课件--页岩气开采现状及关键技术---李宗田讲解

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
资料来源 :Roger 1997,IFP 2006,USGS 2007
全球页岩气资源状况
全球页岩气资源状况
全球页岩气可采资源
全球页岩气资源分布
美国页岩气的成功,全球掀起了一场“页岩气革命” ,澳大利亚、
中国和印度等许多国家给予极大关注,纷纷开展研究、勘探评价和开 发试验工作。预计到2020 年全球页岩气年产量可达3068×108m3。
美国页岩气开发进展
据EIA预测,到2035年,美国页岩气产量将占到美国天然气总量的45%。

中国页岩气资源分布
中国大陆页岩气资源富集分布图
中国页岩气资源分布
页岩气资源量100×1012m3 可采资源量为36×1012m3
盆地名称 南方扬子地区 盆地类型 克拉通 盆地面积/104km2 90 储层年代 志留系,寒武系 资源总量/1012m3 13.5 资源丰度/108m3km-2 1.50
为提高作业时效,降低生产成本,提高开采效益,在生产作
业中采取以下两个方面措施: (1)钻机底部液压移动式搬家。在同一井场实施的丛式水 平井钻井,一般部署3-8口井水平井,采用统一的井场基础,地 面井口一般距离为5-15m,钻机搬家均采用底部液压移动式搬家,
大大降低了搬家时间和成本。
(2)同一井场实施并行作业。在同一个井场有多口井可同 时进行钻井、压裂和采油等多项作业,即实施“并行作业”, 加快产能建设的步伐,缩短了页岩油气田项目投产周期。
中国页岩气开发进展
(2)中国石油页岩气开发历程
2007年10月,美国Newfield公司与中石油签定了页岩气联合研究协议 2008年11月,中石油实施的首口页岩气取心浅井在宜宾完钻
2009年又与Shell公司在重庆富顺-永川区块启动合作勘探开发项目
2010年实施钻探了威201井,获得了 1.08×104 m3/d的页岩工业气 2011年,长宁构造宁201井、宁203井、昭104井,富顺-永川合作区块 阳101井在龙马溪组获工业气流
如同碎玻 璃
水平井分段压裂技术
压裂车组
八通压裂井口
可钻桥塞结构示意图
地面高压管汇
水平井分段压裂技术
技术特点:套管压裂,桥塞封隔,
大排量施工
适用井眼:套管完井 桥塞输送方式:泵送、连续油管、
油管
最新纪录:42级分段压裂
泵送桥塞射孔联作分段压裂技术
微地震裂缝监测技术
微地震裂缝监测通过采集微震信号并对其进行处理和 解释,获得裂缝的参数信息从而实现压裂过程实时 监测,是目前判断压裂裂缝最准确的方法。
中国页岩气开发进展
中海油页岩气勘探开发现状
安徽芜湖下扬子西部区块页岩气勘查项目,勘查面积达4840km2 目前已在该区块进行地震作业,钻探3口浅井进行评价研究
延长石油页岩气勘探开发现状 柳评177井在陆相延长组长7段进行了小型测试压裂试验,放喷排
液时开始产气,点火后火焰高度5-6米。
目前,延长集团已选定下寺湾油田中生界延长组、延长气田上古
生界山西组-本溪组两个目标区。
目前已经完钻探井16口,5口井压裂测试获得1600-2300方;
中国页岩气开发进展
2012年底,中国石油企业主要在四川盆地及周缘、鄂尔
多斯、渤海湾盆地等地区共实施页岩油气井72口
其中页岩气井66口,页岩油井6口,水平井29口(页岩油水平井6口)
中国页岩气开发进展
中国石化页岩气开发进展
2008年,华东分公司专业从事非常规油气资源的勘探开发;初步建立了中国石化
南方页岩气选区评价方法,并优选出页岩气有利富集区; 2009年9月以来,中国石化先后与bp公司、Chevron公司、ExxonMobil公司就页 岩气的勘探开发进行了技术交流,提出了八个区块可以进行合作; 2010年开展上、中、下扬子18口老井的页岩气测井重新解释工作,选择复试准备 井,并对黔西区块方深1井进行了大型压裂改造及复试; 2011年7月中国石化第一口页岩气水平井建页HF-1井顺利完钻; 2012年开发试验阶段,中石化在礁石坝地区部署15口井的开发试验; 2013年10月12日中国第一个礁石坝区块页岩气开发方案审查通过。 2015年在涪陵建成50亿立方米页岩气生产能力,全国60亿产量。
规模开发“井工厂”模式
同步压裂
拉链式压裂
主 要 内 容

国内外页岩气现状


页岩气来自百度文库发关键技术
页岩气前景展望与启示
页岩气前景展望
1. 世界页岩气“革命”方兴未艾,北美地区持续
高速发展,中国加速发展,其他国家正处于起步 阶段。2013年年底,第三轮页岩气探矿权招标工作 即将启动,中国页岩气产业即将步入规模化开发阶 段。
2010年以来,国家先后出台一系列扶持政策,鼓励页岩 气开发 2012 年 12 月 6 日,国家公布了第二轮页岩气招标结果, 19家企业中标,总面积约20000km2
主 要 内 容

国内外页岩气现状


页岩气开发关键技术
页岩气前景展望与启示
页岩气开发两大关键技术
水平及钻井井技术 水平井分段压裂技术
重(稠)油 致密砂岩油 致密砂岩气 0.1mD 10mD
页岩气页岩油
油 砂 天然气水合物 油页岩水溶气
煤层气 油页岩 0.001mD
油气资源分布示意图
全球页岩气资源状况
评估全球非常规天然气4353×1012m3 其中页岩气资源量为456×1012m3,相当于致密气和煤层气两者的 总和。
华北地区
西部陆相盆地 东部盆地
克拉通
前陆盆地 拗陷盆地
60
70 50
石炭系,二叠系
二叠系,侏罗系 白垩系,第三系
5.40
5.83 6.00
0.90
0.83 1.2
合计
30.7
中国页岩气开发进展
中国页岩气发展历程
2000-2009
技术储备阶段
通过十年的技术储备对页岩气 开发有了初步的认识及技术储 备 2008-2009 目标优选阶段
待。井深1500m左右的致密砂岩气井丛式井单井平均钻井周 期仅2.9天,垂深2500m左右、水平段长1300m的页岩气丛式 水平井平均钻井周期仅27天。 (2)泥浆重复利用,减少泥浆的交替。多口井一开泥浆 体系相同,重复利用;二开泥浆体系相同,重复利用。尤其 是三开油基泥浆的重复利用特别重要。
规模开发“井工厂”模式
水平井钻井技术
•直井主要目的用于试验,了解油气藏特性,获得钻井、压裂 和投产经验。 •水平井主要用于生产,增大储层的泄流面积,得到更高的天 然气产量。
页岩气水平井示意图
水平井钻井技术
钻机+钻杆+导向钻头+钻井液+套管+固井=水平井钻井
成套钻机
M1952C钻头
油基钻井液用乳化剂
钻杆
水平井地质导向钻井技术
中和以吸附状态吸附在在矿物颗粒表面。一般认为吸附状态天然气的含量在 20~85%。
页岩气的基本特性
• 页岩(Shale)是一种沉积岩,成分复杂,但都具有薄页状或薄片
层状的节理,主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石,但其中混 杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质。
页岩气的基本特性
富含粘土:粘土矿物一般为30%~ 80% ,石英、钾长
85口水平井,117口大斜度定向井,719口直井 钻探150口水平井,2-4级水平井压裂 新钻600口井水平井,新技术的应用加快了钻井周期 钻探1000口井水平井,探索清水压裂所需大量水的循环利用 钻探1500口井水平井 完成5000口水平井完井,环境保护,水循环利用,重复压裂测试 保产量,低成本运作,提高效率
钻探长芯1资料 井及威远气田页 岩段系统取芯井, 并与挪威石油、 埃克森美孚联合 研究
2009先导试验阶段
2009年部署中 国第一口页岩 气评价井威201 井获井口测试 日产能1.08万 方的工业气流
2005-2008
资源评价阶段 2000-2005 跟踪调研阶段
调研国外页岩储层 勘探开发状况 通过对比国内外 类似页岩储层地 质特征,并与国 外公司联合评价, 如与美国新田公 司联合评价威远 气田
说明
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2011
2600 3500 4500 5500 7000 9000 13000
钻探5口井 二氧化碳泡沫压裂 XL凝胶,3ppg砂比,氮气助排 XL凝胶,第一口为1500英寸裂缝半长,1mm粒径砂 Denton 公司开发 钻探第一口水平测试井 2口水平井,降低了水平井压裂液中凝胶含量 第一次应用清水压裂,500000gal液体,200000磅砂 上部页岩重复压裂,并第一次应用测斜仪裂缝检测技术 增加压裂体积1-2MMgal,支撑剂用量500000磅,首次应用微地震检测 200口井重复压裂
北美页岩气资源分布
美国页岩气开发进展
美国页岩气发展历程
1821 年美国就钻探了第一口商业性页岩气井。
1981 年,美国第一口页岩气井压裂成功,实现了页岩气开发的历史性突破 06-09年页岩气产量以每年百亿方数量级增长 09-12年产量以每年四百亿方数量级增长 2012年美国页岩气年产量2200 亿m3,为美国天然气总产量的36 %,累计钻页岩 气井约42000口。
规模开发“井工厂”模式
丛式井
目前美国页岩油气均采用丛式水平井开发,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,水平段 长度1000-3000m。
规模开发“井工厂”模式
(1)实现设备利用的最大化。 多口井依次一开,依次固
井,依次二开,再依次固完井。钻井、固井、测井设备无停
1800
1800
1600 1400 1378
产量 /亿方
1200 1000 800 600 520 408 104.2 106 116 124 146 167 903
400
200 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003
188
194
265
2004 2005 年份
2006
2007
石、方解石、白云石、斜长石、黄铁矿为20%~70。

微观孔隙结构:大孔隙直径一般大于50nm,微
孔 直径小于2nm。

极低的孔隙度和渗透率:
孔隙度:0.01~5%,
渗透率:0.00001~10mD

巨大的矿物表面积:储存更大的储量
页岩气的基本特性
岩石力学性质:
杨氏模量E: 20.2-54.6 GPa 泊松比: 0.19-0.48 脆性硅质、钙质含量差异大: 脆性较强页岩:利于实现页岩储层的大规模复杂缝网改造
地应力:
大小,方向,应力差
页岩气岩心样品
非常规油气资源
观念创新:把约束在 生油岩里的油气放出

常规油气藏形成的 六字诀:生储盖运圈 保 非常规油气:有生 即储 开发:常规气 致密气 页岩气
常 规 油 气 非 常 规 油 气
1000mD
高品质 油气资源 中品质 油气资源 低品质油气资源
资料来源 :Roger 1997,IFP 2006,USGS 2007
全球页岩气资源状况
全球天然气资源构成 万亿m3
常规气
页岩气10%
471 256 210 456
煤层气 致密气 页岩气
水合物68%
水合物
合计 评估全球非常规天然气4353×1012m3
3000
4353
其中页岩气资源量为456×1012m3,相当于致密气和煤层气两者的总和。
页岩气开采现状与关键技术
李宗田
2015年3月
主 要 内 容

国内外页岩气现状


页岩气开发关键技术
页岩气前景展望与启示
页岩气的基本特性
页岩气的概念:页岩气是指以热成和生物两者相互作用生成,并聚集在灰 黑色烃源岩中的天然气,是一种自生自储型非常规天然气。
储存方式:页岩气主要以游离状态存在于页岩的天然裂缝与矿物粒间孔隙
水平井分段压裂技术 水平井分段压裂关键技术
体积压裂技术设计理念
电缆射孔桥塞分段压裂技术 滑套封隔器分段压裂技术
微地震动态裂缝监测技术
水平井分段压裂技术
页岩气水平井分段压裂技术利用封隔器或桥塞分隔 各段,在井筒内逐段压裂,最终形成体积裂缝,构 建气藏渗流通道,形成人造气藏。
压裂施工现 场 地下形成缝网
2008
2009
2010
2011
美国页岩气开发进展
美国Barnett页岩气藏开发历史
年份
1970 1981 1984 1985 1988 1991 1995 1998 1999 2001 2002
累积井数
5 6 17 49 62 76 200 300 450 750 1700
相关文档
最新文档