页岩气
页岩气简介
页岩气简介一、什么是页岩气1.定义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。
随着能源需求的不断加大，页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源。
2011年底，国务院正式批准页岩气为我国第172个独立矿种，这意味着页岩气的勘查和开发上升为国家战略。
这里有两个概念：页岩气——是地质学分类；非常规天然气——却是一个石油工程分类。
2.页岩气的产生与储存状态地质历史上形成的富含有机质的泥页岩层系（可包括煤层），在实践中当不强调地质术语的准确性时可统而简之地称为暗色页岩。
其中特别富含可生油有机质且后期尚未经历深埋条件下的高温压者，因其中有机质在人工加热分馏可产出各类油品（如汽、柴油等），特称油（母）页岩。
而大部分这类页岩在后期经历深埋、有机质在热演化过程中产生大量气态和液态烃类。
其中气态的天然气液态的石油可从生烃层系中运移出去赋存于有孔隙的储层中。
他们在孔渗条件好的储层中高度富集便形成常规油气，因致密而孔隙度渗透性差，并使其油气难采出的就是非常规的致密（储层）油气。
己大量进入储层的油在近地表情况下受地下水氧化和生物降解就形成了非常规的重（稠）油和（沥青质）油砂、甚至更难利用的固体沥青矿。
而在生烃层中不可避免仍有大量气态和液态烃以吸附状态和游离状态而残留，留在煤层中的为煤层气、留在页岩（类）中者则为页岩油、气。
页岩气的赋存状态以吸附和游离为主，也有少量溶解态（图1）。
裂缝和孔隙是页岩气主要的储集空间。
但页岩本身物性很差，孔隙度和渗透率都很低。
因而局部的高孔渗区和裂缝发育区就有可能成为页岩气的“甜点”。
页岩孔隙可以分为原生孔和次生孔隙两种类型。
通常原生孔隙比较常见，但大多由于压实作用而变得十分微小。
地层水和有机酸等与页岩中不稳定矿物反应形成的次生孔隙也对页岩气的赋存具有重要意义。
构造裂缝和成岩裂缝是页岩裂缝的两种基本类型。
构造裂缝相对于成岩裂缝具有长度更长、开角更大等特点，因而是更有利的页岩气储集空间。
页岩气及其勘探开发
中国页岩气产业发展现状
资源丰富
中国拥有全球最大的页岩 气资源潜力，主要分布在 四川盆地、塔里木盆地等 地区。
技术进步
中国在页岩气勘探开发方 面取得重要技术突破，自 主研发的压裂技术和水平 钻井技术取得广泛应用。
政策支持
政府出台了一系列支持页 岩气产业发展的政策，鼓 励企业加大勘探开发力度， 推动产业快速发展。
工作原理
通过向页岩层注入大量高 压水，使页岩层产生裂缝， 增加天然气的渗透性，从 而使其更容易被开采。
应用范围
广泛应用于页岩气田的勘 探和开发，是实现页岩气 商业化开发的关键技术之 一。
多段压裂技术
定义
多段压裂技术是一种将多个压裂段组合在一起进行压裂的方法，以 提高压裂效率和产量。
工作原理
将页岩层分割成多个小段，对每个小段进行单独的压裂处理，使整 个页岩层形成复杂的裂缝网络，提高天然气的渗透性和产量。
美国页岩气田
以得克萨斯州和俄亥俄州为主的美国页岩气田，拥有世界领先的勘探开发技术。 地球物理勘探和钻井勘探在该地区的应用已经非常成熟，为美国成为全球最大 的页岩气生产国奠定了础。
03 页岩气开发技术
水力压裂技术
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定义
水力压裂技术是一种利用 高压水将页岩层压裂，使 页岩中的天然气能够释放 出来并被收集的技术。
页岩气产业发展前景与挑战
1 2
前景广阔
随着全球能源需求持续增长，页岩气作为一种清 洁、高效的能源资源，其市场需求将进一步扩大。
技术挑战
页岩气开采技术难度较大，需要不断改进和创新 技术，以提高开采效率和降低成本。
3
环境压力
页岩气开采过程中可能对环境造成一定影响，如 水资源消耗、地震等，需要在环境保护和产业发 展之间寻求平衡。
页岩气
1.吸附机理
页岩气赋存机理
4、裂缝、孔隙： 裂缝、孔隙会使 孔隙度增高，增 大页岩中颗粒的 比表面积。 5、压力：从吸 附等温线上可以 看出，岩石中的 吸附气含量随压 力的增加而增大。
总甲烷含量、吸附甲烷含量与压力的关系
2.游离机理
页岩气赋存机理
游离状态的页岩气存在于页岩的孔隙或裂隙中，气体可以自由 流动，其数量的多少决定于页岩内自由的空间（当气体分子满足 了吸附后，多余的气体分子一部分就以游离状态进入岩石孔隙和 裂隙中）。
（二）页岩气赋存机理
页岩气是典型的自生自储模式，因而无运移或极短距离运移， 就导致了其就近赋存的特点。页岩气主体上表现为吸附（干酪 根和粘土颗粒表面）或游离（天然裂缝和粒间孔隙）状态，甚 至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。
页岩气赋存机理
1、吸附机理 2、游离机理 3、溶解机理 4、综合机理
页岩气是由烃源岩连续生成 的生物化学成因气、热成因 气或两者的混合，在烃源岩 系统（ 页岩系统：页岩及页岩中
游离或溶解方式赋存的天然 气。（张金川教授）
夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥 质粉砂岩、甚至砂岩 ）中以吸附、
储集页岩气的泥页岩
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2.页岩气的分布
据２００５ 年ＲＨＳ的 统计，全球 页岩气资源 量为４５６ 万亿立方米， 主要分布在 北美（最 多）、亚洲、 欧洲和非洲 等地。
浅谈页岩气
主讲人：
主要内容
一、页岩气的概述
1、页岩气的定义 2、页岩气的分布
二、页岩气的成藏机理
1、页岩气生成机理 2、页岩气赋存机理 3、页岩气运聚机理 4、页岩气产出机理
三、页岩气的勘探和开发
1、页岩气的勘探 2、页岩气的开发
页岩气
四、页岩气的识别
1 .含气页岩岩性特点 2 .页岩气成藏边界条件 3 .页岩气快速识别
含气页岩岩性特点
当地层主含气及产气段以致密砂岩为主，具有生、供气能力和特点的泥、 当地层主含气及产气段以致密砂岩为主，具有生、供气能力和特点的泥、 页岩段作为夹层时，则形成具有活塞式成藏特点的根缘气。因此。 页岩段作为夹层时，则形成具有活塞式成藏特点的根缘气。因此。泥页 岩地层中砂质夹层的发育有力地促进了纯泥、页岩地层中的天然气排出， 岩地层中砂质夹层的发育有力地促进了纯泥、页岩地层中的天然气排出， 极大地复杂了页岩地层中的天然气成藏过程。 极大地复杂了页岩地层中的天然气成藏过程。
泥页岩发育特征
从震旦纪到早侏罗世, 中扬子地区发育了广泛的海相沉积和 陆相碎屑岩沉积，分布面积大，累计最大厚度超过10km，形成了 下震旦统(陡山沱组)、下寒武统、上奥陶统(五峰组)—下志留统 (龙马溪组)、下二叠统(栖霞组)、上二叠统(龙潭组和大隆组)、 下侏罗统6 套以黑色页岩为主体特点的烃源岩层系。 其中下寒武统、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组、二叠 系、下侏罗统4 套烃源岩是区域主力烃源岩。研究认为，南方地 区与美国东部页岩气产地(阿巴拉契亚等盆地)具有诸多的气藏条 件可比性，下寒武统、上奥陶统五峰组—下志留统分布广、厚度 大、有机质丰富，是中扬子地区页岩气发育的有利层位。
五、中扬子地区下古生界页岩气 资源勘探潜力
1.区域地质背景 2.页岩气有利勘探区 3 .页岩气潜力分析
区域地质背景
中扬子区位于扬子板块中部， 泛指 建始－彭水断裂以东、襄樊－广济断裂以南、江南 －雪峰隆起以北的地区（图1），包括现在行政区 划上的湖北省大部、湖南省西北部及重庆东部、江 西北部等地区，总面积约15.5×104km2。地处扬子 陆块中部，南有雪峰江南造山带， 北有东秦岭造 山带， 构造单元划分为14 个次级构造单元，油气 勘探区域划分为江汉平原区、湘鄂西区、鄂西渝东 区3 个区域。
页岩气开采技术
据预测，到2030年，中国页岩气产量将达到150亿立方米，占国内天然气产 量的15%左右。随着国际合作和经验技术交流的加强，中国页岩气开采技术也将 逐步走向世界前列。
总之，世界页岩气资源和开采现状表明，页岩气已经成为全球清洁能源领域 的重要角色。中国作为页岩气资源大国，其发展前景在政策支持、市场需求和技 术进步的共同推动下十分看好。随着国内外合作和研发的深入进行，中国页岩气 产业将迎来更为广阔的发展空间，为推动全球清洁能源革命和应对气候变化作出 积极贡献。
总结
国内页岩气开采技术的不断进步和发展，为我国能源结构的优化和清洁能源 的发展提供了有力支持。本次演示介绍了国内页岩气开采技术的现状、技术创新 和未来展望。通过水平井技术和水力压裂技术的不断优化和创新，我国页岩气开 采成本降低、效率提高，
为实现清洁能源的规模化发展奠定了基础。随着技术的进一步突破和市场需 求的增加，国内页岩气开采的前景十分广阔。未来，需要继续加强技术研发和创 新，推动页岩气开采技术的进步，为我国的能源事业作出更大的贡献。
2、水平井技术
水平井技术已成为页岩气开采的重要手段。水平井能够增大储层暴露面积， 提高产能，并有助于降低生产成本。其原理是在垂直主井眼的基础上，侧钻出一 条或多条水平井眼，以实现对更大储层的开发。水平井技术的优势在于提高产能、 降低成本以及减少环境影响。然而，该技术的实施需要先进的设备和钻井技术， 同时对地质和工程要求较高。
3、水力压裂技术
水力压裂技术是页岩气开采过程中的一项关键技术。其原理是通过向储层注 入高压泵入的流体（通常是水和砂），使储层产生裂缝，进而释放出被困的天然 气。水力压裂技术的主要优点是提高产能、降低钻井成本和减少开发时间。然而， 该技术也存在一定的局限性，如对储层造成潜在损害、需要大量水资源以及可能 引起地质灾害等。
页岩气简介
中国政策与法规
页岩气产业政策
中国政府出台了一系列支持页岩气产业发展的政策，包括财政补贴、税收优惠、市场准入等方面的支持措施。
环保法规
中国政府在页岩气开发过程中，加强了环保法规的制定和执行，要求企业严格遵守环境保护法律法规，确保页岩 气开发与环境保护相协调。
政策与法规发展趋势
强化监管
随着环境保护意识的提高，各国政府将加强对页岩气开发的监管力度，以确保资源开发和环境保护的 平衡。
技术创新
鼓励页岩气产业技术创新，提高开采效率和安全性，降低对环境的影响。
06
页岩气开发前景展望
技术进步与成本降低
水平钻井技术
通过水平钻井技术，能够更有效地开发页岩气资源，提高单井产 量和采收率。
多段压裂技术
多段压裂技术能够将水、砂和化学剂注入地层，使岩石破裂，释 放出更多的天然气。
数字技术和人工智能
数字技术和人工智能的应用，如实时监测、数据分析等，有助于 优化页岩气开发过程，降低成本。
全球页岩气资源潜力
北美地区
北美地区拥有丰富的页岩气资源，尤其是美国和 加拿大。
欧洲地区
欧洲地区也具有较大的页岩气资源潜力，如波兰 、乌克兰等国家。
亚洲地区
亚洲地区的中国、印度和东盟国家也是页岩气资 源的重要地区。
பைடு நூலகம்
对地区经济的影响
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促进就业增长
页岩气开发需要大量的人力资源，包括开采、运 输、加工等方面的工作，为地区创造了大量的就 业机会。
推动相关产业发展
页岩气开发利用带动了相关产业的发展，如设备 制造、技术服务等，进一步促进了地区经济的繁 荣。
增加政府财政收入
随着页岩气产量的增加，政府可以获得更多的税 收和资源收益，有助于增加政府财政收入。
页岩气相关资料
页岩气系列资料总结藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义一、页岩气的定义页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中（亦可存在于泥页岩层系中的粉、细砂岩,粉砂质泥岩或砂岩夹层中）,以吸附或游离状态为主要存在方式（也包括溶解气）的连续式富集（连续型油气藏是指低孔低渗储集体系中油气运聚条件相似、含流体饱和度不均的非圈闭油气藏,具有巨大的储集空间和模糊的油气藏边界,其存在几乎不依赖于水柱压力,主要指非常规气藏,包括致密砂岩气、页岩、深盆气、煤层气、浅层微生物气、天然气水合物6种主要类型/为不间断充注、连续聚集/连续分布成藏）的天然气聚集。
从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果。
Curtis认为页岩气系统基本上是生物成因、热成因或者生物—热成因的连续型天然气聚集,页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。
张金川等认为页岩气是指主体位于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聚集,为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
二、页岩气的类型1、按气源成因分类：是最常采用的分类方式。
北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源,即生物成因、热成因以及两者的混合成因，其中以热成因为主,生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中。
盆地斜坡/中心,倾油有机质经历充分热降解或热裂解,热成因页岩气较发育;有机质成熟度较低、水动力条件优越的盆地边缘,生物成因气发育。
热成因型页岩气又可分为3个亚类:①高热成熟度型,如美国Fort Worth盆地的Barnett 页岩气藏;②低热成熟度型,如Illinois盆地的New Albany页岩气藏;③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层共同储气,如East Texas盆地的Bossier页岩气藏。
热成因气的形成有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气3种途径: 原油及沥青二次裂解生成的天然气量大小主要取决于烃源岩中有机质丰度、类型以及液态烃残留量，和储层的吸附作用。
页岩气开发开采技术
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单击此处添加大标题内容
通过引进、消化，结合国内实际，形成了一套针对页岩气藏压裂投产技术。
安东的合作伙伴（亚太地区唯一）ELY公司是一家专业从事页岩气藏压裂改造的服务公司，在页岩气藏清水压裂改造方面具有丰富的经验。 ELY主要从事完井、增产作业、油藏等领域的整体设计、现场施工作业及现场监督。 在页岩气压裂方面，ELY也具有20多年的研究经历以及超过1000口页岩气井的现场压裂经验。 在页岩气压裂服务的公司包括Chevron USA Production 、 Shell Oil Company、 Shell Western E&P, Inc、Mitchell Energy等等。
1.2～1.6
1.6～2.6
0.4～1.1
TOC，%
4.5
4～9.8
0.5～4.0
1～14
1～20
1～25
0.45～3.5
1.7～3.75
1.88～9.36
>2
石英+钙质%
35～50
60～80
20～41
50
50～70
40～55
35～45
总孔隙度，%
4～5
2～8
8～9
3～9
9
10～14
3～5.5
目 录
添加标题
页岩气藏特点
添加标题
安东页岩气服务能力
添加标题
页岩气资源分布
添加标题
页岩气开发技术
致密性和天然气的特性要求页岩气开采最大程度地暴露页岩地层到井眼的接触面积，需要的主要技术如下：
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水力压裂法
• 所谓水力压裂法就是开采页岩油气时所使用的一种钻井技术，主 要目标是令油气井增产。原理就是利用地面高压泵，将大量化学 物质掺杂水、沙子、石子制成压裂液，再灌进岩石深处并压裂岩 石，最终释放出石油或天然气。当前，这项技术对天然气井增产 效果更为明显。这项技术在美国最早于1946年被堪萨斯州所采用。 • 水力压裂法遭抨击的主要原因在于：每次液压破碎都需要数百万 吨水，而页岩油气井通常位于较为干旱的地区。 • 此外，灌输进地层的水中需要添加大量化学物质，因此可能会对 地下水造成污染，而出油气的过程还将附带排出有害空气污染物。
发展历史
页岩气的开采发端于美国，此后美国在页岩气的勘探、开采以及商 业化应用上走在了全球的前列。1821年，美国纽约州弗里多尼亚天 然气矿井中首次开采出页岩气，到今天，页岩气的开采已经有近2 个世纪的时间。上世纪30年代，水平钻探技术应用于页岩气开采中， 1947年，美国泛美石油股份公司在页岩气气井中第一次使用压裂法， 这成为以后页岩气开采最常用的方法。
储量及分布
2013年美国能源信息署发布了全球页岩气评价报告，包括美国在内 的42个国家页岩气技术可采资源量为206.56万亿立方米，主要分布 在北美洲、亚太地区、南美、中东和北非地区。中国位居全球页岩 气技术可采资源量第一，分布区域有上扬子及滇黔桂区、华北及东 北区、中下扬子及东南区、西北区。 中国（36 万亿立方米，约占20%）、美国（24 万亿立方米，约占 13%）、阿根廷、墨西哥和南非
页岩气
页岩
页岩由黏土脱水胶结而成的岩石。以黏土类矿物(高岭石、水 云母等)为主，具有明显的薄层构造。按成分不同，分炭质页 岩、钙质页岩、砂质页岩、硅质页岩等。其中硅质页岩强度稍 大，其余的较软弱。
页岩气简介
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然 气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以 游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗 粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。
天然气、煤层气与页岩气
天然气、煤层气、页岩气之间关系与相同点 专业上把天然气称为 常规天然气，而把煤层气与页岩气称为非常规天然气，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 是自然形成的洁净、优质能源 。
1.常规天然气以游离赋存为主，蕴藏在地下多孔隙岩层中，主 要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤田。其开采时一般 采用自喷方式采气、排水式采气，开采技术较简单。 2.煤层气赋存特点是在成煤的过程中以吸附在煤基质颗粒表面 为主、部分游离于煤、围岩孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气 体。其开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦 斯抽放系统抽出，相对天然气开采难度稍大。 3.岩层气成藏的生烃条件及过程与常规天然气相同，页岩气藏 具有自生自储的特点，页岩既是烃源岩又是储岩。其开采难道 较大（因为页岩气储集层渗透率低），主要有水平井技术和多 层压裂技术。
加拿大作为美国的近邻，发挥地理优势和资源优势，较成功的进行 了页岩气的勘探与开发，成为继美国之后第二个成功开发出页岩气 的国家。 2012年9月24日 ，中国首个页岩油气产能建设项目——中石化梁平 页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻。
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