由北美页岩气勘探开发看我国页岩气选区评价

美国是世界上最早对页岩气进行商业性勘探开发的国家.2009年,美国页岩气勘探开发更是取得了惊人成就,页岩气产量接近900×108 m3.页岩气快速勘探开发使得美国天然气储量增加了40%.加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气投入勘探开发的国家,勘探开发的地区主要集中在不列颠哥伦比亚省东北部中泥盆统Horn River盆地与三叠纪Montney页岩,近年来又逐渐扩展到了其他省份.分析北美地区页岩气勘探开发特点与成功经验,对比我国页岩气形成的地质条件,可以得出以下几点启示:(1)页岩气是一种潜力巨大、近期可实现经济勘探开发的现实资源,应引起勘探开发决策的高度重视;(2)页岩气是一种广分布、低丰度、易发现、难开采的自生自储连续型非常规低效气藏,其勘探开发需要先进的技术、严格的成本控制、优惠的税收扶持政策以及考虑必要的环境保护;(3)我国页岩气形成的地质背景比北美地区复杂,页岩气的选区评价需要建立适合我国页岩气形成地质条件特点的标准.     

页岩气开采技术与开发现状分析

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源。本文主要介绍页岩气开采技术、全球页岩气资源储量分布、国内页岩气资源潜力与勘探开发现状。     

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.     

页岩气开采技术国际专利态势分析

页岩气是一种重要的非常规天然气资源,最早由美国勘探开发,目前在北美地区形成了成熟的评价方法和勘探开发技术,并推动了页岩气产业的发展。该文研究了国际页岩气的开发现状,并以汤森路透（ThomsonReuters）的Derwent专利数据库为数据源,基于关键词从国家、机构和研究主题等方面,对截至2013年的页岩气开采技术相关专利进行了分析,揭示了页岩气的关键开采技术特点和发展趋势,为我国页岩气的开发提出了对策和建议。     

国内页岩气开发现状及面临问题

随着美国的“页岩气革命”取得的良好进展,预示着页岩气作为一种重要的非常规天然气,具有缓解我国能源压力的巨大潜力,将成为我国油气资源勘探开发的新热点.通过几年的努力,我国页岩气的勘探开发在资源储量评估、水平井钻探和完井、开采技术方面已经取得了一定的成果.但是与美国相比,我国页岩气地质条件更为复杂,对页岩气的开发在开采技术、水资源利用、环境保护以及开发成本上将面临更大的挑战.     

页岩气钻井储层保护技术研究

页岩气是一种重要的非常规天然气资源。页岩气是以多种相态存在、主体上富集于泥页岩地层中的天然气聚集。页岩气与其他类型天气的显著差别在于,其具有典型的"自生自储"特点。我国也有较为丰富的页岩气资源,具有巨大的资源潜力和勘探开发远景,技术进步是推动页岩气快速发展的关键因素,包括钻井、完井与储层保护技术的进步。页岩气勘探开发的巨大成功表明,只要突破传统的勘探思想,坚持不懈地开展新技术,仍然能够使得分布广泛的页岩气资源逐步转化为经济和技术可采储量。     

四川盆地F气田页岩气层高产地质要素分析

根据四川盆地F气田下志留统龙马溪组—上奥陶统五峰组岩心实验和测录井资料研究发现,富有机质页岩区内分布稳定,与美国Barnett、Marcellus页岩具有相似的地质特征;页岩气层每百米水平段平均无阻流量在5.0×104 m3/d以上,气层高产主要受厚度、有机质丰度、储层物性、含气量、气测烃含量、地层异常高压等地质因素控制。气层自身内在地质条件为其高产奠定了良好的物质基础,为今后国内页岩气勘探作业者在四川盆地及中上扬子地区寻找类似气藏提供了有益参考。     

中国非常规天然气远景

非常规天然气资源主要包括煤层气、页岩气、水溶气、天然气水合物、无机气、浅层生物气及致密砂岩气等。中国非常规天然气资源潜力巨大,具有广阔的开发远景。随着经济和技术条件的改善,它们将逐渐转化为常规天然气。通过对中国非常规气成藏条件的分析,结合国外勘探开发和产量预测经验,预测了中国非常规天然气的资源远景及未来的产量趋势。中国非常规天然气资源量为200×1012～380×1012m3,远远超过了现今的常规天然气储量;15～20a后,煤层气和致密砂岩气将逐渐转化为常规天然气;30～50a后,页岩气和水溶气将成为常规天然气的重要组成部分;50～100a后,甲烷水合物将会成为天然气勘探开发的重点。     

古老页岩气藏的秘密

正中国地质调查局武汉地质调查中心在湖北省宜昌地区开展了页岩气的基础地质调查,实现了页岩气的重要发现。沉睡了亿万年的黑色页岩终于被巨型机械的轰鸣声惊醒。页岩气是赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气。1821年,美国首次将页岩气作为一种资源开发,但直到20世纪30年代才开始实施水平钻井工程,并于1947年完成了首口页岩气钻井的压裂施工。页岩气开采工艺由     

页岩气选区评价方法与关键参数

页岩气是产自泥页岩等细粒沉积岩层中,并需要通过水平井钻探以及多段水力压裂技术才能商业开采的一类非常规天然气。在北美地区"页岩气革命"取得巨大成功的示范下,以及对页岩气资源量乐观评估结果的鼓舞下,国内近年来掀起了页岩气开发热潮。然而,北美地区页岩气取得的成功并非一蹴而就,经验之一是通过20世纪70年代以来即已实施的地质研究与工程技术研发计划,选择了一批页岩气资源禀赋高的页岩气区开展水平井钻探与多级水力加砂压裂。通过页岩气选区评价工作,按照页岩气评价参数标准,优选页岩气资源禀赋较高的有利区块以及具有商业开采价值的页岩气储层(即含气页岩)进行勘探,这是页岩气开采能否取得商业成功的关键一步。本文论述了页岩气选区评价的一些具体方法,对影响页岩气藏规模和产能大小的关键评价参数及其取值标准进行了探讨,并且对目前在页岩气评价认识上存在的一些问题进行了初步讨论。分析认为,有机质含量是评价页岩气资源禀赋高低的一个关键参数。北美地区主要页岩气开发区的含气页岩TOC质量分数均在2%以上。四川盆地南部龙马溪组底部伽马值最高的页岩气储层段的TOC质量分数一般在3%以上,为整个龙马溪组页岩层系中页岩气资源禀赋最高的层段,也是目前页岩气勘探的重要目的层段。埋藏浅、有机质高度富集的页岩以吸附气资源为主,而深层、高温高压条件下的页岩则以游离气资源占主导地位。页岩储层压力异常高有利于页岩气的保存与富集。在构造条件极为复杂、油气保存条件较差的中国南方地区开展海相页岩气勘探工作,不仅要面临钻完井工程技术上的巨大挑战,而且更要面临页岩气资源规模、水资源、地面管网设施以及开发经济性等诸多方面的挑战。     

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。     

页岩气开采的水污染问题及其综合治理技术

 页岩气作为一种清洁、低碳、高储量的非常规天然气能源,已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。目前,页岩气最主要的开采方式是水力压裂技术,其开采过程需消耗大量淡水资源,并产生巨量高盐废液。如何经济高效处理页岩气废液和实现水循环利用对页岩气的长足发展和环境保护有着举足轻重的意义。本文从页岩气开采的技术原理出发,分析了开采过程中产生的废水成分特点,讨论了可用于废水处理的技术,包括重复使用法、机械蒸汽压缩法、膜蒸馏法、反渗透法、正渗透法、电絮凝技术、臭氧催化氧化技术等,并评估了各种水处理技术的优势与不足,表明了多种技术杂化综合的水处理系统将成为页岩气开采废水处理方案。     

美国Appalachian盆地Marcellus页岩气藏开发模式综述

随水平井钻井和分段压裂技术的进步,北美页岩气成功迈入商业化开发阶段,且大型页岩气藏不断涌现,其中以Appalachian盆地的Marcellus页岩气藏最为引人注目。在深入广泛调研国外相关文献的基础上,从地质特征、储层特征、钻井工程、水力压裂、气井生产动态等方面综述了Marcellus页岩气藏的开发模式;并对该气藏的技术进步和开发前景进行了总结。研究结果表明:Marcellus页岩气藏资源量及可采储量巨大,储层物性较好,核心区地层轻微超压、地层主要发育东北和西北走向两组天然裂缝;水平井组是目前主要布井方式,主要采用三段井身结构,水平井段长600~1 800 m;气藏开发初期井距为0.77~1.54口/km2,后期井网加密后井距可达3.09~6.18口/km2;水平井分段压裂段数为4~8段,压裂措施用水量超过18 000 m3,支撑剂用量113~340 t,泵入速度4.77~15.90 m3/min;水平井初期产气量在(4.0~25.0)×104m3/d,单井最终可采储量(0.17~1.13)×108m3。除水平井钻井和分段压裂技术外,其它多项技术也得以发展和进步。Marcellus页岩气藏开发模式综述可为国内页岩气藏的开发提供参考。     

页岩气发电的现状及发展策略分析

页岩气作为一种非常规天然气资源正在慢慢改变世界的能源格局.简要描述了页岩气在国内外的发展现状以及特点,详细分析了页岩气作为新型发电能源在环保、调峰、经济运行等方面的优势,同时指出中国当前发展页岩气发电所面临的开采难、选址难、上网电价缺乏竞争力等问题,提出了相应的对策:提高开采技术、优化燃气电厂的选址、完善页岩气发电规划、开放市场、建立电价调节机制,这必将促进页岩气发电的快速发展.     

页岩气储层水力压裂机理研究

水平井分段压裂技术是现阶段页岩气成功开发的关键技术,并逐渐形成了一系列以实现"体积改造"为目的的页岩气压裂技术,其"体积改造"的理念颠覆了经典水力压裂理论,是现代非常规储层压裂理论发展的基础。到目前为止,页岩气储层水力压裂缝网形成与扩展机理等基础理论还不完善;通过室内大型真三轴水力压裂物理模拟实验,在室内模拟出含裂缝的页岩地层,研究了裂缝性地层水力压裂过程中天然裂缝对水力裂缝扩展的影响;并分析了水力裂缝在该类型地层中的扩展模式及其影响因素。     

辽河东部凹陷古近系页岩气聚集条件分析

页岩气是一种现实的非常规天然气资源.通过对大量录井、钻井、地球化学、实验测试及生产测试结果等资料的分析,认为辽河东部凹陷古近系3套泥页岩分布面积广,厚度大,有机碳含量高,有机质类型以腐泥腐殖型和腐殖型为主,有机质成熟度变化范围宽等特点,具备形成页岩气的物质基础.泥页岩中微裂缝和裂缝发育,为游离态气体的赋存提供了有利的储集空间,且泥页岩吸附甲烷能力强,吸附量大,泥页岩段普遍存在气测全烃异常,蕴藏着巨大的页岩气资源.在新开油田、黄金带油田以及桃园气田附近气测全烃异常明显,是页岩气成藏的有利地区.     

页岩气试井技术在分段压裂水平井中的应用

目前已掀起页岩气勘探开发的热潮,针对页岩气的研究主要集中在地质及钻完井,而针对页岩气试井动态方面的研究几乎是空白,研究具一定的先导性。建立了页岩气藏无限导流分段压裂水平井评价模型,讨论了扩散、吸附等参数对压力动态的影响,分析了均质页岩气藏中无限导流分段压裂水平井的压力动态特征,解决了无法确定页岩气藏分段压裂水平井动态参数的难题,形成了均质页岩气藏分段压裂水平井的典型曲线。研究成果可为页岩气藏分段压裂水平井的合理高效开发提供技术支持。     

四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气勘探开发进展及建议

四川盆地五峰-龙马溪组页岩气资源量主要集中在大于3 500 m埋深范围内,对其实施勘探开发具有重要意义。通过明确四川盆地深层页岩气藏的主要分布范围,在总结分析深层页岩气藏中关于应力与物性关系、脆性与岩石破裂模式、水平应力差与压裂改造效果等方面的特征基础上,深入剖析在对四川盆地五峰-龙马溪组深层页岩气实施勘探与开发过程中出现的关于勘探开发风险深度、钻完井以及压裂技术等相关问题。对此提出以下几个方面的建议:埋深4 500 m为目前深层页岩气藏的勘探风险深度;在钻完井方面,建议采用强抑制水基钻井液,加强地震解释,优化水平井钻井轨迹和方位,采用旋转导向钻井工具等;在水力压裂方面,建议改变射孔方式,采用拉链式同步压裂,使用多尺寸粒径支撑剂以充填多级裂缝,考虑使用液氮等环保型压裂介质,建立和优化多流体运移机制的试井数学模型等。     

胜利油田低渗透油藏开发技术研究

低渗透油藏是胜利油田重要的增储阵地之一,胜利油田目前在低渗透储层特征研究、小井眼和水平井钻井技术以及整体高效水力压裂技术等方面有了很大进展,在储层渗流机理、注气混相驱     

基于环境约束的页岩气-水资源系统多层决策

针对马塞勒斯页岩气供应系统中的经济效益、水资源配置和温室气体减排这3个要素，开发基于生命周期评价的多层规划模型，并设置了高、低钻井和产气的两种规划情景。结果表明，在规划期内，高情景和低情景条件下的产气量分别达到882.31 bcf和472.40 bcf；生命周期耗水量主要用于水力压裂和终端发电；原地处理设施将在废水处理过程中占主导作用，且绝大部分的工艺废水将实现回用；系统平均单位电力的温室气体排放强度、经济效益和用水量将分别达到6.00 kg/MJ、0.48 MJ^-1和0.10 gal/MJ。结合TOPSIS多属性决策分析，表明多层方案能够规避传统单目标规划模型偏向性过强等不足，并为决策者提供不同模型规划方案的优劣排放。