页岩气开发

美国页岩气主要的盆地资源分布
一、概述
中国大陆页岩气富集分区图
1
2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
二、国内外页岩气开发和研究现状
开发现状
埃克森美孚在德国展开钻探工程；美国戴文能源（Devon Energy）和法国道达尔联手，在法国钻探页岩气；康菲石油公 司将在波兰展开页岩气勘探工作；中国石油天然气集团公司和 壳牌宣布将练手开发四川的页岩气资源；挪威国家石油公司、 美国页岩气开发最为成功的切萨皮克能源公司（Chesapeake） 和南非石化巨头萨索尔（Sasol）共同向南非政府有关部门申 请对南非Karoo盆地页岩气资源的勘探权。 2009年10月,重庆市綦江县启动我国首个页岩气资源勘查项 目,标志继美国和加拿大之后,中国正式开始页岩气资源的勘探 开发。
五、页岩气开发主要技术研究
重复压裂技术
所谓重复压裂技术是指同层第二次的或更多次的压裂，即第一次
对某层段进行压裂后，对该层段再进行压裂，甚至更多次的压裂。要
使重复压裂处理获得成功，必须在压裂后，能够产生更长或者导流能 力更好的支撑剂裂缝，或者使作业井能够比重复压裂前更好的连通净 产层。实现这些目标需要掌握更多关于储层和生产井状况资料，以便 了解重复增产处理获得成功的原因，并以此为基础改进以后的处理。 评估重复压裂前、后的平均储层压力、渗透率厚度成绩和有效裂缝长 度与倒流的能力，能够使工程师们确定重新压裂前生产井产能不好的
统，从而达到短生产时间和低成本的要求。
五、页岩气开发主要技术研究
水平井分段压裂技术
水平井分段压裂示意图
五、页岩气开发主要技术研究
清水压裂技术
清水压裂是指应用在清水中加入降阻剂、活性剂、防膨剂等 或线性胶作为工作液进行的压裂作业。具有成本低、伤害低以 及能够深度解堵等优点。由于岩石中的天然裂缝具有一定的表 面粗糙度，闭合后仍能保持一定的裂缝，形成对低渗储层来说 已经足够的导流能力。清水压裂很少需要清理，基本上不存在 残渣伤害的问题，且可提供更长的裂缝，并将压裂支撑剂运到 远至裂缝网络，与其20世纪90年代的凝胶压裂技术相比，可节 约50%—60%的成本。
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
三、页岩气成藏机理
成藏机理
页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征，显示 复杂的多机理递变特点。页岩气成藏过程中，赋存方式和成藏 类型的改变，使含气丰度和富集程度逐渐增加。完整的页岩气 成藏与演化可分为3个主要过程，构成了从吸附聚集、膨胀造 隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列。成藏条件和成 藏机理变化，岩性特征变化和裂缝发育状况均可对页岩气藏中 天然气的赋存特征和分布规律有控制作用。
美国《时代周刊》2011年4月11日刊封面图片
2011年11月4日
1
2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
一、概述
定义：页岩气（Shale Gas），是指以吸附和/或游离状态赋存于富有 机质页岩地层中，具有商业价值的生物成因和/或热成因的非常规天 然气。
二、国内外页岩气开发和研究现状
开发现状
9月17日，随着最后一台压裂车停泵，中国石化首口页 岩气水平井——建页HF-1井大规模分段压裂施工顺利完成。 建页HF-1井是中国石化部署在上扬子地台边缘川东褶 皱带石柱复向斜中部建南构造的浅层页岩气井。 该井6月3日开钻，7月15日钻至1777.77米完钻。垂深 613.58米，水平段长1022.52米，水平段气显示良好，3次 点火成功，展示了建南浅层页岩气勘探的良好前景。
协调工作以及后勤保障，作业场所也更大。同时，它的收效大， 因为压裂设备会更高效的应用，2口井会再一周内完井而不是
两周，采用该技术的页岩气井短期内增产效果非常明显。
谢谢！
Thanks!
只局限于常规气藏的类比法、容积
法以及动态法,对页岩气的特殊地质特征没有充分考虑。
渗流机理研究甚少。
二、国内外页岩气开发和研究现状
国内现状和面临的主要问题 主要问题
二手资料多，第一手资料少 理论研究多，实践验证少
可能的结论多，确定性结论少
1
2 3 பைடு நூலகம் 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
济效益。
五、页岩气开发主要技术研究
水平井分段压裂技术
分段压裂利用封隔器或其它材料段塞，在水平井筒内一次压裂一
个井段，逐段压裂，压开多条裂缝。通常情况下分为三个阶段，第一
阶段，将前置液泵入储层。前置液是一种没有支撑剂的压裂液；第二 阶段，将含有一定浓度支撑剂的压裂液泵入储层；第三阶段，使用含 有更高浓度支撑剂的压裂液。随后，数量不定的压裂液泵入储层，且 相继处理措施要比之前支撑剂浓度高。该技术即可用于单一储层区域， 也可用于储层中几个不相连区域。其常被应用于垂直堆叠的致密气地 层的增产。作业者可以使用桥塞、连续油管、封隔器以及整体隔离系
二、国内外页岩气开发和研究现状
研究现状
目前有关页岩气的研究,绝大多数集中在页岩气的地质理论
上,包括成藏、储层特征等方面。
有关页岩气开发的钻完井、增产技术论述较多,也相对成熟
一些
在测井技术和储层改造技术方面也有大体上的论述,但不够
深入,没有形成系统的开发技术体系。
在页岩气资源评价方面,
原因，以及重复压裂成功或失败的因素。
五、页岩气开发主要技术研究
同步压裂技术
2口或更多的邻近平行井同时压裂，目的是使页岩收到更大
的压力作用，从而通过增加水力裂缝网的密度，产生一个复杂
的裂缝三维网格，同时也增加了压裂工作的表面积。当压裂液 注入两井之间的空间时，每个井的排油面积增加，这是在单井
压裂时不可能出现的。同步压裂费用比较高，并且需要更多的
1
2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
四、储层性质及页岩气渗流
储层性质
页岩的生烃能力较强，具有自生自储特点。
孔 渗 特 征 裂 缝
地 层 压 力
四、储层性质及页岩气渗流
流动过程
压力差 浓度差 流体势
从基质表面解吸 页岩气由基质向裂缝扩散 裂缝中的渗流
NelsonⅡ型裂缝储层：天然裂缝提供渗流通道，基质为大部分的气体
提供存储空间。 基质孔渗：页岩基质的渗透率低至9-10md。基质孔隙度为1%-6%。
赋存状态：游离相态（约50%）存在于裂缝、孔隙及其他储集空间；
吸附态（约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及空隙表面； 溶解状态储存于干酪根、沥青质及含油层中。 成藏类型：原地成藏。
中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集层位，松 辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有 页岩气富集的地质基础、条件和显示。重庆綦江、万盛、南川、 武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的 成矿区带，以此被确定为我国首批实施页岩气勘探工作目标区。
一、概述
根据目前的勘探开发状况，美国共有23个含页岩气盆地，潜力 最 大 的 为 Appalachian 盆 地 的 Marcellus 页 岩 气 和 E.Tx 盆 地 的 Haynesville页岩气。
三、页岩气成藏机理
与煤层气相比较
类型 烃源岩 储积特性 页岩气藏 煤层气藏
页岩，厚度大，分布广，低-高成熟度 煤层，厚度大，分布广，富含有机质 裂缝充当储集空间，低孔、低渗 裂缝及微孔隙充当储集空间，裂缝决定
渗透率的大小
排烃、运移、 主要以吸附相、游离相形式存在； 聚集 运移距离短-无；原地聚集 以游离气、吸附气和溶解气形式存在， 以吸附气为主；运移距离短-无；原地 聚集 封盖和圈闭 自身封盖，无特定圈闭 煤层气“圈闭”在煤层微孔隙中，部分 扩散至周围的砂岩中成藏 压力特征 多具有异常低压，也有异常高压 多具有异常低压，有利于增大气体的吸 附能力 分布特征 盆地边缘斜坡为主，盆地中心亦可能 克拉通盆地及前陆盆地，构造斜坡带或 埋藏适中的向斜带
一、概述
全球页岩分布
据美国天然气技术委员会公布的资料，仅密歇根盆地的 Antrim页岩、阿帕拉挈亚盆地Ohio页岩、沃斯堡盆地Barnett 页岩、伊利诺伊盆地New Albany页岩和圣胡利安盆地Lewis页 岩等五大页岩系统页岩气资源量即为12.85万亿—25.14万亿立 方米。
加拿大仅不列颠哥伦比亚泥盆纪页岩气资源量即达7.08万 亿立方米。
1
2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
五、页岩气开发主要技术研究
主要技术
页岩气开采技术，主要有水平井+多段压裂技术、清水压裂技术、
重复压裂和近期出现的最新压裂技术——同步压裂技术，这些先进技
术不断提高页岩气井产量。虽然有吸附与游离相天然气的同时存在， 但页岩气的开发并不需要排水降压。页岩中游离相天然气的采出，能 够自然达到降压目的，并导致吸附相及少量溶解相天然气游离化，进 一步提高了天然气的产能，实现长期稳产目的。由于孔隙度和渗透率 较低，页岩天然气的生产率和采收率亦低，页岩气的最终采收率依赖 有效的压裂措施。因此，压裂技术和开采工艺直接影响页岩气井的经