页岩气系统划分ppt课件
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《页岩气开采技术》5-1ppt课件
页岩气水平井分段压裂模式
美国15现状
自2006年-2016年，中国石化页岩气勘探主要开展了选区评 价、重点区块评价、产能评价、产能建设四方面工作,实现了页 岩气从勘探突破到商业发现到规模开发跨越式发展。
13
四、我国石化页岩油气勘探开发现状
14
四、我国石化页岩油气勘探开发现状
流，取得了页岩气勘探的突破，启动了焦石坝区块的页岩气的
开发工作。
2012年12月，涪陵页岩气田正式移交江汉油田分公司开
发。
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四、我国石化页岩油气勘探开发现状
☆2013年1月9日，焦页1HF井投入试 采，日产量6万方，成为国内第一口 投入商业开发的页岩气井，标志涪 陵页岩气田正式进入商业试采。
☆2013年1月，启动试验井组开发工 作；并开展焦石坝区块一期产建区 整体评价。
9
二、页岩气革命开始与发展
1981—1998, Mitchell能源
公司坚持在Fort Worth盆地探索
试验，综合开发了水力压裂和水
平井技术，最终实现了Barnett
页岩气的规模商业开发，开创页
岩气开发新局面。
页岩气之父George Mitchell 于 2011年获得终身成就奖，以表彰他 在页岩气开发方面做出杰出贡献。
2014年 新建平台：52座
开钻：148口 完井：112口 完成试气：75口 投产：76口 新建产能：20亿方 产气：10.81亿方 销售：10.38亿方 占当年全国页岩气 总产量的83%。
2015年 新建平台：10座
开钻：112口 完井：120口 完成试气：109口 投产：91口 新建产能：25亿方 产气：31.67亿方 销售：30.41亿方 圆满完成一期50亿 方产能建设任务。
页岩气-中国石油大学(北京)课件
第六章
页岩气
第一节 页岩气基本概念
第二节 页岩气特征 第三节 页岩气系统 第四节 典型实例 第五节 页岩气资源潜力及分布
第三节 页岩气系统
一、烃源岩及烃运移 二、页岩气储层及储集 三、页岩气盖层及圈闭
1、含气页岩性质
（1）岩性
页岩矿物成分较复杂，除高岭石、蒙脱石、伊利石 等黏土矿物以外，还混杂石英、长石、白云石、云母 等碎屑矿物。 气体生产速度依赖于裂缝的发育程度,而裂缝发育程 度取决于矿物组成，故页岩矿物组成在很大程度上影 响着页岩气的产能。 大多数页岩含有很多的粘土，然而巴涅特（Barnett） 页岩的粘土含量并不高，小于50 %。
主控因素
成藏模式 成藏特点 保存特点 生产特点
构造裂缝
岩石破裂理论、幕式理 论、浮力理论 以油为主的原地、就近 或异地聚集 良好的封闭和保存条件 采收率高、产量递减快
裂缝
岩石破裂理论、复 杂成藏理论 邻近或烃源岩内部 成藏 适当保存 特殊开发技术
二、页岩气与其它类型天然气的对比
页岩气在成藏机理上既具有典型的煤层气特征、也具有游 离相气水驱替特点，同时还由于泥页岩“储层”致密，又具
生，从而使更长链烃类留在原来的地层中。
随着地层深度的增加，甲烷含量从高达92%降低到 40%左右，乙烷、丙烷和二氧化碳含量均有不同程度 的增加。
一、页岩气组分
新奥尔巴尼（New Albany Basin）盆地米德郡页岩气样品组分 样品 1 3 5 6 7 8 10 12 深度 /ft 937 939 942 947 956 958 971 982 C1/% 92.42 90.22 86.29 55 86.38 53.32 31.23 43.05 C2/% 0.97 0.96 1.69 6.23 0.82 5.43 16.12 20.23 C3/% 0.65 0.65 2.47 11.98 0.83 10.6 14.32 17.25 CO2/ % 5.55 7.35 7.96 5.01 10.23 8.01 / / δ13 C1 /‰ / -50.3 -48.4 / -50.8 / / / δ13 C2 /‰ / -42.8 -43.7 / -41.8 / / / δ13 CCO2 /‰ / 11.3 10 / 2.6 / / /
页岩气讲座课件(20110618)
7000 天然气 产量 页岩 气产 量 878 1000 900 800 5000 572.6 700 600 500 400 300 205 186 149 112 1000 126 100 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 174 196 200
2003-至今
• 水平井、清水压裂
1998－2003年
• 主体技术为直井、清水加砂压裂
1985－1997年
• 为直井、胶联压裂、氮气辅助、降 滤失剂、表面活性剂
1981－1985年
• 直井、泡沫亚裂、氮气辅助 美国岩页气开发的技术历程
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
1、国外钻井方式
随着2002年Devon能源公司沃斯堡盆地的7口Barnett页岩气试验水平井取得 巨大成功，业界开始大力推广水平钻井，水平井已然成为页岩气开发的主要钻井 方式。根据美国Barnett区块开发经验，水平井最终评价的开采储量是直井的3倍 以上，成本只相当于直井的1.5倍，此外页岩气井初始产量与最终总产量也有很 大关系。
北美“simo-frac 钻井模式与常规垂直钻井模式对比 北美“simo-frac”钻井模式与常规垂直钻井模式对比
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
EOG公司页岩气藏开发以丛式井组为主，每井组一般3～6口水平井，水平 段长一般1000～1500m，两水平井之间井距150m；井眼轨迹设计为“勺型”井 眼，以实现尽可能大的水平段长度和储层接触面积，水平段微微上翘，便于排 水，采用伽马+MWD进行水平井地质导向。
3000 2500 2000 1500 钻井井数(口) 水平井比例(%) 2139 1836 1685 1918 1774 2445 2006 100% 90% 80% 1863 60% 70% 60%
2003-至今
• 水平井、清水压裂
1998－2003年
• 主体技术为直井、清水加砂压裂
1985－1997年
• 为直井、胶联压裂、氮气辅助、降 滤失剂、表面活性剂
1981－1985年
• 直井、泡沫亚裂、氮气辅助 美国岩页气开发的技术历程
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
1、国外钻井方式
随着2002年Devon能源公司沃斯堡盆地的7口Barnett页岩气试验水平井取得 巨大成功，业界开始大力推广水平钻井，水平井已然成为页岩气开发的主要钻井 方式。根据美国Barnett区块开发经验，水平井最终评价的开采储量是直井的3倍 以上，成本只相当于直井的1.5倍，此外页岩气井初始产量与最终总产量也有很 大关系。
北美“simo-frac 钻井模式与常规垂直钻井模式对比 北美“simo-frac”钻井模式与常规垂直钻井模式对比
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
EOG公司页岩气藏开发以丛式井组为主，每井组一般3～6口水平井，水平 段长一般1000～1500m，两水平井之间井距150m；井眼轨迹设计为“勺型”井 眼，以实现尽可能大的水平段长度和储层接触面积，水平段微微上翘，便于排 水，采用伽马+MWD进行水平井地质导向。
3000 2500 2000 1500 钻井井数(口) 水平井比例(%) 2139 1836 1685 1918 1774 2445 2006 100% 90% 80% 1863 60% 70% 60%
页岩气简介PPT模版49p
三、发达国家页岩气开采进程
• 美国页岩气开发进展迅速，2006 年产气量达 311 亿立方米，占美国天 然气年总产量的 6%，预测 2010 年美国页岩气产量将占天然气总产量 13%，页岩气已经成为美国重要非常规天然气资源，截至 2006 年，美 国有页岩气井 40000 余口，参与页岩气开发的石油企业从2005年的23 家发展到2007年的64家。美国页岩气的快速发展对中国页岩气开发具 有很大启迪和借鉴作用。2009年，美国依靠国内猛增的页岩气供应量， 以6240亿立方米的天然气产量首次超过俄罗斯，成为世界第一大天然气 生产国，并从天然气进口国成为潜在的天然气出口国，由此导致了2009 年国际天然气价格大幅下跌。 • 页岩气资源的开发在美国和加拿大已具规模。美国已圈定页岩气潜力盆 地50余个，其中20余个已完成页岩气钻井勘探，形成4万多口气井，探 明可采资源量15万亿～30万亿立方米，2008年开采500亿立方米，基本 接近我国目前天然气 600 多亿立方米的年度开采量。加拿大在阿尔伯塔、 BC 省及东部部分地区亦已展开勘探工作，已有一定产量。中国主要盆 地和地区页岩气资源量约为 15万亿－30 万亿立方米，与美国 28．3 万 亿立方米大致相当，经济价值巨大。另一方面， 生产周期长也是页岩 气的显著特点。 美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地 Barnett 页岩气田开采寿命可达 80～100 年。开采寿命长，就意味着可 开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。
页 岩 气
一、页岩气的概念
• 页岩气，页岩气是从碳泥页岩中， 以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质 岩类夹层中的天然气聚集。与普通天然气相比，它分布范 围广，埋藏浅，目前探明最浅的仅8米；开采周期较长， 可开采30 到50年，甚至更长时间。 • 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。 • 页岩气具有普遍存在、规模巨大、廉价开发、绿色环保等 多种优点，不久的将来即会成为中国开发的绿色能源新领 域，从而成为缓解原油产量不足的重要途径。
页岩气特征研究ppt课件
(1)我国页岩气分布广阔，储量大，页岩气藏地 质条件优越、生物气含量大，具有很大的开发价值。
(2)川东南和川东地区有利于页岩气藏发育。川西 虽然烃源条件优越，但埋深大；而埋深相对较浅的 川西南川南地区更有利于页岩气成藏。
(3)由于目前页岩气勘探开发的成套技术基本上被 国外大公司垄断，我国应鼓励和扶持企业和科研院 所开展关键技术试验，建设先导性实验基地。并针 对关键技术积极开展国际合作。
(1)储量的准确计算存在困难 页岩气基本属于自生自储型气藏。因此，页岩气藏有不同于常 规气藏的特殊性。页岩气藏有独特的天然气存储特征。在形式上 游离气和吸附气并存。由于页岩一般含有较高的有机质和粘土矿 物，因此，除游离气外，吸附气也成为页岩气藏重要的天然气存 在形式。 (2) 渗流机理复杂多样 页岩气藏有特殊的产气机制。与常规低渗气藏不同，天然气在 页岩中的流动主要有4种机理，这4种机理覆盖了从分子尺度到宏 观尺度的流动。主要表现为游离气渗流、解吸附、扩散和自吸。 根据以上分析，要想准确地计算页岩气的储量，必须解决好几个 问题：一是页岩基质孔隙度的准确计算；二是裂缝系统的准确评 价；三是页岩基质吸附量的准确评价；四是含气饱和度的准确计 算。
(2)中期深埋地腹，原油裂解气快速成藏。随着上覆地层 沉积，烃源岩持续深埋，有机质进一步成熟，当RO值约 为0.7%，有机质开始大量生油。此阶段若有构造活动，
16
遭受抬升则经历生烃停滞期(如四川盆地寒武系)。 随后，由于上覆地层的沉积，继续深埋，生油持续。 RO值达到1.3%，生油基本结束，开始进入湿气生 成阶段。当RO值至2.0%，该阶段为干酪根生成干气 阶段。当RO值达到2.5%，温度达到150℃时，古 油藏中原油大量裂解，生成天然气。
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(2) 裂缝对于页岩气藏的影响 含有机质和石英高的页岩脆性较强，容易在 外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝，有利于 天然气渗流和成藏。页岩气可采储量最终取决 于储集层内裂缝产状、密度、组合特征和张开 程度。岩性、岩石中的矿物成分是控制裂缝发 育程度的主要因素。
(2)川东南和川东地区有利于页岩气藏发育。川西 虽然烃源条件优越，但埋深大；而埋深相对较浅的 川西南川南地区更有利于页岩气成藏。
(3)由于目前页岩气勘探开发的成套技术基本上被 国外大公司垄断，我国应鼓励和扶持企业和科研院 所开展关键技术试验，建设先导性实验基地。并针 对关键技术积极开展国际合作。
(1)储量的准确计算存在困难 页岩气基本属于自生自储型气藏。因此，页岩气藏有不同于常 规气藏的特殊性。页岩气藏有独特的天然气存储特征。在形式上 游离气和吸附气并存。由于页岩一般含有较高的有机质和粘土矿 物，因此，除游离气外，吸附气也成为页岩气藏重要的天然气存 在形式。 (2) 渗流机理复杂多样 页岩气藏有特殊的产气机制。与常规低渗气藏不同，天然气在 页岩中的流动主要有4种机理，这4种机理覆盖了从分子尺度到宏 观尺度的流动。主要表现为游离气渗流、解吸附、扩散和自吸。 根据以上分析，要想准确地计算页岩气的储量，必须解决好几个 问题：一是页岩基质孔隙度的准确计算；二是裂缝系统的准确评 价；三是页岩基质吸附量的准确评价；四是含气饱和度的准确计 算。
(2)中期深埋地腹，原油裂解气快速成藏。随着上覆地层 沉积，烃源岩持续深埋，有机质进一步成熟，当RO值约 为0.7%，有机质开始大量生油。此阶段若有构造活动，
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遭受抬升则经历生烃停滞期(如四川盆地寒武系)。 随后，由于上覆地层的沉积，继续深埋，生油持续。 RO值达到1.3%，生油基本结束，开始进入湿气生 成阶段。当RO值至2.0%，该阶段为干酪根生成干气 阶段。当RO值达到2.5%，温度达到150℃时，古 油藏中原油大量裂解，生成天然气。
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(2) 裂缝对于页岩气藏的影响 含有机质和石英高的页岩脆性较强，容易在 外力作用下形成天然裂缝和诱导裂缝，有利于 天然气渗流和成藏。页岩气可采储量最终取决 于储集层内裂缝产状、密度、组合特征和张开 程度。岩性、岩石中的矿物成分是控制裂缝发 育程度的主要因素。
岩气系统划分ppt文档
二、问题的提出
TOC>2%层段40-50m,GR高
长芯1井地球化学剖面
2、海相、陆相及海陆过 渡相页岩既有象南方志留系 下志留统龙马溪组富有机质 黑色页岩，集中分布于下部 40～50m的层段，也有较为 分散的多层段分布类型，特 别是陆相及过渡相泥页岩， 多以分散多层段出现。
二、问题的提出
95m
60m 40m
320m
四川南江沙滩镇寒武系筇竹寺组
浙江安吉 叶坑坞 下寒武统
二、问题的提出
93m
15m
湖北宜昌王家湾志留系剖面
重庆綦江丁山1井奥陶系五峰组－志留系龙马溪组
二、问题的提出
龙会4井 二叠系龙潭组(吴家坪型)
35m 39m 江苏 泰州 N9井 二叠系龙潭组
二、问题的提出
3、如何划分页岩系统既是页岩气勘探开发之必经过程，也
三、如何解决
3、在已经过常规油气勘探 开发的盆地或地区，纯页岩厚 度最有效的确定方法是1990年 Q.R.passey等所提出的声波时 差与电阻率的差值法，并与已 标定的TOC层段电阻率与声波 时差值进行相关分析，从而将 电讯资料转换成TOC％含量资 料，进而确定有效页岩之TOC 含量及其分布，并划分出页岩 气系统。
四、结论
1、页岩气系统是页岩气勘探开发之必经重要过程，也是 页岩气地质评价之必须。
2、页岩气系统划分的核心技术是TOC评价。而TOC评价的 关键技术是测井电讯资料与实测TOC的相关性分析。尤其需 要提出的是，不同盆地和地区，不同地层源岩的TOC实测标 定是TOC评价的质量保证。
3、页岩气系统的划分之核心是富有机质页岩的判识，同 时也应从压裂改造的观点出发考虑其页岩系统之顶、底板分 布和含水层等问题。
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二、问题的提出
3、如何划分页岩系统既是页岩气勘探开发之必经过程，也是页岩气地质评价之
必需。
威远地区南北剖面页岩系统厚度图
140
120
厚度(m)
100
80
60
40
20
0
威15
威37
威26
威23
威72
威9
威14
井位
威远地区南北向剖面页岩系统厚度图
页岩系统 厚度
纯页岩厚 度（单层 >3m） 黑色页岩 （单层 >1m） 碳质页岩
页岩气系统定义 问题的提出 如何解决 结论
12
三、如何解决 1、对一个盆地或地区的源岩分布必须进行构造沉积机制研究。
?
上扬子地区下寒武统沉积相图
上扬子地区下志留统沉积相图 13
三、如何解决 2、在一个盆地或地区进行页岩气地质评价中必须首先进行源岩层系的精 细地球化学评价，包括沉积环境、有机质丰度和母质类型评价，特别是源岩 层段的TOC含量测定，实测密度不少于每米一块实测岩样，用以确定页岩的有 效厚度（页岩气源岩的TOC含量必须大于2％）。
3
汇报提纲
页岩气系统定义 问题的提出 如何解决 结论
4
二、问题的提出
1、2002年John B.Curtis在AAPG上提出:一个盆地或地区页岩具纯厚度 （net thickness）和总厚度（gross thickness）之分。
盆地或地区 Michigan Kentucky
Indiana
文献：Q.R.passey,A Practical Model for Organic richness from porosity and15 resistivity Logs,AAPG Bulletin,v.74,No.12(December,1990),pp.1777-1794.
汇报提纲
页岩气系统定义 问题的提出 如何解决 结论
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二、问题的提出
95m
60m 40m
320m
四川南江沙滩镇寒武系筇竹寺 组
浙江安吉 叶坑坞 下寒武统
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二、问题的提出
93m 15m
湖北宜昌王家湾志留系剖 面
重庆綦江丁山1井奥陶系五峰组－志留系龙8 马 溪组
二、问题的提出
龙会4井 二叠系龙潭组(吴家坪 型)
35m
39m
江苏 泰州 N9井 二叠系龙潭 组
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三、如何解决
3、在已经过常规油气勘探开 发的盆地或地区，纯页岩厚度最 有效的确定方法是1990年 Q.R.passey等所提出的声波时差 与电阻率的差值法，并与已标定 的TOC层段电阻率与声波时差值进 行相关分析，从而将电讯资料转 换成TOC％含量资料，进而确定有 效页岩之TOC含量及其分布，并划 分出页岩气系统。
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四、结论
1、页岩气系统是页岩气勘探开发之必经重要过程，也是页岩气地质评价之必 须。
2、页岩气系统划分的核心技术是TOC评价。而TOC评价的关键技术是测井电讯 资料与实测TOC的相关性分析。尤其需要提出的是，不同盆地和地区，不同地层 源岩的TOC实测标定是TOC评价的质量保证。
3、页岩气系统的划分之核心是富有机质页岩的判识，同时也应从压裂改造的 观点出发考虑其页岩系统之顶、底板分布和含水层等问题。
Texas
New Mexico
页岩名称
Antrim
Ohio
New Albany Barnett
总厚度(ft)
160
300~1000 100～400 200～300
纯厚度(ft)
70~120
30~100
50～100
50～200
文献：John B.Curtis,Fractured shale-gas systems,AAPG Bulletin,v.86,No.11(November,2002),pp.1921-1938.
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奉献能源 创造和谐
18
页岩气系统划分
程克明
中国石油勘探开发研究院 2012年12月
1
汇报提纲
页岩气系统定义 问题的提出 如何解决 结论
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一、页岩气系统定义 在一个盆地或地区，在一个勘探开发页岩气藏内，均存在一个或多个页岩气 系统，其主要依据页岩单层厚在10m以上，累厚大于30m，其纯页岩中可夹有小 于10m的非页岩夹层，这一组合分布称其为页岩气系统。 从压裂观点出发，一个页岩气系统还应考虑其顶、底板及其岩性分布。
Lewis 50～1900 200～300
5
二、问题的提出
2、海相、陆相及海陆过渡相页岩 既有象南方志留系下志留统龙马溪组 富有机质黑色页岩，集中分布于下部 40～50m的层段，也有较为分散的多 层段分布类型，特别是陆相及过渡相 泥页岩，多以分散多层段出现。
TOC>2%层段40-50m,GR高
长芯1井地球化学剖面
10
厚度(m)
பைடு நூலகம்二、问题的提出
威远地区东西剖面页岩系统厚度图
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
威18 威13 威31
威5
威30 威61 威29 威23
威2
威12
井位
威远地区东西向剖面页岩系统厚度图
页岩系统厚度 纯页岩厚度（单层 >3m） 黑色页岩（单层>1m） 碳质页岩
11
汇报提纲