页岩气开发现状及关键技术(1)
页岩气的开发现状及特征分析
Science &Technology Vision 科技视界目前,随着勘探和开发等方面的技术进步,人们越来越多的认识到非常规气的勘探价值,全世界已进入常规油气与非常规油气并重发展的时代。
而页岩气作为一种非常规油气资源,具有分布广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点,使得页岩气在世界油气可采资源量中所占的比例越来越大,日益引起各方专家学者的重视和研究。
从全球不可再生能源的现状分析表明,页岩气将成为最具价值的非常规天然气资源之一。
页岩气具有如下特点:(1)自生自储。
页岩气是指发育于暗色泥页岩或炭质泥页岩中,以吸附状态或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
页岩气具自生自储的特点。
与气藏不同,页岩即可作为产出天然气的源岩,也可作为储层或盖层来储存或保存天然气。
因此,高TOC 的页岩、泥岩等常作为页岩气源岩及储层。
(2)潜力巨大。
2006年美国页岩气产量达205亿立方米,页岩气已成为到致密砂岩气和煤层气之后的重要非常规油气。
21世纪初期,在我们国家很多地方,也发现很多与美国含气页岩特征相似的烃源岩条件,具有分布厚度大,有机质含量丰富且演化程度高、生烃强度高等特点,对页岩气成藏及页岩气的勘探开发具有良好的基础条件,开拓我国页岩气勘探的新领域。
(3)资源丰富。
经估算,我国页岩气可采资源量约为442×1012m 3。
页岩气在我国多个油气盆地均有发现,在我国广泛分布的海相、海陆交互相页岩及陆相地层均有分布。
我国的页岩在各个地质历史时期都有广泛发育,既有古生界的海相页岩,也有中、新生界的陆相页岩,在油气、煤炭勘探中,在油气盆地及盆地外的沉积地层中发现多处页岩气显示。
因此我国页岩气资源勘探开发前景很好,具有加快勘探开发的巨大资源基础。
1国内外相关技术现状及发展趋势最早研究页岩气的国家是美国,目前,美国已发现丰富的页岩气资源,拥有全世界最领先的勘探开发技术,而且取得了丰富的成果,并已全速进入到页岩气商业开发的快速发展阶段。
我国页岩气的勘探现状及发展建议
我国页岩气的勘探现状及发展建议页岩气是一种新型的清洁能源，具有丰富的资源储量和广泛的分布区域。
我国拥有丰富的页岩气资源，但在勘探开发方面仍存在一系列的问题和挑战。
本文将从我国页岩气的勘探现状出发，分析存在的问题，并提出发展建议，以推动我国页岩气资源的有效开发和利用。
一、我国页岩气的勘探现状目前，我国页岩气的勘探与国际先进水平相比还有一定差距。
在资源评价方面，我国页岩气的勘探水平虽有所提高，但整体处于起步阶段。
缺乏系统化的资源储量评价体系和技术标准，导致资源评价的不确定性较大。
而在勘探技术方面，我国页岩气勘探主要依赖于国外引进的技术和设备，多数勘探项目存在技术装备、人才和经验等方面的不足。
我国页岩气的勘探投入相对不足，导致部分地区页岩气勘探工作滞后。
虽然目前我国页岩气的勘探领域已取得了一些进展，但与国外相比，还存在一些不足之处。
我国页岩气的勘探现状仍需要进一步的提高和完善。
1. 技术水平相对滞后。
我国页岩气的开采技术和装备相对滞后，部分技术难题并未得到有效解决。
需要加大技术研发和创新投入，提高技术水平和装备水平。
2. 资源勘探精度不高。
当前页岩气的资源评估中，尤其是页岩气的储层特征、储层裂缝网络等方面的勘探技术还不够成熟，导致资源勘探的难度相对较大，需要加强勘探技术研究。
3. 勘探投入不足。
我国页岩气的勘探工作投入相对不足，导致页岩气的勘探出现滞后局面，需要提高勘探投入，提升资源勘探的范围和精度。
4. 管理体制不完善。
目前我国页岩气资源勘探管理体制尚不完善，存在一定的管理漏洞和制度不完备的问题，需要加强管理制度建设和完善相关政策措施。
三、发展建议1. 加大技术研发和创新投入。
加强页岩气的相关技术研究和开发工作，提高页岩气开采和勘探的技术水平，推动页岩气资源的有效开发。
2. 完善资源勘探技术和装备。
加强页岩气勘探工程技术装备的研发和引进，提高勘探设备和技术水平，降低勘探成本，提高资源勘探的精度和效率。
国内页岩气开发现状及面临问题
国内页岩气开发现状及面临问题摘要：随着美国的“页岩气革命”取得的良好进展，预示着页岩气作为一种重要的非常规天然气，具有缓解我国能源压力的巨大潜力，将成为我国油气资源勘探开发的新热点。
通过几年的努力，我国页岩气的勘探开发在资源储量评估、水平井钻探和完井、开采技术方面已经取得了一定的成果。
但是与美国相比，我国页岩气地质条件更为复杂，对页岩气的开发在开采技术、水资源利用、环境保护以及开发成本上将面临更大的挑战。
关键词：页岩气储量开发进展成本环境保护天然气是国家能源安全的重要防线，但是在我国天然气严重短缺，这一现象已导致我国经济运行时阻碍经济可持续发展的约束瓶颈。
面对逐渐减少的常规能源，页岩气作为一种新能源，在中国资源潜力巨大，与美国28×1012m3的可采资源量差不多。
美国早已掀起了页岩气开采的革命潮，页岩气开发既能减少经济发展对常规能源的需求压力，对能源的可持续发展方面也有重要的意义。
现在国内页岩气的开发研究整体上处于前期探索和准备阶段，从2005年开始进入早起评价阶段，2011年我国颁布了页岩气“十二五”发展规划，目前对于页岩气的探索开发已经取得了实质性的进展。
1 储量概况页岩气，是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩本身既是气源岩又是储集层，其总孔隙度一般小于10%，而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半，渗透率则随裂缝的发育程度不同而有较大变化。
因为储藏页岩气的页岩分布比较广泛，所以页岩气的资源储量任然不可低估。
根据最新勘探成果，目前全球页岩气资源量约为456.24×1012m3，其中北美页岩气储量108.79×1012m3，中亚和中国页岩气储量为99.90×1012m3，我国页岩气可采资源量约为25×1012m3，与美国28×1012m3的可采资源量大致相当。
页岩气勘探开发技术
BP公司工作的Arkoma 盆地伍德福德页岩气藏,页岩厚度大于50米、TOC大于2%、Ro1.3—1.8%、钙质含量大于20%，由于富含钙质脆性矿物，通过压裂取得了很好的勘探开发效果。 由此认识到除硅质含量越高，页岩脆性越大，有利于后期的压裂改造形成裂缝外，只要富含脆性矿物的优质烃源岩均是有利的勘探开发目标。
二、页岩气勘探开发技术
美国48 个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。德克萨斯州初步开采的Barnett 页岩提供了本土48 个州天然气生产总量的6%。分析估计到2011 年底多数的储量增长（50%到60%）将来自非常规的页岩气。 四个新的页岩气（Haynesville，Fayetteville，Marcellus 和Woodford）可采气体总量可能超过15万亿。 对比研究，中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内页岩气勘探的重要目标，专家初步估计页岩气资源量大约30万亿方。
(4) 同步压裂技术(simo-fracturing)
3 ）页岩气水平井压裂配套技术
5.页岩气水平井压裂技术
二、页岩气勘探开发技术
(5)页岩水平井压裂监测技术
监测的目的： ①掌握人工裂缝的实际几何学特征(高度、长度和方位）； ②实时监测压裂过程，对压裂方案进行优化； ③优化新井钻井井位。
2)丛式钻井 可采用底部滑动井架钻丛式井组。每井组3～8口单支水平井，水平井段间距300-400m左右。 4.页岩气水平井钻井 二、页岩气勘探开发技术
二、页岩气勘探开发技术
页岩气水平井钻井
井身结构 —主要是三级结构 由于后期加砂压裂，因此对套管及套管头承压能力要求较高，固井质量要好，水泥返高到地面；水平段是套管固井完井。
(2) 易钻桥塞(FastDrill Plug)
我国页岩气的勘探现状及发展建议
我国页岩气的勘探现状及发展建议一、勘探现状1.资源储量丰富：据国土资源部公布的数据显示，我国页岩气资源储量达到了8863.8亿立方米，为世界最大。
但由于该资源分布较广，油气地质条件复杂，难以对其进行高效勘探。
2.石油公司参与积极：目前，我国国内的大型石油公司和一些外资企业已经开始了页岩气的勘探，如中海油、中石油、中石化、壳牌等企业。
这些公司可以整合自身资源优势，进行综合勘探，从而提高效率。
3.技术水平不足：由于我国在页岩气勘探方面起步较晚，技术方面与国外企业还有一定的差距，需要在技术方面加大投入，提高技术水平。
二、发展建议1.提高投入：由于我国页岩气勘探工作需要大量资金投入，需要政府引导和支持石油公司加大投入。
同时，政府应鼓励和支持民间资本进入页岩气勘探领域。
2.加强科研开发：政府和企业应投入更多经费和人力资源进行科技创新研究，提高技术水平，从而降低勘探成本，提高勘探效率。
同时，企业也要加强与科研机构的合作，并积极引进国外先进技术，提高自身技术水平。
3.建立合理准入机制：政府应建立合理准入机制，规范页岩气勘探市场。
同时，政府部门也应积极打击违法行为，推动行业规范发展。
4.加强环境保护：页岩气的勘探需要大量的水、化学药剂等物质，对环境污染的风险较大。
政府和企业应该高度重视环境保护，在勘探和开发过程中始终遵守环保规定，减少环境影响。
总之，我国页岩气勘探具有巨大的发展潜力，但在发展过程中还需要政府引导、企业投资、科技创新、环境保护等方面共同推进。
只有在加强合作、提高技术水平和完善制度的基础上，才能实现页岩气勘探的规范发展和可持续发展。
页岩气发展现状与未来
页岩气发展的现状与趋势1、北美地区页岩气呈现爆炸式发展态势美国是“页岩气革命”的发祥地，从1982年开始探索性开采到2003年实现水平井开采，经过20年多的努力，终于获得了成熟技术。
2000年，美国页岩气产量只有110亿立方米，在天然气总产量中占比为1.6%。
到了2010年，美国页岩气产量上升至2010年的1378亿立方米，占比达到了23%。
在页岩气产量的推动下，美国已于2009年替代俄罗斯成为世界第一天然气生产国。
加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探与商业开发的国家。
加拿大的页岩气资源主要位于其西部地区，而后者与美国西部地区地质结构类似，美国发展起来的成熟技术可以较为方便地在当地移植与应用，这是加拿大页岩气能够得以发展的主要原因。
2007年加拿大第一个商业性页岩气藏在不列颠哥伦比亚省东北部投入开发，2008年加拿大页岩气产量为10亿立方米，2009年产量达72亿立方米。
2、其他地区页岩气发展大约十年后进入快行道在北美地区之外，欧洲、亚洲等地区已有大约30个国家开展了页岩气的勘探开发工作。
从目前情况看，这些国家的总体上还处于初级阶段，短期内难以取得大的突破。
其主要原因有三：一是各国地质结构差异较大。
美国页岩气具有埋藏深度适中、单层厚度与整体厚度大、基质渗透率高、成熟度适中、有机碳含量大和页岩脆性好等特点。
这些特点决定了美国对页岩气开采技术的难度要求要明显低于亚洲与欧洲国家，也决定了美国技术不能在其他地区直接应用。
二是页岩气在开采过程中涉及多方面的环境问题。
页岩气开发需要消耗大量的水资源，不仅影响当地的水资源可持续利用，而且其中混入的化学品可能对蓄水层造成污染。
页岩气开发过程中可能会有大量甲烷气体泄漏，对大气的污染可能比煤炭开采还严重。
另外，开采过程中需要进行地下爆破，在带来空气、土壤和噪音污染的同时，还有可能导致动物栖息地丧失。
由于美国页岩气丰富区大多分布远离沿海等经济发达以及人口居住集中地，地广人稀，水资源充沛，美国页岩气开发对环境的影响相对较小。
探讨页岩气开采技术及开发现状
页岩 气 在 我 国 的储 量 虽 然 相 当丰 富 ，但 由于 受 到 开采 技 术 二、 页 岩 气 在 中 国 的 开发 现 状 的 限制 以 及 其 分 布 条 件 复 杂 的制 约 ． 目前 对 其 勘 探 开 发还 属 于 虽 然 近 年来 ．随 着 国 家 能 源 需 求 局 面 的 日益 紧 张 以 及 对 新 起步探索 阶段 ， 仍需 要采取多种有效措施 ， 对 开 采 过 程 中 的 一 些 能 源 开 发 力 度 的 增 大 ，页 岩 气 等 一 批 新 型 的 能源 已 经 得 到 了 很 关 键 性 的技 术 进 行 突 破 。 大 程度 的 开 发 ， 有 些 甚 至在 社 会 生 活 中 已 经发 挥 了 其 积 极 作 用 ． 中 国 页 岩 气 开 采 技 术 但 总体来说 ， 与 国外 相 比 ， 我 国 的页 岩 气 开 发 还 存 在着 很 多 的 问 页岩气 的开采技术 比较多 ， 限于篇幅 ， 在这里 ， 我 们 主 要 对 题 。 其 现 状 依 旧不 容 乐 观 。这 些 困难 主 要 来 源 于 经济 和技 术 两 个 其 中 的几 项 关 键 技 术 进 行 一 番详 细 的 探 讨 。 为 了理 解 与 阐 述 的 方 面 ， 具体来讲 ， 表现在 ： 开发经验的匮乏 ； 页 岩气 资 源 开 采 难 度 技术相对落后等。 方便 ， 暂将这些关键 技术归纳为页岩气钻井技术 、 页 岩 气 固 井 完 大 ； 井技术 、 页 岩 气 压 裂 增 产 技 术 以 及 裂缝 监 测技 术 几 种 。 ２ ． １开 发 经 验 的 匮 乏 １ ． １页 岩 气 钻 井 技 术 在 我 国， 页岩气 的开发 与开采 ， 起 步较 晚而且发展缓 慢 ， 总 页 岩气 的钻井技 术随着时 代的发展也 在不 断地走 向发展 ， 体 上 还 处 于 一 个 不 成 熟 的起 步 阶段 ， 技术 、 经 验 等 各 个 方 面 都 还 比 如从 垂 直 井 发 展 到水 平 井 。然 后 又 在 水 平 井 的基 础 上 发 展 了 很 缺 乏 。 目前 还 没 有 集 中大 量 人 力 物 力 去 进 行 页 岩 气 资 源 开 发 单支水平井 以及 多分支水平井等 。对于页岩气来说 。 要使其产 出 的 能 力 。 这 是一 个 比较 严 峻 而 又 值 得 思考 的 问题 。 地 面就 必 须 首 先 保 证 通 道 足 够 使 其 流 人 井 简 。同 时 ． 将 页岩 气 作 ２ ． ２页岩 气资 源 开 采 难度 大 为开 采的对象 ， 还 必 须 将 渗 透 率 考 虑 在 钻 井 技 术 中。 现 在 ， 为了 从 页 岩 气 资 源 本 身 来 说 ．其 一 般 是 分 布 于 由 矿 物 质 和 岩 化 使 井 简 可 以 穿 越 更 多 的储 层 ， 开 采 出更 多 的 页 岩 气 体 ． 已 经 有 越 的 粘 土 组 成 的 储 集 层 内 ， 其 空 间过 小 ， 渗透率低 ， 给 开 采 带 来 不 来 越 多 的 页 岩 气 开 采项 目采 用 钻 井 技 术 。 小 的难 度 。与 天 然 气 相 比 。其 不 仅 开 采 难 度 大 而 且 采 收 率 也 较 １ ． ２页岩 气 固井 完井 技 术 低， 一般仅为天然气的 １ Ｏ ％左 右 。页岩 气 资 源 的 开 采 难度 大也 决 所 谓 页 岩 气 固井 技 术 是 指首 先将 套 管 下 到 井 内 ，然 后 再 用 定 了其 发 展 缓 慢 。 对技术的要求过高等方面 。 这 几 个 问 题 都 是 紧 水 泥将 套 管 和 井 壁 之 间 的 位 置 封 固 。其 主 要 作 用 是使 一 些 比较 密 联 系 着 的 。 复杂的地 层等封 固住 。 以为 页岩气开采 提供便利 ， 在 封 固时 ， 经 ２ ． ３技 术 相 对 落 后 常采 用 的 水 泥 浆 就 是泡 沫 水 泥 、 酸 溶 性 水 泥 等 。所谓 的 页岩 气 完 技 术 相 对 落 后 的 问题 是 一 个 比较 难 克 服 的 难 题 。虽 然 中 国 井 技 术 就 是 指 采 取 裸 眼 射 孔 完 井 、组 合 式 桥 塞 完 井 等 方 式 对 页 紧 随美 国进 行 了 页岩 气 的 开 发 与 开 采 。 但 由于 发 展 缓 慢 。 经过几 岩气 进行 开 采 的 一 项 技 术 。在实 际 的开 采 过 程 中 。 比较 常用 的是 十 年 的发 展 已经 在 很 多方 面落 后 于美 国 。最 突 出 的 差 距 就 体 现 定 向 射 孔 完 井 技 术 。 而 且 此 项 技 术 在 直 井 和 水 平 井 中 应 用 相 对 在 技 术 上 。而 且 与美 国相 比 ， 中国 页岩 气 的藏 储 层 一 般埋 得都 比 较多。 较深 ， 这 就在无形 中又增加 了开采的难度 ， 可 以说 在 两 个 方 面 ， １ ． ３页岩 气 压 裂 增 产 技 术 中 国都 是 处 于 劣 势 的 。 般来说 。 含 气 页 岩 中具 有 一 些 裂 缝 是 很 好 的 ． 但对于气体 结语 ： 的 开 采 来 说 ， 又会 造 成 一 些 阻 碍 比如 无 法 提 供 必 要 的 渗 透 通 道 页 岩 气 作 为 一 种 比较 新 兴 的 清 洁 能 源 。在 以后 的社 会 发 展 等 。这个 时候 就需 要对 含气 页岩 进 行 压 裂 处 理 ， 具 体 的 压 裂 方法 中 ， 特 别 是 能 源 需 求 局 势 日趋 紧 张 的条 件 下 ， 一 定 会 发 挥 出 意想 也有很多 ， 比如凝胶 压裂 、 清水压 裂 、 多级压裂 、 重复压裂 、 水 力 不 到 的作 用 。不 过 目前看 来 。 其发展还是令人堪忧 的 ， 其 发 展 可 喷射压裂 等等 ， 这其 中 ， 有一些 技术是 比较常见 和常用 的 。 主要 谓 步 履 维 艰 ， 受 到 各 种 因素 的 制 约 与 影 响 。本 文 主 要 以其 在 中 国 有多级压裂 、 重复压裂 、 清 水 压 裂 以 及 水 力 喷 射 压 裂 。 只 有 实行 的开 采 为背 景 ．简单 探 讨 了 对 其 进 行 开 发 的 一 些 关 键 技 术 以及 页 岩 气 体 的压 裂 增 产 技 术 。才 能 更 好 地 依 靠 紧 密 排 列 的裂 缝 加 当前 的 开 发 现状 两 个 问 题 。 在 论 述 的 过 程 中肯 定 存 在 不 少 的 缺 快气体的开采速度 。 点 和漏 洞 ， 需 要 在 以后 的实 践 和 研 究 中 加 以 规避 。
中国页岩气产业发展现状及对策建议
中国页岩气产业发展现状及对策建议页岩气是继煤层气、致密砂岩气之后重要的非常规天然气资源，是常规油气资源的重要补充，具有开采寿命长、生产周期长、烃类运移距离较短及含气面积大等特点。
近年来，随着能源供求关系日益加剧、开发技术的不断提高以及改善能源消费结构的迫切要求，全球掀起了页岩气开发的热潮。
为促进页岩气开发和产业发展，中国于2011年将页岩气列为第172个新矿种。
“十二五”期间，中国页岩气产业从起步到规模化商业开发，在页岩气产业各方面取得了可喜的进展。
面对“十三五”，中国页岩气产业亟待解决资源评价、开采矿权管理以及环境监管等问题。
1 中国页岩气产业发展现状1.1页岩气资源潜力巨大从2009年至2015年底，包括美国能源信息署(EIA)、中国国土资源部等在内的多家权威机构相继进行中国页岩气资源评估的研究。
1)EIA。
在2011年资源评估基础上，EIA于2013年开展了新一轮的页岩气资源评估[2，3]，评估区域包括中国的四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、扬子地台、江汉盆地和苏北盆地。
结果显示，中国页岩气地质资源量为134.4万亿立方米，技术可采资源量为31.6万亿立方米。
2)中国国土资源部。
2009-2012年，国土资源部组织国内科研院所、相关石油企业以及大学等27个单位，评估41个盆地(或地区)、87个评价单元、57个含气页岩层段的页岩气资源，油气资源战略研究中心负责具体实施，最终形成全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选成果[4]。
该成果表明，除青藏区外，中国页岩气地质资源量为134.42万亿立方米，技术可采资源量为25.08万亿立方米，分别分布在上扬子及滇黔桂区(技术可采资源量9.94万亿立方米，全国占比39.63%，下同)，华北及东北地区(6.70万亿立方米，26.70%)，中下扬子及东南区(4.64万亿立方米，18.49%)，西北区(3.81万亿立方米，15.19%)。
3)中国工程院。