北美页岩气政策研究及启示

面对日益加剧的能源安全、经济发展和环境保护等问题,世界各国纷纷把目光投向页岩气。美国、加拿大页岩气开发最为成功,在能源系统中占有重要地位。该文介绍北美页岩气开发现状及发展趋势,总结北美页岩气政策目标,通过详细分析美国和加拿大的页岩气产业政策,认为开放的市场环境、有力的生产激励和长期的技术研发是北美"页岩气革命"成功的主要原因。鉴于北美页岩气开发的成功经验,结合中国页岩气资源潜力和开发现状,提炼北美经验对中国制定页岩气政策的4点借鉴意义,指出中国页岩气政策发展方向。     

序言

<正>页岩气藏地质特征、成藏机理及开采技术有别于常规油气藏,在中国四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、准格尔盆地、吐哈盆地、松辽盆地等有着广泛的分布。近年来,中国对页岩气勘探开发力度不断加大,在涪陵、长宁—威远、昭通三个页岩气勘探开发区建成国家页岩气开发示范区。在页岩气开发过程中获得丰富的经验和认识,技术难题攻关取得一系列重大突破。实现页岩气高效开发,需要解决四项科学问题,即页岩气储层多尺度定量描述与表征、纳米级孔隙及微裂隙流体渗流规律、页岩气水平井井壁稳定机理及页岩气储层体积改造理     

中美页岩气开采压裂返排液处置政策分析及启示

页岩气压裂返排液因含化学添加剂、受地层水和岩屑影响而具有成分复杂、处理难的特点。通过比较中、美两国页岩气开发水环境保护和压裂返排液管理的相关政策及法律法规,认为中国在页岩气开发环境监管方面存在以下不足：页岩气开发环境监管统一协调机构尚未形成;页岩气开发相关环保法规和标准规范尚不完善;与页岩气开发水环境保护相关的基础科学研究薄弱。鉴于此,建议中国健全页岩气开采相关法规和标准体系,开展全过程的环境监管;加强基础科学研究,完善技术和管理体系。     

复杂结构井在页岩气开发中的应用进展

复杂结构井作为一种高效、先进的钻井工艺,能够很好地挖掘各种油气藏的潜能,在北美页岩气工业化、商业化开采过程中,产生了显著地经济效益。在概述复杂结构井的类型、适用条件的基础上,结合国外页岩气开发中复杂结构井的应用情况,分析了复杂结构井在中国页岩气开发中的应用前景。考虑到中国页岩气藏多分布于地表和地下条件复杂的山区,紧紧围绕页岩气开发产能和成本这一核心问题,建议重点发展小井眼连续管一体化钻完井、丛式水平井批量钻井和多分支水平井技术,来减少井场占地面积、优化资源配置管理、降低开发成本、最大限度提高页岩气藏整体效益,实现中国山区页岩气高效、低成本开发。     

页岩气开发区优选研究

中国页岩气勘探开发持续升温,为了降低勘探风险,建立完善的页岩气目标区精选体系是十分必要的,有利区块的优选可为进一步勘探决策和深化研究提供重要的依据。本文首先详细分析了页岩气地质因素对页岩气富集丰度和开发效果的影响,建立了相应的页岩气目标区评价指标体系,然后通过模糊数学方法对目标区进行综合评价。最后以中国部分矿区为例进行了综合评价、排序,实际应用效果良好,能够有效地指导页岩气勘探开发。     

中国页岩气开发前景及面临的挑战

对页岩气的成藏机理、分布情况、开采技术等进行了综合分析,介绍了中国页岩气发展现状,总结了中国页岩气产业发展面临的问题,并对页岩气的开发前景进行了展望。     

中国页岩气开发管理模式探讨

 北美页岩气高效开发模式总结为“一体化管理+水平井平台+超大型压裂+工厂化作业”，一体化管理采取的是革命性降本增效配套管理措施。目前尚未形成符合中国页岩气开发特性的一体化管理模式。分析了北美和中国页岩气开发的成功经验。应用新制度经济学的交易费用理论、产权理论及经济机制设计理论分析表明：中国页岩气开发特性表现为资产专用性高、不确定性大、交易频率高，中国页岩气开发管理发展方向应该是混合制和企业制管理模式。中国应该组建若干个“大型油气资源勘察企业+大型油气技术服务企业+地方政府代表企业”的页岩气开发集团，具体可以采用联盟、关联交易、股份制企业3种管理模式，进而建立一套信息有效利用、资源配置合理、激励措施相容的中国页岩气开发长效管理机制。     

中国页岩气勘探研究现状

随着勘探程度的提高和非常规天然气研究的深入,页岩气资源勘探开发备受世界瞩目.页岩气是以吸附和游离状态同时存在于泥页岩地层中的天然气.页岩气成藏条件多样,成藏机理特殊,具有普遍发育、广泛分布的特点.中国页岩气的勘探还处于起步阶段,与美国东部地区页岩气成藏地质条件进行初步对比发现,中国的许多盆地均具有页岩气成藏的地质条件,并有望成为页岩气勘探开发的有利目标区.     

页岩气开发现状及影响

页岩气是一种重要的非常规资源。近年来,美国页岩气发展势头强劲,正在改变美国天然气供应格局,甚至会影响美国未来的整体能源局势。加拿大、中国、澳大利亚等也开始关注页岩气。页岩气俨然成为全球油气行业的新宠。通过对页岩气的研究,阐述了页岩气的资源分布,总结了国内外勘探开发现状,辩证的论述了页岩气开发的弊端及优势。     

页岩气压裂增产机理与施工技术分析

能源是制约中国经济发展的重要因素,但中国常规油气资源基本上都已经进入了产量递减期,开发页岩气是一条势在必行之路。在页岩气开发中压裂又是最为关键的环节,它直接关系到了气井的产能、采收率和经济效益。较为全面地介绍了页岩气的压裂增产机理和施工技术,对中国的页岩气开发提出一些有益的建议。从地质入手分析了页岩的地质概况,建议加强对脆性和天然裂缝的评价;并详细阐述了改造体积增产理论,简要分析了影响页岩气井产能的因素;结合改造体积增产机理,对页岩气压裂中需要应用到的各项技术进行了分析,提出了一些新的观点以及研究建议。     

页岩气开发对川渝地区水资源环境的影响

 目前中国页岩气已进行大规模商业开发,但页岩气开发对当地水资源环境造成一定的风险。通过川渝两地页岩气井场实地调查和取样分析,结果表明：一方面,页岩气开发总耗水量巨大,每口井用水量约32000 m³;另一方面,水环境污染风险来自于：1）压裂返排液和钻井返排液,其成分复杂,盐度高,并含有多种重金属;2）钻进过程产生巨量的废油基泥浆和含油钻屑;3）页岩气开发地区,溶洞、裂缝、暗河发育,钻井过程易发生井漏或井喷;4）地面工程建设。因此,在页岩气开发过程中,必须精心施工,合理调配水资源,大力发展返排液处理技术,以便防止页岩气开发过程中过度消耗水资源,并避免水污染。     

中美页岩气储层条件对比

北美页岩气开发已获得了巨大成功,而中国页岩气开发还处于起步阶段,对比分析中美页岩气储层条件,指
导中国页岩气高效开发意义重大。从页岩气的成藏条件、储层特征和储层评价因素３个方面进行了详细对比分析,
结果认为：中国成藏条件更复杂,储层埋藏深、温度高、热成熟度高、厚度低;中国页岩矿物组成更复杂,黏土矿物以
伊/蒙混层和伊利石居多,以微粒运移性的黏土矿物为主;石英含量更高,脆性指数更大,更有利于压裂改造;中国储层
评价因素更复杂,要从有机碳含量、有机质成熟度、干酪根类型、储层有效厚度和岩石学特征等多个方面进行评价。总
之,从储层条件的角度对比情况来看,中国（尤其是四川盆地）页岩气藏已具备规模化开发条件。     

页岩气藏开发的关键因素

 页岩气藏是一种非常规气藏,属连续型气藏,其储层结构复杂,为低孔、低渗型,对开发技术要求很高。本文简述国内外页岩气开发现状,对北美页岩气藏开展研究并总结其勘探开发成功经验,认为其有效开发的关键是甜点区优选及储层压裂改造,综合地质评价是页岩气资源投入开发的基础,储层改造技术是动用页岩气储量的核心。介绍了开发目标区优选的主要地质参数及钻完井优化的主要内容,同时结合中国页岩气井地质及工程参数实际对比,提出了页岩气成功开发的工作思路,即在水平段储层评价基础上,进行有针对性压裂射孔设计,采用适合工程参数以增大缝网改造体积和效率,进而提高单井产量。     

页岩气的开发

 页岩气作为一种资源量巨大的非常规天然气,具有“自生自储,原地成藏”的特征,其储层致密、开采难度大、气井投产后“初产高,递减快,长期低产”的特点明显。综述了全球页岩气的储量、开发技术及意义,介绍了目前中国页岩气的开发现状。中国页岩气资源丰富,地质资源量134.42×10¹² m³,技术可采资源量25.08×10¹² m³,“水平井+体积压裂+工厂化作业”是页岩气成功开发的基本模式,目前在长宁-威远、昭通和涪陵3个南方海相页岩气示范区实现了初步规模开发,已经具备了年产气97亿m³的生产能力。分析表明,合理高效地开发页岩气,对于缓解中国能源供需矛盾、调整能源消费结构、增强国际天然气定价影响力及促进区域经济发展均具有重要意义。     

我国能源问题与对策——以页岩气产业发展为例

运用文献资料、统计绘图、数据统计及系统分析等方法,准确分析和把握中国页岩气产业发展现状和存在问题,为推动中国页岩气产业持续健康发展提供建议。根据对中国页岩气资源情况、国家产业政策及近年来产业发展情况的分析表明:中国页岩气资源丰富,开发潜力大,近年虽已取得一定发展,但在资源勘查、矿权管理、政府监管、市场环境等方面问题仍然突出,成为制约中国页岩气产业持续健康发展的关键因素。建议尽快从国家层面做好页岩气产业发展整体规划和顶层设计,在管理体制、矿权管理、环境监管、市场利用等方面进行综合创新。     

页岩气地质选区及资源潜力评价方法

中国页岩气勘探开发持续、快速升温,建立页岩气的评价标准及具体的地质选区评价方法是勘探开发的前提和基础。有利区的优选可为进一步勘探决策和深化研究提供重要的依据。通过参考大量国外页岩气勘探开发实例,总结了页岩气的主要地质特点,并从页岩的生气能力、储气能力、易开采性3方面,结合国外页岩气开发实践及地质地球化学参数和国内盆地的具体地质实际,筛选并界定了6项地质选区评价参数,建立了评价参数分级的标准。利用该评价标准,在某地区进行了地质选区评价方法的应用模拟,从而提出了相关地质选区评价程序和具体评价步骤。系统归纳了国内外常用页岩气资源潜力定量计算方法,结合中国地质背景的复杂性和页岩气勘探开发程度较低的现状,建议根据区块页岩资料掌握情况,综合利用类比法和容积法估算资源量。     

美国页岩气产业的方针政策及对中国的启示

随着常规油气的勘探难度逐渐增大,各国政府与大型油气公司开始关注非常规油气资源的开发和利用。美国页岩气的商业化开发不但与其良好的地质条件相关,还与其一系列的方针和措施相关。中国页岩气的发展尽管取得了部分成绩,但整体上仍处于摸索阶段。在本阶段,中国页岩气产业需要充分学习美国在开发方面的经验,同时结合国情制定更为合理的产业方针与政策,促进页岩气产业的健康发展。综合分析美国在产业引导、科技激励、设备配套等方面的政策可发现,它们无一例外地起到了推动产业发展的作用。因此,中国页岩气产业的发展需要在制定合理的发展规划、进行财政支持、深入基础地质研究、加强技术革新、建立风险规避机制、加快基础设施建设和突出环境保护7个方面努力。     

辽宁省阜新市刘家区页岩气资源勘查开发浅析

阐述了阜新盆地阜新市刘家区的地质、构造情况。并结合国际、国内页岩气勘查开发现状，较详实的论述了页岩气的生、储、盖条件及成藏机理；以及勘查开发可行性工艺。特别是对非常规天然气的共生同采浅析和跨世纪能源（页岩气）的开发趋势及战略意义概述。充分阐明了页岩气爆炸式勘探开发是中国今后几十年里能源革命的必然。     

低碳背景下促进我国页岩气产业化的对策研究

随着能源安全和二氧化碳减排指标的日益控制,加大天然气资源开发力度、大规模清洁能源替代将是推动中国节能减排、低碳发展的最现实途径之一。以页岩气、煤层气为主的非常规天然气凭借其资源量大和碳排放量低的优势,必将伴随着低碳发展的大潮迎来新一轮开发利用高潮。从分析页岩气资源储存特点入手,归纳总结了美国促进页岩气产业发展的政策措施和技术发展模式,并对制约中国页岩气产业快速发展面临的配套政策、勘探开发理论、关键技术等3 方面的主要问题进行了深入分析。在此基础上,提出了推动中国页岩气产业快速发展应建立配套政策和加快技术创新的对策及建议。     

页岩气水平井重复压裂关键技术进展及启示

由于页岩气水平井初始增产措施的种种不利因素，产量达不到预期，加之目前低迷的油价背景，页岩气水平井重复压裂技术越来越受到页岩气资源开发的关注。随着压裂技术的不断发展，许多页岩气区块已经成功实施了这一技术，以提高生产率，并增加页岩气井的最终采收率。综述了页岩气水平井重复压裂优化选井的程序，并讨论了关键工艺技术和监测分析技术，最后，结合目前不同技术的研究现状，对今后页岩气水平井重复压裂技术的研究方向进行了展望，提出了结合“大数据”技术选井、套损变形井柔性修复、基于损伤力学的裂缝监测以及新型材料的压裂液和支撑剂等技术攻关的建议。中国页岩气资源潜力巨大，加速形成适合中国页岩气水平井重复压裂配套技术，会对未来中国页岩气商业开发起到促进作用。