国内页岩气勘探开发特点和固井技术浅析
我国页岩气开发现状和发展趋势分析2013
我国页岩气开发现状和发展趋势分析2013
一、国内外情况 (2)
1、国内情况 (2)
2、国外情况 (2)
3、施工难点 (2)
二、未来页岩气开采模式蓝景展望 (3)
1、距离经济效益为时不远 (4)
2、规模开发有待技术完善和成熟 (4)
3、页岩气开采，地表、地下影响不一 (5)
4、规模化开采有望带来设备需求大空间 (6)
三、行业主要企业简况 (8)
1、杰瑞股份 (8)
2、吉艾科技 (8)
3、常宝股份 (9)
四、行业风险 (10)
一、国内外情况
1、国内情况
我国页岩气可采资源量约为26*1012m3，目前还处于探索阶段。
四川盆地寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组页岩地层中蕴含有丰富的页岩气资源。
2、国外情况
全球对页岩气的开发并不普遍，仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。
美国2009 年页岩气产量达到了878*108m3，占到了天然气年产量的14%左右，超过2009 年我国常规天然气的年产量
（874.5*108m3）。
3、施工难点
第一，底层出露老、可钻性差，机械钻速慢，单只钻头进尺少；
第二，上部地层出水、下部底层井漏，气体钻井收到限制，治漏花费大量时间；第三，井壁失稳导致井下复杂，纵向上空隙、裂缝发育；
第四，国内页岩气藏大延伸水平井固井和增产改造技术尚无先例。
页岩气的开发现状及展望
页岩气的开发现状及展望摘要：世界经济发展对于油气等能源的需求量不断增加，非常规油气资源的开发将更加吸引人们的眼光。
本文分析了国内外页岩气的开发现状。
虽然中国的页岩气资源相当丰富，但开发基本上属于起步阶段。
由于页岩气储层渗透率低，开采难度大，因此我们需要学习国外先进技术，开发一套适合我国页岩气储层的钻井开采工艺，同时需要国家的大力支持，推动我国页岩气产业的发展。
关键词：页岩气非常规资源储层渗透率一、引言随着世界经济发展对油气需求的不断增加，常规油气资源己不能满足这种需求的快速增长，人们纷纷把目光转向一些非常规油气资源：煤层气、页岩气等。
世界部分地区的非常规油气资源储量巨大、分布集中，开发技术日趋进步，相信页岩气等非常规油气资源将成为未来世界油气发展的一个重要方向。
页岩气是指那些聚集在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。
在页岩气藏中，天然气不仅存在于泥页岩，也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和砂岩地层中。
页岩气作为一种非常规能源越来越受到人们的重视。
世界页岩气资源很丰富，但尚未得到广泛勘探开发，根本原因是致密页岩的渗透率一般很低。
但近几年来，页岩气的开采已经成为全球资源开发的一个热点。
由于页岩气的赋存、运移以及开采机理与普通天然气有很大的不同，所以在勘探开发技术方面与普通天然气也有很大的差别。
二、国内外页岩气开发利用状况1.世界页岩气资源潜力和勘探开发的基本趋势据预测，世界页岩气资源量为456万亿m3，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、原苏联等地区，与常规天然气相当，页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。
世界上的页岩气资源研究和勘探开发最早始于美国。
1821年，第一口页岩气井钻于美国东部步入规模生产，20世纪70年代页岩气勘探开发区扩展到美国中、西部，20世纪90年代，在政策、价格和开发技术进步等因素的推动下，页岩气成为重要的勘探开发领域和目标。
页岩气钻完井技术现状与难点探究
57页岩气与一般的天然气有很大的不同，其形态多样化，大部分存在于裂缝、微孔隙、有机质和粪球粒微孔隙及纳米级孔隙。
为了提高钻井的速度和单井开采效率，必须在开采技术上进行创新和改进，不断攻克技术难点，提高页岩气开采的经济效益，解决人类发展中资源短缺的瓶颈问题。
1 页岩气钻完井技术发展历程1.1 国外页岩气钻完井技术发展美国是目前在页岩气开发方面发展最早，也是发展最为先进的国家，世界上第一口页岩气井就是由美国的技术人员完成，之后又陆续研发了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井等多种方式，页岩气的开发，从垂直井发展到水平井，页岩气的产量也有了很大的提高。
页岩气开发技术水平也走在了世界的前列，而其他国家发展较晚，起步较慢，但随着其他发达国家在页岩气钻完井技术上的成功研发和应用，目前全球都在积极对该技术进行研究创新，由此引发了“页岩气革命”。
1.2 我国页岩气钻完井技术现状 在全球都广泛勘探开发页岩气这一新的天然气能源时，我国迎难而上，很多石油企业都加大了页岩气开发技术的研究，在引进、消化、应用上已取得重大进步。
2009年中石油第一口页岩气井开钻，中石化集团也紧跟其后于第2010年开始了河页1井开钻工程，并于2011年第一口页岩气水平井-建页HF-1完钻。
我国的页岩气开发区域比较集中，一般在重庆涪陵、四川长宁—威远等区块。
面对如此喜人的成绩，我们仍不可忽视页岩气配套钻完井技术暴露出的缺陷，受各区域页岩气储层的物性、裂隙发育程度、气体吸附特征乃至埋深等差异性因素影响，在开采过程中会因为设备或工艺上的原因导致生产事故，也会影响开采效率和产量，最终导致开采投资成本与收益不相符，因此为了更好地提升钻完井技术的应用效果，技术人员需要根据其施工重难点不断完善钻完井技术体系，促使其发展更为成熟。
2 页岩气钻完井技术体系介绍2.1 页岩气钻井技术现阶段页岩气开采主要应用水平井技术，初期由于技术水平较低，研究还未深入，多采用欠平衡钻井法，但其工作效率和产量还能够满足社会需求，随着我国经济发展加快，且技术水平在不断提升，人们对页岩气钻井技术的研究分析更为深入，在总结欠平衡法弊端，结合社会高需求后旋转导向钻井技术应运而生，这种方式的轨迹控制效果好，且避免了对储层造成污染和伤害，保护了开采地周围的生态环境和地理环境，更重要的是可以更为安全高效地对页岩气进行开发。
页岩气研究综述 - 成藏机理、储层性质、渗流机理、吸附机理、含气性分析及主要开发技术
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。
非常规油气
页岩气的开发技术
水力压裂技术
页岩气开采技术
1.清水压裂技术 2.重复压裂技术 3.水力喷射压裂技术
4.多级压裂技术
5.同步压裂技术
水平井钻井
一、页岩气主要开发技术
二、水力压裂技术综述 1、水力压裂技术应用分析 2、水力压裂关键因素 三、我国页岩气开发面临问题 四、结论与建议
1 水力压裂技术应用分析
页岩气成藏机理、储层性质、渗流机 理、吸附机理与含气性分析及主要开 发技术综述
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。 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
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原因，以及重复压裂成功或失败的因 素。
页岩气开采技术
页岩气开采技术1 综述页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。
页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
如图1.1所示。
页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。
页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。
可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。
根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。
与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。
从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。
我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。
图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。
因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。
2 页岩气水平井技术1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。
美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。
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。
浅谈固井质量测井评价技术概述
浅谈固井质量测井评价技术概述引言固井是在油气井钻完后，通过注入水泥浆使井壁与套管之间的空隙填满，达到加固井壁、隔离地层的目的。
固井质量的好坏直接关系到井眼的稳定、井内压力的控制以及油气的产量等因素。
因此，对固井质量进行准确评价与分析对于油气勘探开发具有重要意义。
本文将结合固井质量测井评价技术的发展，对该方面的概述进行浅谈。
固井质量测井评价技术的发展固井质量的评价一直是油气勘探开发中的难题之一。
随着科学技术的进步，固井质量测井评价技术得到了迅速的发展。
以下将对几种主要的固井质量测井评价技术进行概述。
壁面状况评价技术壁面状况评价技术是通过测量井壁的物理性质分析固井质量的一种方法。
常用的方法有旋回声波测井、密度测井和电阻率测井等。
旋回声波测井旋回声波测井是通过测量声波在地层中传播的速度和衰减程度来评价井壁的完整性和固井质量的方法。
它可以提供关于井壁损害、水泥质量以及井眼附近地层性质等方面的信息。
密度测井密度测井是通过测量井内介质的密度来评价固井质量的一种方法。
通过测量密度下降的情况来判断水泥浆是否充实，以及是否存在空隙和水泥浆与井壁的较大间隙等问题。
电阻率测井电阻率测井是通过测量沿井眼周围不同方向的电流传播的速度和幅度来评价固井质量的一种方法。
通过分析电阻率的变化，可以评价水泥浆的充实程度、井壁的损害以及井眼附近地层的性质。
压力评价技术压力评价技术是通过分析固井过程中的压力变化来评价固井质量的一种方法。
常用的方法有压力测试、封隔测试和漏失测试等。
压力测试是在固井完毕后，通过向井口注入液体或气体，测量井内的压力变化，从而评价固井质量的方法。
通过分析压力的变化曲线，可以判断水泥浆是否充实、井壁是否受损以及是否存在漏失等情况。
封隔测试封隔测试是通过将井眼与地层进行隔离，然后施加压力来评价固井质量的方法。
通过测量压力的变化，可以判断封隔性能和固井质量的好坏。
漏失测试是通过检测固井后井内液体漏出的情况来评价固井质量的一种方法。
页岩气的形成与开发
页岩气的形成与开发随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，正日益受到人们的。
本文将探讨页岩气的形成与开发相关问题，以期为页岩气钻探和开发工作提供一些启示和建议。
一、页岩气的概念与重要性页岩气是指赋存在页岩层中的天然气，其主要成分是甲烷。
与常规天然气相比，页岩气的开采更为复杂，但具有更高的能源密度和更低的碳排放。
随着全球常规天然气储量的逐渐减少，页岩气作为一种非常规能源资源，正变得越来越重要。
二、页岩气的形成页岩气的形成主要发生在沉积盆地中，由生物作用和热力作用共同作用形成。
生物作用指的是生物遗体在沉积盆地中分解产生甲烷的过程，而热力作用则是指地层中的有机质在高温高压条件下分解产生甲烷的过程。
这些甲烷分子在页岩层中不断聚集，形成了大量的页岩气。
三、页岩气的开发1、页岩气井的类型根据开采方式和地质条件的不同，页岩气井可分为水平井、垂直井和复合井三种类型。
水平井是指在目标层沿水平方向钻进的井，具有产量高、占地面积小等优点；垂直井则是在目标层垂直方向钻进的井，适用于地质条件较复杂的情况；复合井则是将水平井和垂直井结合起来，以提高开采效率。
2、钻探工艺页岩气钻探的主要工艺包括：钻井、固井、完井、压裂和酸化等。
其中，钻井是基础，完井和压裂则是关键环节。
在钻井过程中，需要使用特殊的钻头和钻具，以确保钻进稳定和快速；在完井和压裂过程中，则需采用高精度的设备和工艺，以实现页岩层的分离和裂缝的扩展。
3、开发流程页岩气开发的基本流程包括：资源评估、钻前准备、钻井、测井、完井、试气、生产和废弃管理等环节。
这些环节环环相扣，任何一个环节的失误都可能影响到整个开发项目的成败。
4、面临的问题尽管页岩气开发具有巨大的潜力，但也面临着诸多问题。
首先，页岩气开发需要大量的水资源，而水资源在某些地区可能难以获得；其次，页岩气开发过程中的压裂和酸化等工艺可能会对地下水造成污染；此外，页岩气开发还会产生大量的废气和废水，对环境造成一定的影响。