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1、一、概述关于我国发展页岩气开发技空的几点看法I 门 罗平亚 :1、西南石油大学j I:心 油气藏地质与开发工程国家重点实验!一 2012.5 老卫页岩气是油气资源中新的矿种;它属于非常规天然气中的重要组成部份：非常规天然气定义：通常而言，泛指相对于常规天 然气之外，在非传统的储集层、笼型固态沉积物等非常 规地质条件下存在的天然气资源。主要包括致密气、煤 层气、页岩气、火成岩气和天然气水合物等。（据 SPE）非常规天然气是指在成藏机理.赋存状态、分布 规律或勘探开发方式等方面有别于常规夭然气的炷类（或非短类）资源，主要指页岩气、煤层气、致密砂岩气和天然气水合物等。重点讨论页岩气、煤层气、致密砂岩
2、气.具有资源丰度低、低孔、低渗、日产量低“匹低”、投产递减快等特征，但是具有资源量大、单井生产寿命 长等特点。K全球非常规天然气资源大世界常规天然气总资源量为436万亿立方米，201U年产天然气约3万亿 立方米，储采比保持在60以上；世界非常规天然气总资源量921万亿方，是常规天然气2倍多（其中， 致密气209.6万亿方、煤层256.1万亿方、页岩气456万亿方），但产 只占U7左右;天然气水合物资源量趙过2万万亿方，是目前化石能源资源总量2借 以上。其中仅页岩气456万亿方就大于常规天然气总资源万亿莎巾声注天恳中国非常规天然气资源員大，发展前景广阔致密砂岩气、煤层气、页岩气和火山岩气资源量约
3、84. 5JJ亿方，是幣规气资源虽：1. 5 倍。中国非常规油气可采资源种类资源量备注IF常规气（万亿方）致密砂岩气12主要包括鄧尔多斯和四川盆地煤层气36.8国土资源部新一轮资评，2006年页岩气30.72008年火成岩气 52010 年天然气水合物80主要指南海2.非常规天然气历经百年探索，近年呈现快速发展态势，非常 规天然气发展世界瞩目1821年，钻第一口页岩气井；1921年，钻第一口致密气井；1951年，钻第一口煤层气井； 20世纪80年代，致密气实现规模开发； 20世纪90年代中后期，煤层气快速发展；近年来，页岩气迅速发展世界嘱目。天然气水合物勘探加速,各国加强基础研究.美国非常规天
4、然气发展历程为其典型代表非常规天然气美国全球领先，他的发展历程为其典型代表。#2007年以来，页岩气产飞跃式上升，2007年占天能气产2X, 2010年超千亿 占15儿2015年将占35%, 2030年将占55九角轻乜 的皿wvw宇曲 勺m专和為备3非常规气主要特点类型常规气非常规气成藏特征多为源外成藏近源或源内成藏，多自生自储分布特征局部高度富集大面积分布，丰度低赋存方式 渗流特征游离态，微米级空间渗 流致密气以游离态为主、微米级及以下空间渗流， 煤层气以吸附态为主.微米级及以卜空间渗流， 页岩气两种形态并存.纳米级空间渗流；火成岩气以游离态为主.毫米级、微米级.纳米 级空间渗流，水合物为固
5、态，纳米级空间渗流储层物性物性好，一般具自然产 能复杂致密，低压.（超）低渗、溜）低孔（隙八 低 丰度一般不具自然产能开采特征压力驱动开采，单井产 量髙需采用专用的系列配套技术才能有效开采；单井产 童很低.递减快生产周期长经济效益成本低，回收期短，效 益好成本高，回收期长，效益差(-).基本情况U*X*t4ty#生产周期长。基本特征：页岩气1 页岩气定义及基本特征页岩气是一种特殊的非常规天然气，赋存于泥岩或页岩中，具有自生 自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然 产能或低产，需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井自生自储游离气+吸附气孔陳度0. 5-12%基
6、质渗透率V0. 0001 rod天然裂缝发育I含气量1m3/t大部分是自生自储于古生界志留寒武系。口游离相态存在于裂缝、孔隙及其它储集空间;吸附状态 (2085%)存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面;匚极少量 以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中.按照美国页岩气业界的划分，当页岩埋藏深度低于1000m时，称为浅层页岩气藏；埋藏深度在1000m4000m之间为深层页岩气藏；埋藏深度超过4000m,则称为超深层页岩气藏。A岩性：暗色页岩，层理发育，含有硅质和钙质，较好的矿物成分是:粘土较少，方解石较多，硅质多（即E值较大），最好的泥页岩储层是粘土含量较少的粉砂质泥岩；物性：致密，孔隙度一般低于10
7、%,渗透率一般在0.01-0. 00001 mdo在构造活跃地区或者上覆地层剥蚀，地层压力下降的情况下发育裂缝，并被钙质或泥质充填。A泥页岩储集空间：无机孔隙、有机孔隙、微裂缝2.全球页岩气资源丰富，受到世界各广泛重视13据IHS （2005年）预测，全球页岩气总资源量456万亿方， 相当于常规天然气1.4倍，主要分布在北美、中亚和中国、中 东和北非等地区 2010年美国页岩气产量高达1380亿方，较2008年增长了80%. 页岩气的大规模开发使美国改变了原引进5000万吨LNG的计划， 改变天然气供给格局美国页岩气开发取得成功后，加拿大、澳大利亚、欧洲各国、 中国等国家重视页岩气资源勘探开发
8、，开展大量工作，“形成 热潮”丄43、美国作为世界上页岩气资源勘探开发最早的 国家，已在北美地区形成成熟的评价方法和勘探开 发技术，实现了页岩气的工业开发，从理论和技术上 证实了页岩气资源有效开发的可能性,因此加快页岩 气资源勘探开发.已成为世界主要页岩气资源大国 和地区的共同而热切的愿望Q、国外成熟的页岩气勘探开发技术1S経过近二、三十年 艰苦攻关，美国率先 形成页岩气的评价方 法和勘探开发系列配 套技术，而且日趋成 熟，实现了页岩气的 工业开发。页岩气资源评价（“甜点”评 价）技术；页岩中长段水平井钻完井技 术；水平井分段压裂及体积改造 技术；钻完井及压裂“工厂化作业”#Ufwemty1、
9、页岩气资源评价L甜点评价）技术评价参数：储层厚度，埋深，温度，压力有机碳含量热演化程度，总含气量页岩物性页岩力学性质硅质含量，方解石/白云石，粘土含量裂缝发育程度表方律|什女凍i什兀级F矣JM75m9m36m2S.6m7530m17001775in24542540m6!0-646ii2W216$0m4055-41103000m631C90T992*k?l*26-X23K；pAp-OJl E-263Gpap-0J9S4)354E=25.49- 220G|Mp-030Ex2S43I3dK=227ndt46%K=O34)3nndi 30方石/自2KX9I-15JW, Fftl.95IB 土盒怙20.
10、1524.4424.103025未见部分廉段发较发W未Jt较发*完金发从对比情况分析，储层具有一定的可采性#页岩评价测试系列技术： 页岩含气测试技术有效确定页岩储层中的气体含,吸PH含气 .致密岩石测试技术总孔陳度、充气孔陳度、充水孔陳度;含水饱和度、含气饱和度、可动 流体饱和度、束缚水饱和度；扩散系数;页岩基质和岩心渗透率 .页岩微观孔隙表征技术用于解剖岩石内部结构，直接观察和处理解译岩石内部及表面的裂隙、 裂缝、孔隙、岩石矿物组合等；页岩气开发技术发展大致可分五个基本阶段（以美国为例h 、钻直井，进行泡沫压裂（大液、大排64方/分，要加砂；传统压裂 液） 、钻直井，大型水力压裂技术（大液、
11、大排64方/分，要加砂29%； 传统压裂液） 、钻直井，清水压裂或清水加砂压裂（加沙2.66-I.8%）可比凝胶压裂节约 成本50%,60%,从1998年至今一直是垂直井的压裂方式. 、1W7年，量初由凝胶压裂的井在能量衰竭后，用清水进行二次压裂. 可采储增加了二次压裂技术至2006年仍较为常见。 、钻水平井，水平段长304.81066.8m,分段清水和砂进行压裂。此技术 开始于2003年.2006年“同步压裂穩技术产生.#最终形成：长水平段（304. 8 一 1066. 8m）;分多段；大液7500-一22000方（一般11000m3最为常见）、大排816方/分，加砂180450顿（2. 2
12、0%-2 24 %）;非传统压裂液一滑溜水，体积改造压裂系列配套技术.3.水平井钻井、完井技术长段水平井钻井技术对于低港、低压、低丰度储层要提高单井产及提离采收率必须采用MRC技 术.因此应采用长段水平井以増大储层泄气面（体）积（远不够h以水平井为基础 分多段压裂以达到极大的増大储层泄气面（体）积的目的（实现体积改造的“平台”#水平段的长度依页吿类型不同而异，例Banwtl页岩代开发水平井水平段 长一般在304.81066.8m； Haynesville页岩气开发水平段长l219mMoodkrd地 区佞水平段长接近1500m水平井技术： 布井方位必须在页岩中垂直量大主应力方向（坍塌应力大） 一
13、般采用MW1）和随钻自然伽马进行地质导向钻井 保证井壁稳定（难点:低成本保证页岩中长段水平井限井壁稳定）：在多数的页岩气开发水平井中使用的是油基泥浆 雷弗龙公司开发了硅酸钾基钻井液体系 贝克休斯开发了专用于页岩的performax*基钻井液体系 当井壁稳定不突出的时候，可以使用低固相不分散钻井液体系23完井方式裸眼完井匚筛管完井套管完井（目前80%北美页岩气井完井方式）“分段多簇”射孔（分段压裂点敢改谡披术1WR）技术: 分段多簇射孔基本特点 一次装弹+电缆传输+液体输送+桥塞脱离+分级引艰 分段多簇射孔核心技术 桥塞以及射孔枪定位技术 桥塞与射孔枪分离技术口 分级引I技术#4 水平井分段压裂及体改造技术水平井分段压裂的段数越多，页岩气单井产量越
