍，全世界的页岩气总资源量约为456×1012m3[1]。 页岩气藏储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气体的阻力比常规天然气大，采收率比常规天然气低，一般认为必须采用水平井钻探并进行大型水力压裂增产作业，或采用多分支井等其他技术增加井眼与气藏沟通面积才可获得商业油气流[2]。1 美国页岩气资源 美国本土48个州范围内页岩气藏的分布广泛，其中蕴藏的页岩气资源也非常丰富。钻井和改造技术的进步为页岩气的商业开采做出了巨大贡献。美国页岩气产量近几年内飞速增长，产气量由2006年的311×108m3增至2008年的507×108m3，2009年的900×108m3，预计2010年页岩气产量将占美国天然气产量的13%。图1展示的是美国本土48州中富含天然气的高碳泥页岩分布范围。 图1美国页岩气藏分布范围 美国页岩气藏的开采达到商业化依赖于以下三种因素的综合作用：水平井钻井技术的巨大进步、水力压裂技术的极大成熟、近年来天然气价格的快速增长。其中，水力压裂技术的进步对页岩气商业开采起到了至关重要的作用。前两项技术的贡献使得许多之前无法开采的天然气资源实现了商业性开发。 Navigant咨询公司的调查数据表明，近几年Barnett页岩气藏等较早开采的页岩气藏页岩气开发获得了巨大成功：Barnett页岩气产量从1998年的266×104m3/天增长到2007年的0.85×108m3/天，增长率超过3000%；同时，Fayetteville页岩、Haynesville页岩、Woodford页岩和Marcellus页岩均表现出了相似的增长势头。该公司对生产商的调研结果显示预期页岩气产业在未来将会有持续且高速的增长。据预测美国南部7大页岩气藏在下一个十年里持续产量保守估计在7.65~11.04×108m3/d，有可能占到美国天然气产量的一半左右[3]。 美国的页岩气藏的分布超过20个州至少21个
重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实
重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 焦石坝，重庆涪陵区一个山区小镇。在这里，我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生，被命名为“页岩气开发功勋井”。今年3月24日，中国石化正式宣布，计划在2017年把涪陵页岩气田建成国内首个年产能100亿立方米的页岩气田，相当于一个1000万吨级大型油田。 重大突破 页岩气田进入商业开发 在中国石化勘探南方分公司岩芯库，保存着一筒采自焦页1HF井3000多米深处的深灰色页岩。“在焦石坝地底下，这些页岩就像一床大棉被，包裹着丰厚的页岩气。”分公司地质专家夏维书说。 撕开这床大棉被的“第一钻”在2012年2月14日晚8时开钻。11月28日，一个振奋人心的消息从焦石坝传来：焦页1HF井当天钻获20.3万方高产页岩气，这标志着我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生了。 页岩气是一种重要的非常规天然气，被认为是继常规天然气之后，又一种可以大规模开发的优质清洁能源。近年来，全球特别是北美地区，页岩气开发步伐明显加快。美国由于页岩气的大规模开采，甚至可能从油气输入国变为油气输出国。 在我国，常规天然气储量有限，而页岩气储量相对丰富。页岩气如果能得以大规模开发，对缓解我国天然气紧张局面、降低天然气对外依存度意义重大。 2011年，我国将页岩气列为独立矿种；2012年，出台《页岩气发展规划（2011—2015年）》；2013年，国家能源局正式批准涪陵页岩气田为国家级页岩气产能建设示范区。 继焦页1HF井后，环绕其周边数公里区域内，几口评价井也相继部署开采。2013年7月2日，焦页1—3HF井投产，测试产量20多万方/日；9月29日，焦页6—2HF 井投产，测试产量达35万方/日；10月9日，焦页8—2HF井投产，测试产量再创新高，达55万方/日。 “到这时，我们已吃上了定心丸：焦石坝区块页岩气藏不是一点，而是一片；这里不仅有页岩气，而且是高产气藏。”江汉油田涪陵工区项目部经理习传学说。 截至今年5月17日，在涪陵页岩气田280平方公里一期产建区，已开钻页岩气井82口，完钻47口，投产27口，平均单井日产气11万方以上。今年内，该区域将规划投产100口井左右。 “涪陵页岩气田进入商业开发，是我国页岩气开发的重大突破。”业内专家指出，我国页岩气资源潜力大、分布面积广、发育层系多，一旦形成产能，将对满足我国不断增长的能源需求、促进节能减排、优化能源结构、保障能源安全和促进经济社会发展具有重大战略意义。 技术创新 让
页岩气行业现状以及未来发展趋势分析
目录 CONTENTS 第一篇：页岩油气发展美国泪中国笑页岩气行业前景分析------------------------------------------ 1第二篇：美国页岩气上半年报告分析300亿美元外流 ------------------------------------------------ 3第三篇：页岩气勘察开发技术装备基本实现国产化 --------------------------------------------------- 3第四篇：中石化发布页岩气数据页岩气产业前景可期 ------------------------------------------------ 4第五篇：页岩气“十三五”规划要加快页岩气产业前景分析--------------------------------------- 6第六篇：十三五页岩气补贴标准出台页岩气开发进展汇总------------------------------------------ 7第七篇：页岩气开发困窘：水耗水污染挑战大 --------------------------------------------------------- 8第八篇：19位委员联名呼吁加大页岩气开发政策保障 --------------------------------------------- 10第九篇：能源价格过低壳牌退出南非页岩气项目 ---------------------------------------------------- 10第十篇：天然气市场需求量大增页岩气开发行业前景分析---------------------------------------- 11第十一篇：页岩气行业现状分析多地角逐页岩气开发 ---------------------------------------------- 12第十二篇：国际油价走势未知页岩气行业未来发展分析------------------------------------------- 13第十三篇：中国页岩气设备增速加快能源行业发展趋势分析------------------------------------- 15第十四篇：原油价格不断下跌页岩气开发前景分析 ------------------------------------------------- 16第十五篇：中国页岩气储量超过美国开发成本却是美4倍多------------------------------------- 16第十六篇：油价下跌将冲击中美页岩气开采市场？ ------------------------------------------------- 18第十七篇：2015年我国页岩气发展趋势浅析---------------------------------------------------------- 19第十八篇：2014江西省页岩气发展前景分析---------------------------------------------------------- 21 本文所有数据出自于《2015-2020年中国页岩气行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》第一篇：页岩油气发展美国泪中国笑页岩气行业前景分析 近期，在“跌跌不休”的油价影响下，一度繁荣的美国页岩油气行业正面临种种挑战，几个主要的页岩区域产量出现下滑，业界认为，OPEC等国的原油成本远低于美国页岩油，2014年底OPEC进行原油价格战后，页岩油企业就不断破产，“未来页岩油企业形势仍不容乐观。” 与此同时，我国页岩气产量出现逆势大增。9月6日，中石化宣布旗下重庆涪陵页岩气田日产量突破1000万立方米，其中约580万立方米每天通过川气东送管道输往华中、华东地区;8月31日中石油集团官网披露，日前旗下勘探与生产分公司在四川盆地的页岩气勘探获重大突破。经国土资源部审定，中石油在四川盆地威202井区、宁201井区、YS108井区，新增含气面积207.87平方公里、页岩气探明地质储量1635.31亿立方米、技术可采储量408.83亿立方米。
美国页岩气勘探开发关键技术
目录 _Toc28155708 引言 (2) 1 美国页岩气藏特点分析 (2) 2 地层评价 (3) 3 岩石机械特性地质力学 (4) 4 钻完井技术 (5) 5 压裂技术 (8) 5.1 清水压裂技术 (8) 5.2 重复压裂技术 (9) 5.3 水平井分段压裂技术 (9) 5.4 同步压裂技术 (10) 6 结论和建议 (10)
美国页岩气勘探开发关键技术 引言 美国页岩气资源量达16. 9 万亿m3，可开采资源量7. 47 万亿m3。至20 世纪90 年代末，美国页岩气产量一直徘徊在( 30 ～50) 亿m3 /a。2000 年新技术的应用及推广，使得页岩气产量迅速增长。2005 年进入大规模勘探开发，成功开发了沃思堡等5 个盆地的页岩气田，产量以100 亿m3 /a 的速度增长。2008 年产量达到600 亿m3，占美国天然气总产量的8%，相当于中国石油当年天然气总产量，目前则已占到天然气总产量的13% ～15%。截至2008 年底，美国累计生产页岩气3 316 亿m3。预计2015 年美国页岩气产量将达到2 800 亿m3。自2009 年以来，北美的页岩气开发发生了革命性的变化，目前美国已取代俄罗斯成为世界最大的天然气生产国，实现了自给自足并能连续开采上百年。美国页岩气快速发展是技术进步、需求推动和政策支持等多种因素合力作用的结果。从技术进步角度来看，则主要得益于以下几方面的关键技术:前期的页岩气藏分析、地层评价、岩石力学分析、后期的钻完井技术以及压裂增产技术。 1 美国页岩气藏特点分析 美国页岩气藏具有典型的衰竭特点，初始产量高，前3 年急剧下降，随后在很长的时间里保持稳产并有所下降，生产寿命可达25 a 以上。美国页岩气资源丰富，致密页岩分布范围广，有效厚度大，有机质丰富，含气量大，裂缝系统发育，
中国页岩气开发的现状和前景报告
可再生能源概论课程设计题目：我国页岩气开发前景分析 院系能源动力工程学院 专业班级热能动力工程1208班 姓名 学号 指导教师 2016年4月17日
摘要 本文概述了页岩气开发的意义，分别介绍了国外和国内页岩气开发的现状，通过对比美国与中国页岩气特点和开发技术，分析中国页岩气开发的前景，并对中国页岩气开发提出建议。 关键词：页岩气；开发的现状；中国；前景
Abstract（Time New Roman小2号加粗居中） This article outlines the significance of the development of shale gas, and briefly introduces the status of shale gas development in the foreign and domestic. Through comparing shale gas characteristics and development of technology between the United States and China, the paper analysis the prospect of development of shale gas in China, and puts forward some suggestions on the development of shale gas in China. Key Words：Shale gas; development status; China; Prospect
深层页岩气资源勘探的机遇与挑战
深层页岩气资源勘探的机遇与挑战 近年来，全球页岩气资源开发如火如荼的趋势已经蔓延到了中国，四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等已被列为中国主要的页岩油气区，然而，中国页岩气勘探开发起步尚晚，地质环境更加复杂，还要面临低油价，高成本，高风险的挑战，在一定程度上限制了对页岩气勘探技术的投资与投入力度。而北美煤层气、页岩气勘探开发的成功案例已向我们证明了非常规油气资源是未来可实现的接 替能源，其成熟的页岩气勘探开发经验，也给了我们更多的启示。页岩气具有特殊的成藏机理，游离气和吸附气多种赋存状态；非浮力成藏动力；分布规律变化大，不直接受控于常规意义上的圈闭；聚集丰度低但基数大：连续型，“弥散” 分布；微达西或纳米达西低孔特低渗的特点；需要找到合适的含油气地层厚层；需要大密度水平（多分支）钻井；需要大规模压裂改造储层体积。 回顾美国对页岩气的勘探开发历史，2013年4月份15-17仅三天时间，共投入生产井616口，约40%的井是失利的，研究发现，约73%的原因是由于对地质情况认知错误导致的，18%是因为后期压裂设计不合理，其它原因还包括如井下工具达不到要求、地表设备问题，以及气泵问题等，完善对页岩气特殊成藏机理的认识才能够有效提高页岩气开发成功的概率。纵观中国的页岩气研究现状，挑战与机遇并存，首先，中国页岩气资源既有如四川上三叠统的陆相沉积环境，也有以北方石碳系为例的海相主体环境，同时还有南方二叠系为代表的海陆过渡相沉积环境，资源的分布存在较大的不确定性；中国复杂的地质构造背景，导致页岩气勘探开发核心技术的缺失和相关技术不成熟，开采投入大，成本高、气价低；地表多山构造使得在开采页岩气过程中对水资源的需求及污水处理成为亟待解决的问题；页岩气开发相关配套证词及相关标准急需出台；同时，还要考虑到物流成本及官方标准等问题。 基于2D和3D精细含油气系统模拟技术，既要考虑页岩内部自生自储油气资源量，在上覆地层存在常规储层时，也存在压力释放和气态烃类远距离运移的可能。PetroMod软件工具在盆地演化和温压演化的基础上，进行非常规资源的研究被认为是目前最专业的辅助工具，其内置多个页岩气/煤层气生烃动力学模型，采用的模型样品均来自于：Boghead 煤（宾西法尼亚纪，俄亥俄）、Alaskan Tasmanite页岩（侏罗纪，阿拉斯加）、Woodford 页岩（泥盆纪/密西西比纪，俄克拉何马）、Kimmeridge 泥岩（上侏罗纪，英国）、第三纪煤（中新世纪，印尼）、Teruel 油页岩（中新世纪，西班牙）、Toarcian 页岩（下侏罗纪，德国）和Brown 石灰岩（麦斯特里希特阶、约旦），从中获得的经验参数和相应的动力学模型也往往成为国内页岩气/煤层气最值得借鉴的研究成果。页岩气资源量主要为吸附气和游离气构成，且多以吸附气为主，煤层气吸附量更大，基于Langmuir方程，综合温度、压力、体积、等温TOC和解吸附能量等因素计算吸附在干酪根表面吸附气量被认为是目前最有效的解决该问题的方法。多组分吸附模型计算，更精确地分析四维下多组分烃类资源分布随构造演化、温压的变化；基于有机质孔隙度演化模型，建立孔隙度与有机质成熟度之间的函数，在正常孔隙演化（孔隙度-深度）的基础上，可以模拟有机质孔隙度的研究，并作为单独
中国页岩气研究现状与发展趋势
第31卷 第4期2010年7月 石油学报 A CT A PETROLEI SINICA V o l.31July N o.4 2010 基金项目:国家自然科学基金项目(No.40730422)资助。 作者简介:陈尚斌,男,1983年3月生,2009年获中国矿业大学硕士学位,现为中国矿业大学在读博士研究生,主要从事煤层气与页岩气地质的学习 和研究工作。E mail:shangbin chen @https://www.360docs.net/doc/c89543294.html, 文章编号:0253 2697(2010)04 0689 06 综 述 中国页岩气研究现状与发展趋势 陈尚斌1,2 朱炎铭1,2 王红岩3 刘洪林3 魏 伟3 罗 跃1,2 李 伍1,2 方俊华1,2 (1 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室 江苏徐州 221116; 2 中国矿业大学资源与地球科学学院 江苏徐州 221008; 3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007) 摘要:借助维普中文科技期刊全文数据库,系统检索了中国页岩气的研究论文,分析了这百余篇论文的分布特征,归纳了研究机 构、科研群体及基金资助等情况,综述了中国页岩气研究现状,探讨了未来其研究的走向和发展需求。研究结果表明: 中国页岩气论文总数少,具有典型发展初期阶段分布特征,说明基础研究与勘探开发刚驶入一个全新的起步发展阶段,在未来一个较长时期,页岩气资源评价理论与方法将是研究的主要方向,地质基础研究工作必受重视,勘探试井及与之相关的产能模拟、压裂等增产开发措施研究也会逐步展开; 基于地质条件、成藏要素及油气产区特殊条件的综合分析,四川盆地南部地区很可能会成为中国第一个页岩气勘探开发的先导性试验建设基地;!在政策扶植和基金支持下,坚持科技攻关,开展多种合作,增进学术交流,促进人才培养,中国页岩气研究将迅速发展,并会较早结束探索阶段而逐步向商业化方向发展。 关键词:页岩气;论文分布特征;研究现状;发展趋势;综述;维普中文科技期刊全文数据库;中国中图分类号:T E 122 2 文献标识码:A Research status and trends of shale gas in China CH EN Shangbin 1,2 ZH U Yanm ing 1,2 WANG H ongyan 3 LIU H onglin 3 WEI Wei 3 LUO Yue 1,2 LI Wu 1,2 FANG Junhua 1,2 (1.K ey L abor ator y of Coalbed Methane Resour ces and Reser voir For mation Pr oces s of the M inistr y of Ed ucation , China Univers ity of M ining and T echnolo gy ,X uz hou 221116,China; 2.Schoo l of Resour ces and E ar th Science ,China Univer sity of M ining and T echnology ,X uz hou,221008,China; 3.L angf ang Br anch,Petr oChina Ex p lor ation and D evelop ment Resear ch I nstitute ,L ang f ang 065007,China) Abstract :W ith the aid of VI P Chinese sci tech periodical full text dat abase,the present paper systematically searched for the research papers on shale gas in Chinese,analyzed the distributio n char acter istics of these ov er o ne hundred paper s,summarized the research units,research gr oups and fo undation sponso rships,etc.involved in shale g as researches,r eview ed the cur rent status of shale g as researches in China,and pr obed into the tr end and develo pment necessity of shale g as researches in the futur e.T he r esults sho wed that firstly,shale g as paper s in Chinese ar e character ized by a limited number and a typical distributio n of the initial r esear ch,indica t ing an infancy for both the basic research and the explo ration and develo pment.W ithin a longer per iod of time in the fut ur e,the as sessment theor y and met ho ds on shale gas resour ces w ill be the focus of the research,basic r esear ches on geo log ical analyses w ill be highlighted,and studies on the prospect ing well testing and t he related pro duction and development measures including capacity sim ulat ion and fr act ur ing w ill be gr adually put o n the agenda as well.Secondly ,comprehensiv e analyses o f geolog ical conditio ns,reser v oir elements and specific conditio ns o f oil gas pro vinces indicated that the so uthern r eg io n o f the Sichuan Basin is mor e likely t o be the first pioneering ex per imental area fo r shale g as explorat ion and development in China.T hirdly ,the shale gas r esear ch in China will develop rapidly ,end the explor ing stag e soo n and trend to the co mmercial develo pment pr og ressively prov ided that the po licy fostering and fund suppor t ar e ava ilable,key problems in scientific and technolog ical researches are solved via persistent effo rts,var i eties o f co operation are ex panded,academic exchang es are enhanced and personnel tr aining is pr omoted. Key words :shale gas;paper distr ibut ion char acter istics;r esear ch status;developing trend;rev iew;VIP China sci tech per iodical full tex t database;China 随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新能源已成为世界能源研究的热点 之一,而中国的页岩气研究与勘探开发尚处于探索起步阶段 [1 2] 。一个领域内论文的分布蕴含着丰富
页岩气开采压裂技术分析与思考
页岩气开采压裂技术分析与思考 摘要：目前，社会进步迅速，页岩气存储于致密泥页岩地层中，页岩连续分布、区域广，含有一定量的黏土矿物，塑性强，在高应力载荷下易发生形变，页岩储 层具有低孔低渗等特性，需对页岩储层进行改造才具备商业开发价值。目前涪陵 区块和川东南区块，均已实现页岩气大规模开发，形成一套成熟的页岩气开采工艺，工艺实施需借助现场施工实现，只有严格把控施工质量，确保工艺有效实施，才能够实现对页岩气资源的高效开发。下文对此进行简要的阐述。 关键词：页岩气；开采压裂技术分析；思考 引言 伴随着油田行业的深入发展，如今能源紧缺问题已经成为了社会性现实。页 岩气储层低孔低渗，往往要投入巨大的精力对其进行压裂改造才能够保障产能稳定。水力压裂中压裂液性能带来的影响十分直观与突出。 1页岩气压裂施工质量技术现状 当前，经常使用的技术大多是多级压裂、清水、压裂、水力喷射压裂、重复 压裂与同步压裂等等，页岩气开发过程中所使用的储层改造技术还有氮气泡沫压 裂和大型水力压裂也是国内外目前的主流压裂技术。影响页岩气产量的主要原因 是裂缝的发育程度，如何得到较多的人造裂缝是压裂设计主要应该考虑的。如何 才能得到有效而又经济的压裂成果，在实行水力压裂以前，经常要实行压裂的设计。然而，压裂设计的工作确双有许多，最为主要的核心应属压裂效果的模拟， 经过压裂的模拟才可以预测裂缝发育的宽度及长度，从而知道压裂能否顺利成功。 2页岩气压裂开采中对环境的影响 页岩气压裂在开采的过程当中必定会因为一些噪声及废水废气等开采事故灾 害对环境造成一些污染影响，通常会对水资源进行大量的消耗以及地下水层进行 污染。目前，有些专家和环保人士在对页岩气压裂开采的过程也是提出了很多相 关环境污染的影响问题，同时，岩气压裂在开采过程中确实造成了较为严重的环 境污染。 2.1大量消耗水资源 页岩气压裂的开采使用的水力压裂法是压裂液最为重要的，分别由高压水、 砂以及化学添加剂而组成的。页岩气压裂的开采其用水量也是较大的，一般情况 页岩气压裂开采需消耗四至五百万加化的水资源才能使页岩断裂。 2.2污染地下水层 页岩气压裂开采过程当中，其化学物质有可能会直接通过断裂及裂缝由地下 深处慢慢转向向上移动到地表或者浅层，同时也可能页岩气压裂开采过程中由于 质量问题或者某些操作的不当导致破裂或者空洞。某些石油公司把页岩气压裂使 用过程中的的压裂液中的化学添加剂当成非常重要化学物质，然而，也因为这些 化学物质就可能会造成地下水层的污染。其中的化学物质可能会泄露到地下水层 当中，从而就污染了湖泊及蓄水池等等的地下水资源。当整个开采过程完成以后，其很大部分的压裂液又转回流向了地面，而流回地面的压裂液当中不光只有压裂 液里面某些化学物质，也还有部分地壳中原本就存在的放射性物质以及大量盐之类。当一些有毒污水再流回现场时，转而再流向污水处理厂以及回收再利用，当 遇到雨季来临时，整个过程就造成了严重的地下水层污染。 3页岩气压裂施工工艺 随着页岩气开发力度的不断增大，常规的压裂施工技术已经不能满足大规模