影响页岩气产能的关键因素(英文)
页岩气水平井压裂影响因素分析
页岩气水平井压裂影响因素分析李华彦;杜建芬;汪周华;李立健;毕研鹏;管奕婷【摘要】从水平井多级压裂技术入手,在考虑原始井筒周围地应力分布状态的基础上,结合弹性力学理论和岩石拉伸破裂理论,分析压裂过程中裂缝的形态、裂缝参数优化等问题.【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(016)004【总页数】4页(P73-76)【关键词】页岩气;水平井压裂;裂缝参数优化;低渗透地层【作者】李华彦;杜建芬;汪周华;李立健;毕研鹏;管奕婷【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;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【正文语种】中文【中图分类】TE3771 页岩气概述页岩气是一种典型的非常规天然气，在页岩气藏中，页岩地层既是气源岩也是储层及盖层［1］，它是产自极低渗透率、富有机质的页岩地层中的天然气。
页岩气藏是以富有机质页岩为气源岩、储层或盖层，在页岩地层中不间断供气、连续聚集而形成的一种非常规天然气藏。
页岩气是指在富有机质页岩地层中，主要以吸附、游离状态为主要方式存在并富集的天然气。
它是天然气生成以后直接储存在富有机质的烃源岩层内，具有“原地”成藏的特点。
页岩气主体上以游离相态(大约50%)存在于裂缝、孔隙及其他储集空间中［2］，吸附状态(大约50%)存在于干酪根、黏土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态存储于干酪根、沥青质及石油中。
页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，其特殊的赋存方式使之不受构造因素控制，因此，有人把它归属为“连续性气藏”［3］。
2 低渗透地层水平井多级压裂水平井多级压裂［4］已成为页岩气商业开发的关键技术水平，它的主要目的是在超低渗地层条件系，通过水平井多条横向裂缝增加与地层的接触面积(图1)，选择合适的裂缝导流能力，从而提高页岩气的采收率。
页岩气基础知识
页岩气基础知识( 1) 页岩岩性多为沥青质或富含有机质的暗色、黑色泥页岩和高碳泥页岩类, 岩石组成一般为30%~ 50%的粘土矿物、15% ~ 25% 的粉砂质( 石英颗粒) 和4%~ 30%的有机质。
页岩气的工业聚集需要丰富的气源物质基础, 要求生烃有机质含量达到一定标准, 那些”肥沃”的黑色泥页岩通常是页岩气成藏的最好岩性, 它们的形成需要较快速的沉积条件和封闭性较好的还原环境。
在页岩气藏中, 地层有机碳含量相对较高, 一般大于2%, 可以达到普通源岩有机碳含量的10~ 20 倍。
天然气的生成可来源于生物作用、热成熟作用或两者的结合, 因此镜质体反射率一般在0. 4%以上。
在陆相盆地中, 湖沼相和三角洲相沉积产物一般是页岩气成藏的最好条件,但通常位于或接近于盆地的沉降沉积中心处, 导致页岩气的分布有利区主要集中于盆地中心处。
从天然气的生成角度分析, 生物气的产生需要厌氧环境, 而热成因气的产生也需要较高的温度条件, 因此靠近盆地中心方向是页岩气成藏的有利区域。
( 2) 页岩本身既是气源岩又是储集层, 其总孔隙度一般小于10%, 而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半, 渗透率则随裂缝的发育程度不同而有较大变化。
页岩气虽然为地层普遍含气性特点,但目前具有工业勘探价值的页岩气藏或甜点主要依赖于页岩地层中具有一定规模的裂缝系统。
根据有关资料分析, 页岩的含气量变化幅度较大, 从0. 4m3/ t 到10 m3/ t, 在美国的大约30000 口钻井中, 钻遇具有自然工业产能的裂缝性甜点的井数只有大约10% , 表明裂缝系统是提高页岩气钻井工业产能的重要影响因素。
除了页岩地层中的自生裂缝系统以外, 构造裂缝系统的规模性发育为页岩含气丰度的提高提供了条件保证。
因此, 构造转折带、地应力相对集中带以及褶皱断裂发育带通常是页岩气富集的重要场所。
页岩气的采收率变化较大( 5% ~ 60%)钻井的产气量相对较低, 但生产周期较长, 在天然气产出的同时伴随有地层水的排出。
页岩气科学与技术思考
2003
2004
2005
06
2007
Barnett页岩开发历程
直井 + 泡沫压裂
1981-1985
直井 + 交联冻胶压裂
1985-1997
直井 + 清水压裂
1997-现今
清水压裂 + 重复压裂
Barnett页岩 开发基本方式 1999-现今
水平井+清水压裂+同步压裂
2006-现今
水力压裂技术特点及适用性
features and adaptability
适用性 产层较多，水平井段长的井 天然裂缝系统发育的井 裸眼完井的生产井 对老井和产能下降的井均可使用 井眼密度大，井位距离小
其它储层改造技术
氮气泡沫压裂 大型水力压裂 地层伤害小、滤失低、携砂能力强 使用大量凝胶，完井成本高，地层伤害大 水敏性地层和埋深较小的井 对储层无特别要求，适用广泛
次 深 海
3360
3370 3380 3390 3400 3410 3420 3430 3440 3450 3460
深 海 盆 地
3470 3480 3490 3500
相
DS1井牛蹄塘组总含气量预测图
美国USBM 法仪器
中国地质大学 （北京）无管化 系列仪器
Barnett页岩气藏钻井数量（转引自David F. Martinea，2007，Total篇）
页岩气科学与技术思考
1 思考：页岩气与新的“中国贫油论”
威利斯顿盆地 密执安盆地 丹佛盆地 尤因塔盆地
皮申斯盆地
阿纳达科盆地
圣胡安盆地
福特沃斯盆地
产页岩气盆地
其它含页岩气盆地 产气区域 产油区域
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。
浅析沉积环境对页岩储层的影响
浅析沉积环境对页岩储层的影响1. 引言1.1 页岩储层的重要性页岩储层是一种重要的非常规油气储层，其在全球能源领域中具有重要地位。
页岩储层是指由沉积在海上或陆地的页岩矿物颗粒组成的岩石层，具有高含量的有机质，能够释放出大量的油气资源。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩储层的开发和利用已成为不可或缺的补充能源途径。
页岩储层的重要性主要体现在以下几个方面：页岩储层拥有丰富的油气资源储量，可以有效解决石油和天然气资源的短缺问题。
页岩储层的开发技术逐渐成熟，可以实现高效、可持续的生产，对能源供应具有重要意义。
页岩储层的富集程度高，储层性能好，开发潜力大，具有较高的经济价值。
1.2 沉积环境对页岩储层的影响意义沉积环境是指岩石沉积过程发生的地理环境，包括陆相和海相沉积环境。
对于页岩储层来说，沉积环境对其形成和储集起着至关重要的作用。
沉积环境决定了岩石的成分和结构，进而影响页岩的物理性质和储层特征。
在不同的沉积环境下形成的页岩可能具有不同的孔隙结构和渗透能力，从而影响页岩储层的储集和产能。
沉积环境还会影响页岩储层的生烃条件。
不同的沉积环境下受到的生烃作用及生烃物质来源不同，这将直接影响页岩储层的含气量和气质。
对于勘探开发者来说，了解不同沉积环境对页岩储层的生烃影响是十分重要的。
沉积环境还与页岩储层的古地理条件和流体运移有密切关系，进而影响页岩气的运聚特征和分布规律。
深入研究沉积环境对页岩储层的影响，可以为更精准的页岩气勘探提供重要参考。
在如今页岩气资源开发的热潮下，了解沉积环境对页岩储层的影响意义更加重要，有助于科学高效地勘探和开发页岩气资源。
2. 正文2.1 页岩储层的形成页岩储层是一种具有良好封闭性和富含有机质的沉积岩层，在地下储集了丰富的天然气资源。
它的形成是一个复杂的过程，主要受到沉积环境、有机质来源和成岩作用等因素的影响。
页岩储层的形成可以追溯到古代海洋生物的死亡和沉积。
当水体中有机质丰富而缺乏氧气时，有机质会在不被氧化的情况下逐渐沉积，形成有机质丰富的泥炭。
加快突破页岩气开发的关键技术
裂检测采集 方法、数据处 理及裂缝 预测方法、 目前成熟的处理反演 软 件 、微地震压裂检测技术应用实例 分析等方面调查研究 ，全面 了解和 掌握微地震压裂检测技术的技术特 点、技术关键和应用技术 。 目前 ， 该技术 已成 为胜利油 田实施非常规 油气藏 开发 战略所具必须 的重要 的 高新技术储备之一。 水 平 井 钻 井 技 术 。 同直 井 相 比，水平井在 页岩气 开发 中具有 比 较显著的优 势：一是水平 井成本 为
新技术 纵览 ・ 新 技 术
Ｏｖ ｅ ｒ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ Ｎｅ ｖ ， ， ＇ Ｆ ｅ ｅ ｌ ｍ（ ） １ ｏ 萌ｃ Ｎ ｗ Ｉ ＇ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｗ
加 快 突破 页岩气 开发 的关 键 技术
口 朱益飞 ／ 胜 利 油 田孤 东 采 油 厂
页岩气开发对技术的要求很高， 开采难度也较大。页岩气藏的储层一 般 呈低孔 隙度 、低渗透率 的物性特 征 ，气流阻力比常规天然气大，所有
而微 地震压裂检测技术是页岩气藏
的地 区，水平井开采效果 良好 。如
在Ｂ ａ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ 页岩气 外围开采 区内，水 平井克服了Ｂ ａ ｒ ｎ ｅ ｔ ｔ 组页岩上 、下石
灰岩
衡钻井。流钻 欠平衡 钻井 是指使用
普通钻井液的欠平衡钻井；人工诱 导欠平衡钻井是指 由于地层压力太 低 ，必须采用特殊的钻井液和工艺
７ ． ３ ８ 兆帕，二氧化碳气体就会变成超
临界态 。超 临界流体 既不 同于气体 也不 同于液体 ，具有许多独特物理 化学性——密 度接近 于水，能够为 井下马达提供足够扭矩 、溶剂化能 力强 ；黏度非常低，接近于气体，
块 的宁２ ０ １ 井 等 ，采 用充气钻 井技 术后 ，顺利钻达 固井井深 ，成功解 决 了本井 因恶性井漏导致下部钻井 实施困难 的 问题 ，减少 了因井漏造 成 的处理复杂时间 ，缩短 了钻井时 间，节约 了钻井 成本 。实践证 明， 采用欠平 衡钻井 技术提 速治漏 ，可 以加快页岩气工程的开发进度。 射 孔优化技术 。射孑 Ｌ 完井是水 平井完井 的主要方式 ，射孔参数 是 影 响水平井入流速度剖面 的主要 因 素 。大量页岩气开发实 践证 明，先 进 的射孔优化技术有助于页岩气 区 块的开发 ，采用大孔径射孔优化技 术 可 以有 效 减 少井 筒 附 近流 动 阻 力 ，提高页岩气产量 。而常规 的全 水平段均匀射孔方式存在入流剖面
页岩气评价标准与储层分类探讨
2021年第5期西部探矿工程*收稿日期：2020-09-02作者简介：姜宝彦（1983-），男（汉族），黑龙江肇源人，高级工程师，现从事测录井监督工作。
页岩气评价标准与储层分类探讨姜宝彦*（大庆油田勘探事业部，黑龙江大庆163000）摘要：当前，我国页岩气可采集资源可高达23.5×1012m 3，页岩气含量十分丰富，仅次于美国。
美国页岩气早已进行商业性开采，开采量远远高于我国天然气产量，随着经济的发展，我国对页岩气的开发力度不断提升，四川盆地中直井压裂测试，页岩气的日常量可达上万立方米，已达到工业气流标准，为后续页岩气资源勘查奠定了基础。
就页岩气评价标准与储层分类方式展开论述。
关键词：页岩气；评价标准；储层分类中图分类号：TE15文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2021)05-0076-02我国对页岩气的勘察力度不断提升，必须建立新型的页岩气评价标准和储层分类指标，在进行国内外页岩气地质特点调查、生产能力评估、储气量分析及易开采资料的建立过程中，必须从我国盆地地质情况出发，进行储层评价参数的最优化选择，对评价参数的分级标准进行界定，并应用灰色关联分析方式对不同因子的大小关系进行确定，对页岩气储层质量的综合因子进行评估，以开展储层分类划分。
据分析，储层分类结果与页岩气实际生产情况存在较高的相似度，可以利用其进行我国页岩气储层的评估。
1页岩气地质特征页岩气属于我国规模巨大的天然气资源之一，主要以游离状态和吸附状态存在，在暗色泥页岩及高炭泥页岩之中存在较多。
页岩气具有自生性、自我储存性和自我保护性质，存在低产量、无自然产能、无水气边界等特征，在盆地内厚度较大的页岩烃源岩之中存储量较多，必须进行压裂改造后才可进行工业气流的转化。
具备较长的生产周期和开采寿命。
页岩气成藏受到温度、地层压力值、孔隙度、有效厚度、埋藏深度、有机质成熟程度、渗透率、含气水平、有机碳含量、吸附气体值和矿物成分等因素影响。
页岩气可采性参数研究
页岩气可采性参数研究甘辉;张虎;宋益滔【摘要】基于我国页岩气地质条件和近年来页岩气勘探实践，对比国外页岩气开发盆地的地质条件，研究了埋深及厚度、TOC 含量、矿物组成、物性、储渗空间、孔隙结构、含气量、岩石力学、资源丰度及资源量、地面条件、断层、压力系数、地应力等影响页岩气可采性的主要参数。
根据国外页岩气勘探开发成功经验，结合四川盆地页岩气勘探开发实际情况，提出了关键参数门限值，建议对不满足这些门限值的页岩地层进行开采时应慎重，指出单一因素对某一地区的页岩气勘探开发所起的作用也许是至关重要的，但对大多数地区来说，页岩气的可采性取决于各种地质因素的有效配置，参数之间存在一定的互补性。
%Based on the geological conditions and exploration practices of shale -gas in recent years in China,compared with foreign shale -gas geological conditions of developed basins,it was studied on the main parameters affecting shale -gas recoverability,including buried depth,thickness,TOC content,mineral composition,pore structure,physical property,reservoir space,gas content,rock mechanics,resources abundance and resources,ground conditions,fault,pressure factor,geostress,and so on.According to the successful experiences of shale -gas exploration anddevelopment,combining with the practical situa-tion of shale -gas in Sichuan Basin,we put forward the threshold values of key parameters and suggested that it should be careful to exploit shale which can not meet these threshold values.It is pointed out that for one certain region,single factor may play a vital role in exploration and development of shale -gas,but for most areas,the shale -gas recoverability depends on the efficient allocation of various geological factors and there is certain mutual supplement between parameters.【期刊名称】《复杂油气藏》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P22-26,38)【关键词】页岩气;可采性;参数;有效配置【作者】甘辉;张虎;宋益滔【作者单位】四川省煤田地质局一三七队，四川达州 635000;四川省煤田地质局一三七队，四川达州 635000;西南石油大学地球科学与技术学院，四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE122.1页岩气藏的特殊孔隙结构决定了其具有特殊的渗流方式，孔隙结构的多尺度决定了渗流方式的多尺度，从分子尺度到宏观尺度都由页岩气渗流发生。