页岩气与煤层气开发技术(西南石油大学)
气田开发形势
取得的研究成果（2）
气层物理参数（部省级奖2项）
– 低渗透储集层岩石物性参数测试新方法研究获中国 石油天然气总公司科技进步二等奖；
– 非稳态孔渗参数测定仪研制获四川省科技进步二等 奖；
– 用瞬时脉冲技术研究陕甘宁盆地低渗透碳酸盐岩的 孔渗特征（国家级项目，获院科技进步一等奖）
– 实用新型专利：“岩石物性参数测试装置”，专利 号：93 2 39431.0；
取得的研究成果（5）
特殊气藏早期评价及产能预测方法研究（省部级奖7项）
（1）不稳定试井分析解释系统研究（国家科技进步三等奖） （2）气井试井分析软件系统获集团公司科技进步一等奖； （3）单质-双重介质油气藏试井软件研究获集团公司科技进步一等
奖； （4）不稳定试井软件的应用与推广获四川省科技进步二等奖； （5）气井试井软件研究获四川省科技进步三等奖； （6）非常规致密砂岩气藏早期评价技术方法研究（地矿部级三等） （7）凝析气藏试井方法研究（四川省科技进步三等奖）
• 有油气藏地质及开发国家重点实验室；
• 有CNPC特殊气藏开发重点研究室；教育部天然气开采工程中心；
• 有四川省高校天然气开采重点实验室;四川省天然气研究基地
• 有一批长期从事气田开发的知名专家、教授的指导；如：（李士伦、杨继 盛、赵必荣、李允、杜志敏、孙良田等）；有一支年富力强、水平高的博 士、硕士研究队伍；
西南石油大学 气田开发研究情况
• 研究情况简介 • 支撑条件 • 取得的研究成果西南石油学院以气田及凝析气田开发为特色， 地处四川天然气工业基地，在集团公司的长期 支持下，以国家重点实验室和中国-加拿大天然 气勘探开发技术培训中心为依托，长期从事基 础和应用基础研究，发展了气田开发新理论、 新技术、新方法，初步形成了气田勘探开发、 采气工艺和地面加工整体配套系列技术，长期 以来坚持产、学、研相结合，在科研方面不仅 取得了丰硕的成果，同时为天然气工业的发展 培养和输送了大批骨干人才。
煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析
煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析OFweek节能网讯：煤层气和页岩气是世界上已进行商业开发的两种重要的非常规天然气资源。
我国煤层气产业已进入商业化生产阶段1；而我国页岩气开发尚处于起步阶段，目前主要在四川盆地及其周缘开展开发试验。
美国1821年开始页岩气勘探，但规模化开发和产量快速增长始于2003年应用水平井钻井技术，2011年年产量已接近1800×10m(引自资料)，约占其天然气总产量的23％，分析北美页岩气开发地质条件，主要表现为黑色页岩的有机碳(TOC)含量大于2％，有机质成熟度(R)为1．1％一3．5％，页岩单层厚度大于15m，脆性矿物(石英、斜长石)含量大于40％，黏土含量小于40％，处于斜坡或凹陷区，保存条件较好等。
随着北美页岩气勘探开发区带的快速扩展和页岩气产量的大幅飙升，页岩气迅速成为天然气勘探开发新热点。
2005年以来，国内学者从生气条件、储层条件和保存条件及页岩开发技术等方面开展了相关的研究工作，页岩气研究在四川盆地及其周缘取得了显著进展和成效。
2010年，我国在四川盆地南部率先实现页岩气突破，威201等多口井在下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组海相页岩地层获得工业气流。
煤层气／页岩气开发地质条件是指与煤层气／页岩气开发工程活动有关的地质条件和工程力学条件的综合。
这些因素包括煤层气／页岩气的成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件等方面。
煤层／页岩层既是生气层又是储集层，其储集和产出机理就比常规天然气储层复杂的多。
因此对于煤层气／页岩气开发，既要研究煤层气／页岩气的生成、储集和保存等成藏条件；又要研究煤层气／页岩气的赋存环境条件；还要研究煤层气／页岩气开发工程力学条件及工艺技术等问题。
尽管相关部门和学者已开展了页岩气的地质调查与开发试验研究工作，但主要集中资源地质评价方面，对开发地质条件则缺乏相应的研究工作。
煤层气与页岩气均为自生自储式非常规天然气资源，在成藏地质条件、赋存环境条件和工程力学条件等方面都有诸多共性，但也存在一定的差异性，且它们在诸多盆地伴生存在，因此，研究煤层气／页岩气开发地质条件及其评价的共性和差异性对指导我国煤层气和页岩气勘探开发具有重要意义。
考虑干酪根中溶解气的页岩气藏储量计算方法
考虑干酪根中溶解气的页岩气藏储量计算方法杨龙;梅海燕;张茂林;袁恩【摘要】前人在计算页岩气储量时未考虑干酪根中溶解的页岩气,但已有学者证明,干酪根中也溶解大量的页岩气,在进行储量计算时不能忽略.不考虑干酪根中溶解气的储量计算方法,不能真实、准确地计算页岩气藏的储量.在前人关于页岩气储量计算方法的基础上,建立了同时考虑吸附相密度、基质和裂缝孔隙体积随压力变化、吸附相体积随压力变化以及储存在干酪根中溶解气的物质平衡方程.通过实例计算可知,溶解气占据总储量的4.69％左右,不考虑溶解气计算出来的自由气储量、吸附气储量和总储量都偏大.因此,为了确保储量计算的准确性,在进行储量计算时必须将溶解气考虑在内.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】4页(P602-605)【关键词】干酪根;页岩气;基质;裂缝;溶解气;孔隙度;物质平衡方程;储量计算【作者】杨龙;梅海燕;张茂林;袁恩【作者单位】西南石油大学石油与天然气工程学院,成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,成都610500;西南石油大学石油与天然气工程学院,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE15页岩气是一种连续生成的生物化学作用气、热裂解作用气或两者混合而成的天然气，具有运移距离短、多种封闭机理、成藏隐蔽、地层饱和气等成藏特点［1］。
页岩气赋存方式有3种：第一种是以游离状态存在于页岩孔隙和天然裂缝中；第二种是以吸附状态存在干酪根和黏土颗粒表面；第三种是以溶解状态存在干酪根和沥青质中。
前人研究认为，溶解气含量较少，进行储量计算时可以不考虑溶解气的影响［2-4］。
而文献［5］通过实验发现，干酪根中的溶解气也是气体的重要储存方式，忽略溶解气会导致储量计算结果不符合实际。
在页岩气资源勘探开发过程中，储量评价十分重要［6］，物质平衡法是目前评价页岩气藏储量的常用方法［7］。
页岩气有效开发的钻井液技术探讨(罗平亚)
2012年3月5日，温家宝总理在十一届人 大五次会议政府工作报告中指出：我国 要“加快页岩气勘探开发攻关”
一、立项依据
2012年3月13日，国家发改委、财政部、国土资源部和国家能 源局发布了《页岩气发展规划(2011-2015年)》。 到2015年，国内页岩气产量将达65亿方 探明页岩气地质储量6000亿方 可采储量2000亿方
2012年4月11日，国务院召开常务会议，决定加大页岩气科技
攻关。页岩气勘探开发列为国家重大专项的重要内容，并正拟 列为新的一个(第十七或第十八) 国家重大专项。
页岩气的有效开发己成为是国家的重大需求，
页岩含气是人们早已知道的事情,但由于页岩气藏含气量
远远低于常规天然气藏,而且自身渗透性极低及页岩中天然气
只能是经验的合理应用！
20
20
而页岩地层钻长水平井难题的本质是: 1、水平段井眼的井壁地层坍塌压力大于同层直井井眼的井壁地层坍 塌压力(一般正常情况下水平井大于0,而直井可能=0)。 2、泥浆的抑制性不能有效抑制页岩水化澎涨作用, 造成井壁不稳定,而 长井段水平井钻井造成的地层长期浸泡而大大激化了这种作用。而不能 准确评价这种作用的大小及影响程度。 3、泥浆对页岩地层大量裂缝的侵入必大大幅加地层的P塌,从而导至 严重的井壁不稳定,而泥浆密度越大影响越大,而地层长期浸泡而大大加剧 了这种作用。而不能准确评价这种作用的大小及影响程度。 (其中1是力学因素;2、3是(泥浆)化学因素。然而决定井壁稳定问题是 岩石力学与化学耦合的结果)
23
决定P塌的因素:
P塌与地应力方向和大小、岩石的力学性质、岩 体强度、强度（破坏）准则有关；
与岩石物性（渗透率、裂缝发育程度与状态、 界面润湿性……）、地层流体组成性质有关； 与地层流体压力(泥浆柱作用下)、岩石组成、 产状及水化状态有关； 与井眼状态（斜度、方位…）等因素有关；
非常规油气勘探与开发技术
非常规油气勘探与开发技术在当今能源需求日益增长的社会环境下，石油和天然气仍然是主要的能源来源。
但是，传统的油气田已经逐渐变得稀缺和难以开采，进而导致了非常规油气资源的开发热潮。
而非常规油气勘探与开发技术的发展，则是支撑该热潮的关键因素之一。
本文将探讨一些关于非常规油气开发技术的现状和未来趋势。
1、页岩气开采技术页岩气是一种以页岩作为储存和传输介质的天然气，它的开发始于上世纪90年代，而至今仍然是全球非常规天然气产业中最成熟的一项。
页岩气是通过水平钻井和水力压裂技术（或称为水力破裂技术）来采集的。
通过钻井向地下注入高压水和砂子，然后断掉水压的作用，砂子就在岩石中裂开了微波形状的裂缝，这样天然气就可以顺着这些微缝流出来。
这种技术是高效且普遍使用的，目前已经发展成为了一定规模和经验。
然而这种技术也存在一些问题和挑战。
例如，多次开采同一区块存在严重的缓慢排水或系统失效问题等。
同时，这种技术也需要大量消耗水资源，会对环境产生负面影响。
2、煤层气开采技术煤层气是由煤层中的煤与天然气结合而成的一种混合物。
它的开发涉及开采和排放井下瓦斯模型，压裂和抽采液等领域。
这是一个需要系统性的工作，涉及多个方面技术的循序渐进的协调。
随着煤层气行业的发展和技术进步，新的技术和创新持续出现。
对于煤层气的开采技术，目前主要有透水杆支架纵向分层穿层自流水压缩跨层等技术和方法，其采气效率可以以上升到较为理想的水平。
由于它相对处理成本较低、能源综合利用效率高，所以其在煤炭资源丰富的国家和地区是被越来越多地看重的。
3、页岩油开采技术与页岩气类似，页岩油也是被通过水力压裂技术开采。
这种技术利用水和人工加压机械地破坏页岩，然后溢出石油。
然而，由于相对较低的原油价格和缓慢的钻井速度，加上缺乏完整的“页岩油层”研究，页岩油开发相对滞后于页岩气开发。
在页岩油开采的过程中，虽然需要使用的化学品和毒性较低，但是这种开采过程也会对地表和地下水资源产生影响（例如简单的排污、水资源的消耗和地表裂缝等）。
同步压裂缝网形成机理研究进展
同步压裂缝网形成机理研究进展李小刚;罗丹;李宇;张亚明【摘要】同步压裂技术是实现页岩气、煤层气等非常规天然气储集层改造的新兴技术,揭示裂缝延伸的力学机理是进行施工参数优化的基础.研究表明,多裂缝同步延伸诱导应力场及其天然裂缝作用机制共同确定了同步压裂裂缝展布情况；裂缝网络工程方法是目前研究同步压裂裂缝延伸模型最好的手段；优化施工参数主要在于优化裂缝条数、裂缝间距、净压力和水力裂缝几何尺寸,以实现最大程度诱导应力场形成复杂裂缝网络.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)002【总页数】4页(P228-231)【关键词】页岩气藏;同步压裂;应力干扰;天然裂缝;裂缝延伸【作者】李小刚;罗丹;李宇;张亚明【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都610500;华北石油管理局储气库管理处,河北任丘065000【正文语种】中文【中图分类】TE357.1页岩气储集层相对于常规砂岩储集层而言，基质渗透率极低，天然裂缝发育，需通过水力压裂手段才能获得工业油气流。
基质渗透率越低所需水力裂缝与油藏接触面积越大，即要求形成复杂的裂缝网络[1]。
如何利用天然裂缝形成复杂裂缝网络对水力压裂技术提出了一定的挑战。
美国页岩气藏形成复杂裂缝网络的压裂技术（即体积压裂）主要依靠4大手段：滑溜水压裂(Slickwater Fracturing)；水平井分段压裂技术(MSHF)；同步或交替注入压裂技术(Simultaneous or Sequential Fracturing)；微地震裂缝监测技术(Micro⁃seismic Fractures Monitoring)。
邻井间同步压裂技术[2]是指大致平行的2口或2口以上水平井同时进行压裂改造。
其目的是在页岩气层中产生更大压力，创造出更复杂的三维裂缝网络系统，增加裂缝系统表面积。
煤层气与页岩气的对比
赋存方式 存在于煤岩的微孔隙和微裂隙中
存在于页/泥岩的微孔隙和微裂隙中
成藏特点 自生、自储、自保
自生、自储、自保
分布特点 具有生气能力的煤岩内部
盆地古沉降—沉积中心，及斜坡
埋藏方式 开采特点 勘探有利区 储集介质
盖层条件
一般大于 300 米
可以 200 米及以下（最浅 8.2 米）
排气降压解析开采
排气降压解析开采
1、煤层气 俗称瓦斯，又名煤层甲烷，是与煤伴生、共生的气体资源，其主要 成份为甲烷，含量组成为 80％～99％，其次含有少量的 CO2、N2、H2、 SO2、C2H6 等气体。在常温下其热值为 34—37 兆焦/每立方米（MJ/M）， 与天然气的热值相当，是一种很好的高效清洁气体燃料。煤层气主要以 吸附态赋存于煤层孔隙表面或填隙于煤层结构内部，另外煤层裂隙与煤 层水中存在少许游离气与溶解气。煤层孔隙及裂隙中的煤层气与煤层水 形成特殊的水动力系统，只有当储层压力低于解吸压力时，煤层气才能 解吸出来。 2、页岩气 是从富有机质页岩地层系统中开采出来的天然气，是位于暗色泥页 岩或高碳泥页岩中，主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力 的泥岩、页岩等地层中的天然气聚集。页岩气开发虽然产能低，但具有 开采寿命长和生产周期长的优点。由于含气页岩分布范围广、厚度大，
-3-
圈闭条件
分布特点 源岩及储层厚 度
煤层气以吸附作用为主，游离气和溶解 气比例很小，因此可以不需要通常的圈 闭存在 分布在具有生气能力的煤岩内部，具有 广布性
厚度大的煤层有利于煤层气的富集
页岩气藏形成于烃源岩层内，气藏范围可近似等 于生气源岩面积，不需要常规意义上的圈闭
通常位于或接近于盆地的沉降—沉积中心处，具 有广布性。 页岩气的富集需要源岩超过一定厚度，是富集的 主要影响因素
煤层气、天然气与页岩气的区别
煤层气、自然气与页岩气的区分主要有四点区分：1.储集机理不同常规自然气是以游离状态储集在储层的孔障空间当中，在气源充分的状况下，其据计量主要与孔腺空间的大小有关。
煤层气则以吸附状态赋存在孔赚的表面之上，其据计量与煤层的吸附性亲密相关。
2成藏过程不同常规自然气由源岩生成后，经过肯定距离的一次运移和二次运移在储层中聚集成藏，运移方向受流体动力场掌握，即自然气主要是在浮力和流体压力的驱使下进行运移；煤层气由煤源岩生成之后直按被煤储层吸附而聚集，这种聚集不受流体动力场的掌握而受温压场的掌握3气藏边界不同常规自然气有明显的气藏边界，并且气藏边界内外自然气含气是具有“有''和"无质的变化；而煤层气藏与常规自然气藏最大的区分之一就是气藏边界不确定，只要有棵就有煤层气的存在，在某些地质条件下，煤层气相对富集形成煤层气藏。
因此，煤层气藏内外是含气丰度的差别，而不是有气和无气的差别4流体状态不同常规自然气藏和煤层气藏都有气、水两相存在，但二者所处的状态不同：常规自然气藏一般以气相为主，即储集空间被游离的气相所占据，存在少量柬水，水主要以边水和底水的形式存在于气藏的边郡和底部，具有统一的气一水界面：而煤储层中大的孔空间主要是被水所占据，水中含有肯定量的溶解气，部分孔中存在游离气相。
气藏中的大部分气体以吸附相存在，占8096以上，即煤层气藏中有吸附气、游离气和溶解气三种存在形式。
一、自然气、煤层气、页岩气之间关系与相同点专业上把自然气称为常规自然气，而把煤层气与页岩气称为特别规自然气，其本质都是“自然气”即自然形成之气，他们都是古老生物遗体埋藏于沉积地层中，通过地质作用形成的化石燃料，都是自然形成的干净、优质能源，这是他们的共同点。
1.常规自然气(Natualgas)是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是甲烷(CH4)另有少量乙烷、丙烷和丁烷，成分相对简单。
比重约0.65,比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性。