页岩气有关资料(整理)
页岩气简介演示
生产流程与设备
生产流程
页岩气生产主要包括钻井、压裂、增产措施和排采等阶段。
设备
页岩气生产设备包括钻机、压裂车、混砂车、仪表车等。
加工工艺与方法
加工工艺
页岩气加工工艺主要包括脱水、脱硫和提纯等环节。
方法
页岩气加工方法包括热解、水解和化学解等。
产品类型与应用领域
产品类型
页岩气产品主要包括干气、液化气和天然气水合物等。
应用领域
页岩气主要应用于居民用气、工业用气和发电等领域。
04
页岩气产业现状与趋势
全球产业现状与格局
全球页岩气资源丰富,主要分布 在美国、中国、加拿大等国家。
全球页岩气产业经历了快速发展 阶段,技术进步和政策支持推动
产业发展。
全球页岩气市场竞争激烈,跨国 公司和中小型企业均有参与。
中国产业现状与特点
未来页岩气产业将更加注重环保和可持续发展,技术创新将成为产业发展的重要驱 动力。
05
页岩气发展面临的挑战 与机遇
技术创新与突破
01
02
03
水平钻井技术
通过水平钻井技术,能够 更好地开发页岩气储层, 提高开采效率。
水力压裂技术
水力压裂技术能够将井孔 扩大并使岩石破裂,释放 出其中的天然气。
多段压裂技术
中国页岩气资源储量丰富,主 要分布在四川、重庆、贵州等 地区。
中国政府大力支持页岩气产业 发展,出台多项扶持政策。
中国页岩气产业处于快速发展 阶段,技术创新和环保政策对 产业发展带来影响。
产业趋势与展望
页岩气产业将继续保持快速发展,技术创新和环保政策将进一步推动产业发展。
页岩气产业将与其他能源产业竞争,市场前景受到多种因素影响。
页岩气简介
页岩气简介一、什么是页岩气1.定义页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
随着能源需求的不断加大,页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源。
2011年底,国务院正式批准页岩气为我国第172个独立矿种,这意味着页岩气的勘查和开发上升为国家战略。
这里有两个概念:页岩气——是地质学分类;非常规天然气——却是一个石油工程分类。
2.页岩气的产生与储存状态地质历史上形成的富含有机质的泥页岩层系(可包括煤层),在实践中当不强调地质术语的准确性时可统而简之地称为暗色页岩。
其中特别富含可生油有机质且后期尚未经历深埋条件下的高温压者,因其中有机质在人工加热分馏可产出各类油品(如汽、柴油等),特称油(母)页岩。
而大部分这类页岩在后期经历深埋、有机质在热演化过程中产生大量气态和液态烃类。
其中气态的天然气液态的石油可从生烃层系中运移出去赋存于有孔隙的储层中。
他们在孔渗条件好的储层中高度富集便形成常规油气,因致密而孔隙度渗透性差,并使其油气难采出的就是非常规的致密(储层)油气。
己大量进入储层的油在近地表情况下受地下水氧化和生物降解就形成了非常规的重(稠)油和(沥青质)油砂、甚至更难利用的固体沥青矿。
而在生烃层中不可避免仍有大量气态和液态烃以吸附状态和游离状态而残留,留在煤层中的为煤层气、留在页岩(类)中者则为页岩油、气。
页岩气的赋存状态以吸附和游离为主,也有少量溶解态(图1)。
裂缝和孔隙是页岩气主要的储集空间。
但页岩本身物性很差,孔隙度和渗透率都很低。
因而局部的高孔渗区和裂缝发育区就有可能成为页岩气的“甜点”。
页岩孔隙可以分为原生孔和次生孔隙两种类型。
通常原生孔隙比较常见,但大多由于压实作用而变得十分微小。
地层水和有机酸等与页岩中不稳定矿物反应形成的次生孔隙也对页岩气的赋存具有重要意义。
构造裂缝和成岩裂缝是页岩裂缝的两种基本类型。
构造裂缝相对于成岩裂缝具有长度更长、开角更大等特点,因而是更有利的页岩气储集空间。
页岩油、页岩气
←页岩气:一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气。
这种被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体,极大地改写了世界的能源格局。
←页岩油:指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。
其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。
←在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。
←全世界页岩油储量约11万亿~13万亿吨,远远超过石油储量。
全球油页岩产于寒武系至第三系,主要分布于美国、刚果、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。
←中国油页岩资源7199.4亿吨,油页岩可采资源2432.4亿吨;页岩油资源476.4亿吨,页岩油可采资源159.7亿吨,页岩油可回收资源119.8亿吨,遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。
其中,松辽、鄂尔多斯、准噶尔等3个盆地油页岩资源占全国的74.24%,可回收页岩油占全国的64.25%。
吉林、辽宁和广东三个省份的储量最大。
←全世界页岩气储量最多的11个国家:中国(36.1亿立方米)、美国、阿根廷、墨西哥、南非、澳大利亚、加拿大、利比亚、阿尔及利亚、巴西、波兰(5.3亿立方米)。
←中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层,互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件,不同规模的天然气发现,但目前尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一步突破。
资料显示,中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。
除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。
←页岩油开采技术←(一)直接开采直接开采包括露天和井下两种开采方式。
露天开采适合于埋藏较浅的矿床开采,成本低,安全系数高,辽宁抚顺和广东茂名就是典型的例子。
页岩气勘探综述
页岩气勘探综述通过学习调研,使我们对页岩气的成藏机理、地质特点、储层评价等方面有了一定的了解,对页岩气勘探开发的前景有进一步认识,对非常规油气勘探增强了信心。
页岩气大部分位于泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附、游离状态为主要存在方式聚集的天然气。
在页岩气藏中,天然气也存在于页岩夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,甚至砂岩地层中,页岩气藏是天然气生成后在源岩内或短距离运移就近聚集的结果,它与常规天然气藏最明显的区别是“自生自储”。
一、国内外页岩气勘探开发的情况根据有关资料介绍:全球页岩气资源量很丰富,预计达456.24×1012m3,主要分布在北美、中亚、中国、中东北非和前苏联。
美国的页岩气资源量达14.2×102m3-19.8×102m3。
目前已对多个含气盆地进行商业性开采,页岩气的产量超过了200×108m3,占美国天然气产量的3%。
加拿大紧随美国之后积极开展了页岩气的勘探开发试验。
页岩气的研究勘探开发最早始于美国,1821年,美国就打了第一口具有工业性的页岩天然气井,该井井深8米,由于产气量少,没有引起人们重视。
到1926年,东肯塔基和西弗吉尼亚盆系页岩气田的发现,到20世纪70年代美国能源部才发起并实施对页岩气的研究与开发。
页岩气的产量从1979年-1999年净增7倍。
研究的重要进展是认识到页岩气的吸附作用机理,使页岩气的储量和产量得以大幅度提高。
到2005年美国页岩气的产量占天然气总产量的45%。
美国页岩气主要来之于中-古生界地层中,目前勘探开发的区域正由东北部地区的12个盆地向中西部地区的盆地拓展。
据有关研究部门介绍:我国页岩气资源也十分丰富,预计资源量达100×1012m3,约为常规天然气源资量的两倍。
在我国四川盆地、中下扬子、吐哈等盆地页岩十分发育,最大厚度达1400米,这些地区的页岩都具有页岩气成藏的基本条件,勘探开发的潜力很大。
我国的页岩气勘探开发研究刚起步。
页岩气
1.吸附机理
页岩气赋存机理
4、裂缝、孔隙: 裂缝、孔隙会使 孔隙度增高,增 大页岩中颗粒的 比表面积。 5、压力:从吸 附等温线上可以 看出,岩石中的 吸附气含量随压 力的增加而增大。
总甲烷含量、吸附甲烷含量与压力的关系
2.游离机理
页岩气赋存机理
游离状态的页岩气存在于页岩的孔隙或裂隙中,气体可以自由 流动,其数量的多少决定于页岩内自由的空间(当气体分子满足 了吸附后,多余的气体分子一部分就以游离状态进入岩石孔隙和 裂隙中)。
(二)页岩气赋存机理
页岩气是典型的自生自储模式,因而无运移或极短距离运移, 就导致了其就近赋存的特点。页岩气主体上表现为吸附(干酪 根和粘土颗粒表面)或游离(天然裂缝和粒间孔隙)状态,甚 至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。
页岩气赋存机理
1、吸附机理 2、游离机理 3、溶解机理 4、综合机理
页岩气是由烃源岩连续生成 的生物化学成因气、热成因 气或两者的混合,在烃源岩 系统( 页岩系统:页岩及页岩中
游离或溶解方式赋存的天然 气。(张金川教授)
夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥 质粉砂岩、甚至砂岩 )中以吸附、
储集页岩气的泥页岩
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2.页岩气的分布
据2005 年RHS的 统计,全球 页岩气资源 量为456 万亿立方米, 主要分布在 北美(最 多)、亚洲、 欧洲和非洲 等地。
浅谈页岩气
主讲人:
主要内容
一、页岩气的概述
1、页岩气的定义 2、页岩气的分布
二、页岩气的成藏机理
1、页岩气生成机理 2、页岩气赋存机理 3、页岩气运聚机理 4、页岩气产出机理
三、页岩气的勘探和开发
1、页岩气的勘探 2、页岩气的开发
页岩气
四、页岩气的识别
1 .含气页岩岩性特点 2 .页岩气成藏边界条件 3 .页岩气快速识别
含气页岩岩性特点
当地层主含气及产气段以致密砂岩为主,具有生、供气能力和特点的泥、 当地层主含气及产气段以致密砂岩为主,具有生、供气能力和特点的泥、 页岩段作为夹层时,则形成具有活塞式成藏特点的根缘气。因此。 页岩段作为夹层时,则形成具有活塞式成藏特点的根缘气。因此。泥页 岩地层中砂质夹层的发育有力地促进了纯泥、页岩地层中的天然气排出, 岩地层中砂质夹层的发育有力地促进了纯泥、页岩地层中的天然气排出, 极大地复杂了页岩地层中的天然气成藏过程。 极大地复杂了页岩地层中的天然气成藏过程。
泥页岩发育特征
从震旦纪到早侏罗世, 中扬子地区发育了广泛的海相沉积和 陆相碎屑岩沉积,分布面积大,累计最大厚度超过10km,形成了 下震旦统(陡山沱组)、下寒武统、上奥陶统(五峰组)—下志留统 (龙马溪组)、下二叠统(栖霞组)、上二叠统(龙潭组和大隆组)、 下侏罗统6 套以黑色页岩为主体特点的烃源岩层系。 其中下寒武统、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组、二叠 系、下侏罗统4 套烃源岩是区域主力烃源岩。研究认为,南方地 区与美国东部页岩气产地(阿巴拉契亚等盆地)具有诸多的气藏条 件可比性,下寒武统、上奥陶统五峰组—下志留统分布广、厚度 大、有机质丰富,是中扬子地区页岩气发育的有利层位。
五、中扬子地区下古生界页岩气 资源勘探潜力
1.区域地质背景 2.页岩气有利勘探区 3 .页岩气潜力分析
区域地质背景
中扬子区位于扬子板块中部, 泛指 建始-彭水断裂以东、襄樊-广济断裂以南、江南 -雪峰隆起以北的地区(图1),包括现在行政区 划上的湖北省大部、湖南省西北部及重庆东部、江 西北部等地区,总面积约15.5×104km2。地处扬子 陆块中部,南有雪峰江南造山带, 北有东秦岭造 山带, 构造单元划分为14 个次级构造单元,油气 勘探区域划分为江汉平原区、湘鄂西区、鄂西渝东 区3 个区域。
页岩气相关信息资料
页岩气相关信息资料页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
一、中国“页岩气革命”的喜与忧在中国,页岩气正在成为毋庸臵疑的能源新星。
中国国土资源部网站发布《页岩气探矿权投标意向调查公告》。
一段时间以来,有关页岩气的一切政策动向,都引发人们热切关注。
在美国,页岩气开放有可能形成新一轮的“淘金热”,不少人对此表示担忧,但中国的政策持续释放着鼓励信号。
页岩气的开采技术一直备受争议,从页岩中提取天然气将会对中国早已不堪负重的水资源产生怎样影响?在技术上,中国是否已经具备在各方面都比较落后的但天然气储量很高的边远山区进行地下深层开采的能力?哪个部门将对此进行监管?中国企业在经验丰富的美国合作伙伴面前该如何获得更多的自力性?日前,国土资源部将启动第二轮页岩气招标(超过70家公司表达了参与意向),探寻这些问题的答案比以往任何时候都更为紧迫。
2011年底,页岩气被正式批准为中国第172个独立矿种。
2012年全国两会期间,温家宝在政府工作报告中明确提出“加快页岩气勘查、开发攻关”。
这一显著态势,不能不说是受到美国“页岩气革命”的鼓舞,甚至刺激。
在美国,页岩气已成为了最热议的能源话题。
2000年,页岩气仅占美国天然气供应的1%,而到了2011年底,它已占到了30%。
2009年11月,美国总统奥巴马访华期间,中美双方签署了《中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录》。
中国“十二五”规划也明确要求:“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”,初步提出2015年达到65亿立方米的产量目标;2011年酝酿出台的中国能源消费总量目标中,页岩气属于未被包括进其中的特种油气资源类型,因而备受鼓舞。
页岩气概念
页岩气概念
页岩气是将页岩中储存的天然气开采出来。
页岩油气是存在于页岩岩石中的一种油气资源,相当于储存在微小的孔洞和裂缝中的一种地质气体,主要成分为甲烷、二氧化碳、硫化氢等,它类似于传统的石油和天然气资源,具有较高的经济价值。
页岩气开采的方法有多种,但最常用的开采方式是钻井和水力压裂。
钻井是一种技术性的方法,通过钻井技术,我们可以将其钻通至较深的层次探测分析,探明其页岩气的储量及
分布的大致情况,也可以根据采收分析结果,计算其探明储量及开发页岩气的必要规模和
必要投资量等。
水力压裂法,也称水力压裂破碎或水力破碎,是一种物理原理但是应用技术性较强,是将以液体为载体的大量水压入页岩层中,破碎页岩,使其成为小孔,沿其内渗透性方向,将储存于中的气体引出,达到开采页岩气的目的。
页岩气既是可再生能源也是可再生资源,它的开发和使用具有重要的战略意义,可以提高能源供应的安全稳定性,预防能源危机,满足人类供能需求。
但是页岩气开采还存在许多环境问题,比如空气污染和地表面水污染,因此应当减少这些污染的有害影响,实行环境保护,以保护人们健康安全。
综上所述,页岩气开采具有重要的意义与价值,其开采和生产过程中还存在着一定的环境问题,因此我们要加强环境保护,减少环境的污染,以保护人们的身体健康。
页岩气简介
中国政策与法规
页岩气产业政策
中国政府出台了一系列支持页岩气产业发展的政策,包括财政补贴、税收优惠、市场准入等方面的支持措施。
环保法规
中国政府在页岩气开发过程中,加强了环保法规的制定和执行,要求企业严格遵守环境保护法律法规,确保页岩 气开发与环境保护相协调。
政策与法规发展趋势
强化监管
随着环境保护意识的提高,各国政府将加强对页岩气开发的监管力度,以确保资源开发和环境保护的 平衡。
技术创新
鼓励页岩气产业技术创新,提高开采效率和安全性,降低对环境的影响。
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页岩气开发前景展望
技术进步与成本降低
水平钻井技术
通过水平钻井技术,能够更有效地开发页岩气资源,提高单井产 量和采收率。
多段压裂技术
多段压裂技术能够将水、砂和化学剂注入地层,使岩石破裂,释 放出更多的天然气。
数字技术和人工智能
数字技术和人工智能的应用,如实时监测、数据分析等,有助于 优化页岩气开发过程,降低成本。
全球页岩气资源潜力
北美地区
北美地区拥有丰富的页岩气资源,尤其是美国和 加拿大。
欧洲地区
欧洲地区也具有较大的页岩气资源潜力,如波兰 、乌克兰等国家。
亚洲地区
亚洲地区的中国、印度和东盟国家也是页岩气资 源的重要地区。
பைடு நூலகம்
对地区经济的影响
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促进就业增长
页岩气开发需要大量的人力资源,包括开采、运 输、加工等方面的工作,为地区创造了大量的就 业机会。
推动相关产业发展
页岩气开发利用带动了相关产业的发展,如设备 制造、技术服务等,进一步促进了地区经济的繁 荣。
增加政府财政收入
随着页岩气产量的增加,政府可以获得更多的税 收和资源收益,有助于增加政府财政收入。
页岩气资源及其勘探开发
孔隙空间
shale gas shale oil
烃源岩层系油气资源
一、页岩气及含气页岩
(三)页岩气特点
井深235.2m
3. 页岩储层基质孔隙
度一般小于10%;页岩 渗透率一般以纳米级为
井深324.9m
主,渗透率极低
100 80 分布频率 (%) 60 40 20 0 0 6 5 0 3 0 0 0 0 .0 .0 .0 0.1 0.1 0.2 0 4 . 0.6 1 0 . 1.6 2 5 . 4 0 6 3 . 10 16 25 0~ 0~ 6~ 5~ 0~ 3~ 0~ 0~ 0~. 0 0~ 0~ .0 ~ .0~ 0.0 0 1 . 0.1 0.2 0.4 0.6 1 0 . 1.6 2 5 . 4.0 6 3 . 10 16 孔喉半径分布区间 (µ m)
一、页岩气及含气页岩
(三)页岩气特点 1. 层位明确。页岩气主要分布于富有机质泥页岩地 层中,即烃源岩中,由地层中有机质热演化形成,具 有自生、自储、自保的成藏特征。
页岩气层
shale gas shale oil
烃源岩层系油气资源
一、页岩气及含气页岩
(三)页岩气特点
2. 烃类气体在页岩中有多种赋存方式,包括吸附相、游离相
页岩气资源及其勘探开发
提 纲
一、页岩气及含气页岩
二、国外页岩气勘探开发成本
三、页岩气资源潜力
四、页岩气勘探开发流程
五、相关政策
shale gas shale oil
烃源岩层系油气资源
一、页岩气及含气页岩
页岩气
shale gas shale
含气页岩、富气页岩 页岩油 油页岩
页岩气
页岩气藏开发现状与前景分析摘要:目前世界上非常规天然气资源约有800×1012m3~1000×1012m3,处于尚未全面开发阶段。
其中页岩气资源量为456.24×1012m3。
我国页岩气资源丰富,资源量达到100×1012m3,勘探开发潜力巨大。
本文主要对页岩相关概念、国内外页岩勘探开发情况、我国页岩气勘探开发现状及前景进行了分析,明确了页岩气勘探开发详细过程及特点,分析了页岩气解吸、扩散、渗流和产出过程,为我国页岩气的勘探开发提供参考依据。
关键词:页岩气藏天然气勘探开发页岩气是美国大规模经济性勘探开发的三大非常规天然气类型(根缘气、页岩气、煤层气)之一,近年来得到了空前的发展,其页岩气年产量相当于目前我国各类天然气年产量的总和。
作为非常规油气资源的一种,页岩气聚集机理特殊,富集条件多样,它使得一大批不曾具备常规油气成藏条件的泥页岩重新变得具有直接勘探意义。
高含有机碳泥页岩在中国广泛分布,页岩气也因此成为值得高度重视且具有广泛而重要勘探开发意义的非常规油气资源类型。
本文总结了国外各页岩气田勘探开发特点,同时分析了我国页岩气藏开发的潜力。
1、页岩气藏相关概念和特点1.1页岩气藏相关概念页岩是指有机质含量小于50wt%的沉积岩。
页岩气是泛指赋存于富含有机质的暗色页岩或高碳泥页岩中,主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。
经地质、生物作用生成的天然气游离于基质孔隙和裂缝中,或吸附于有机质和黏土矿物表面,在一定地质条件下就近聚集,形成页岩气藏。
1.2主要物性特点我们分别从:生储盖组合、储层、气体组分和赋存形式、气井产能等几个方面阐述页岩气藏特点。
页岩气藏[1]与煤层气相似,具有自生自储特点,页岩既是烃源岩,又是储层,没有(或仅有极短距离)运移,通常就近聚集成藏,不受构造控制,无圈闭、无清晰的气水界面。
页岩气藏分布[2]受页岩分布控制,面积大、范围广,常呈区域连续性分布;埋藏深度范围大,从浅于200米到深于3000米都可能有页岩气藏。
页岩气相关资料
页岩气系列资料总结藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义一、页岩气的定义页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中(亦可存在于泥页岩层系中的粉、细砂岩,粉砂质泥岩或砂岩夹层中),以吸附或游离状态为主要存在方式(也包括溶解气)的连续式富集(连续型油气藏是指低孔低渗储集体系中油气运聚条件相似、含流体饱和度不均的非圈闭油气藏,具有巨大的储集空间和模糊的油气藏边界,其存在几乎不依赖于水柱压力,主要指非常规气藏,包括致密砂岩气、页岩、深盆气、煤层气、浅层微生物气、天然气水合物6种主要类型/为不间断充注、连续聚集/连续分布成藏)的天然气聚集。
从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在烃源岩中大规模滞留的结果。
Curtis认为页岩气系统基本上是生物成因、热成因或者生物—热成因的连续型天然气聚集,页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。
张金川等认为页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集,为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果,表现为典型的“原地”成藏模式。
二、页岩气的类型1、按气源成因分类:是最常采用的分类方式。
北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源,即生物成因、热成因以及两者的混合成因,其中以热成因为主,生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中。
盆地斜坡/中心,倾油有机质经历充分热降解或热裂解,热成因页岩气较发育;有机质成熟度较低、水动力条件优越的盆地边缘,生物成因气发育。
热成因型页岩气又可分为3个亚类:①高热成熟度型,如美国Fort Worth盆地的Barnett 页岩气藏;②低热成熟度型,如Illinois盆地的New Albany页岩气藏;③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层共同储气,如East Texas盆地的Bossier页岩气藏。
热成因气的形成有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气3种途径: 原油及沥青二次裂解生成的天然气量大小主要取决于烃源岩中有机质丰度、类型以及液态烃残留量,和储层的吸附作用。
页岩气研究综述 - 成藏机理、储层性质、渗流机理、吸附机理、含气性分析及主要开发技术
五、页岩气开发主要技术研究
水平井分段压裂技术
水平井分段压裂示意图
五、页岩气开发主要技术研究 清水压裂技术
清水压裂是指应用在清水中加入降阻剂、活性剂、防膨剂
等或线性胶作为工作液进行的压裂作业。具有成本低、
伤害低以及能够深度解堵等优点。由于岩石中的天然裂 缝具有一定的表面粗糙度,闭合后仍能保持一定的裂缝, 形成对低渗储层来说已经足够的导流能力。清水压裂很 少需要清理,基本上不存在残渣伤害的问题,且可提供
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概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
四、储层性质及页岩气渗流
储层性质
页岩的生烃能力较强,具有自生自储特点。 孔 渗 特 征 裂 缝 地 层 压 力
四、储层性质及页岩气渗流
流动过程
压力差 浓度差 流体势
从基质表面解吸 页岩气由基质向裂缝扩散 裂缝中的渗流
页岩水力压裂的关键因素是裂缝系统和压裂液 配置。而裂缝的发育程度又是影响页岩气产量 的重要因素,获得更多的裂缝是压裂设计首先 考虑的问题。
2.1 压裂设计
为了获得好的压裂效果,在实施压裂之前, 往往要进行压裂设计。压裂设计的核心是压 裂效果的模拟,通过压裂模拟能够预测裂缝 发育的宽度、长度和方向、评价压裂是否成 功。水力压裂模拟一般通过模拟软件进行, 它可以预测裂缝的三维几何形状提供优选的 压裂方案。
五、页岩气开发主要技术研究 水平井分段压裂技术
分段压裂利用封隔器或其它材料段塞,在水平井筒内一次压裂一个井 段,逐段压裂,压开多条裂缝。通常情况下分为三个阶段,第一
阶段,将前置液泵入储层。前置液是一种没有支撑剂的压裂液;
页岩气
页岩气1 页岩气简介**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。
页岩气埋藏深度范围大,埋深从200米到深于3000米。
一般分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中,几乎存在于所有盆地中,只是埋藏深度、含气饱和度等差别较大。
与常规天然气相比,页岩气储层显示低孔、低渗透率的物性特征, 气流的阻力比常规天然气大。
因此,页岩气采收率比常规天然气低,常规天然气采收率在60 %以上,而页岩气仅为5%-60%。
尽管页岩气开发投资较大,技术要求较高,单井产能也较低,但具有开采寿命长的特点,气田生产周期一般超过30年。
2 页岩气开采技术由于页岩气藏地层压力复杂多变、天然裂缝发育、基岩渗透率极低、最终采收率低于常规气藏,这些不同于常规油气藏的特点决定其开采所采用的技术与常规气藏开采技术有所区别。
一般页岩气藏中的钻井工程是围绕裂缝系统展开的,开采技术主要包括钻井技术、固井完井技术、压裂增产技术和裂缝监测技术。
2.1 页岩气钻井技术自从美国1821年完钻世界上第一口页岩气井以来,页岩气钻井先后经历了垂直井到水平井、单支水平井、多分支水平井、丛式井(垂直井)、PAD水平井钻井(丛式水平井)的发展历程。
垂直井是指沿着与地面垂直方向钻的井。
主要用于试验,了解页岩气藏特性,获得钻井、压裂和投产经验,并优化水平井钻井方案,2002 年以前,直井是美国页岩气开发的主要钻井方式;水平井是指井斜角达到或接近90°,井身沿着水平方向钻进一定长度的井。
主要用于生产,可以获得更大的储层泄流面积,得到更高的天然气产量,目前,水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式。
近几年来,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。
根据美国页岩气开发的经验,水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3~5倍,产气速率可提高10倍,但水平井的成本为垂直井的1.5-2.5倍。
页岩气概述
未来走向
一是扎实做好资源评价工作,摸清我国页岩气资源家底; 二是加大科研攻关力度,形成适合我国地质条件的页岩气 勘探开发技术,并实现页岩气重大装备自主生产制造; 三是制定页岩气产业政策,明确行业准入门槛和标准, 形成有序竞争的页岩气发展格局; 四是加大政策支持力度,推进页岩气产业快速发展。
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二、成藏简介
1、形成阶段:生成于有机成因的各种阶段
2、形成地质条件:几乎所有盆地沉积中, 常见 于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中。
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3、成因类型
(1)热成因类型:热成因型页岩气又可分为3 个亚类:
①高热成熟度型,例如美国Fort Worth 盆地的Barnet t 页岩气藏;
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水力压裂 建设 生产
提高回收处理技术 气井废弃和复垦
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五、发展现状和未来走向
美国现状
年份 2007 2008 2009 2010 2011
页岩气产量占天然气产量比例 8.07% 11.09% 15.19% 21.69% 29.85%
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第二阶段则是天然气的 造隙及排出, 由于天然气 的生成来自于化学能的 转化, 可以形成高于地层 压力的排气压力, 从而导 致沿岩石的薄弱面产生 小规模的裂缝, 天然气就 近在裂缝中保存。
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第三成藏阶段:如果天然 气生成量继续增加, 则裂隙 彼此连通构成较大的裂缝 网络( 运移高速通道) , 浮力 作用促使天然气以臵换方 式从泥页岩层向外运移, 为 常规圈闭气的成藏打开了 通道。
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页岩气简介
生气条件
• 页岩气的主要由I II型干酪根生成,也有少 量的III型干酪根生成 • Toc:通常认为在0.5以上是有潜力的源岩 • Ro :0.4~2.2% 这是由于页岩气的来源有生 物成因也有热成因,以及他们的混合成因 气。当Ro在4.0以上的过成熟油里还有部分 没有演化,随地层的开发而逐渐演化成气。 • 深度:
一.页岩气性质
页岩气的运移
• 页岩气在主体上表现为吸附状态与游离状 态天然气之间的递变过渡,体现为成藏过 程中的无运移或极短距离的有限运移。由 于页岩的致密性,大部分页岩气主要仅发 生初次运移,少量发生二次运移。在某种 意义上,可以认为页岩气气藏的形成是天 然气在源岩中的大规模滞留。
一.页岩气性质
一.页岩气性质
储集条件
• • • • • • • • 岩性:泥页岩(脆性易压裂) ①裂缝有助于页岩层中游离态天然气体积的 以物理吸附方式,有机质富集程度、干酪根 储集空间类型:裂缝和有机质微孔 增加和吸附态天然气的解析; 类型、热成熟度、矿物成分含量和地层压力 厚度>10m 都对页岩的吸附能力有影响。 ②裂缝发育程度是决定页岩气藏品质的重要 因素,一般来说,裂缝较发育的气藏,其品 孔隙度<10% 质也较好; ③裂缝为天然气和地层水提供了运移通道和 渗透率:随裂缝的发育而不同,但总体很小。 聚集空间,有助于页岩总含气量的增加。页 岩具有非常低的原始渗透率; 地层压力:会出现异常高压或异常低压 ④如果裂缝规模过大,可能导致天然气散失。 高的toc有利于吸附天然气 温度:任何有机质岩在高温情况下吸附能力都 会减弱
页岩气基础知识.docx
仁页岩气介绍页岩气概念:页岩气属于天然气的一种,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烂源岩地层中与常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,且大部分产气页岩分布范囤广、厚度大,普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩气的价值:页岩气是一种淸洁、高效的能源却化工原料。
可用于居民燃气、发电、城市供热、汽车燃料和化工生产等。
由于其主要成分是甲烷,因此具有较低的碳排放量:并且开发过程中不需要坑道掘进,不需要进行丸规模的排水处理,产出较少的杂质物,所带来的负而环境影响在各种化石燃料能源中最小。
图表1:油气资源储蔽分布及页岩气形减图表2:页岩气与常规犬然气的区别頊目常规天於%頁労气成因类型有权质热洽化成因,生汤成因,原油裂解成因有机质热演化成因;生场成因主妥成分甲烷为主,乙烷、内烷第今童隻化较丸甲烷为主,少楚乙忧、丙烷成藏特点生、储、蛊俎合自生、自储' 自保分布烤点严格符合生倚莅地质条件受页岩分木垃制,右广布復储襄方式游禹气为主吸附气和游离气并存,吸附气占20380%坦藏深厦一衆大于500釆一般在200釆-4000釆之间我国储量探明可采储量3・0万亿立方米估计技术寸采储量约36・1万亿立方米开采井型以垂克井为主以水平井为主开釆舛点自然压力开采为主无自然严能出气,衣水力压裂竽增产技术开釆2.页岩气的发展潜力与投资逻辑中国能源对外依存度较高,发展新能源将成为趋势:我国属干贫油、少气国家,工业、商业、民用对油气需求日益堆大,使得我国在油.气方而需求缺口校丸,非索依赖进口•近几年,原油对外依存度超过50%以上,成为全球第二大原汕消费国.而据工任部预测,到2020年原汕对外依存度将超过60叙而天然气近年也已经出现恐左进口,2010 年夭然气缺口已经达到10%以上。
我们认为油气对外依存度的提高将不利于国家能源安全和经济稳定。
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页岩气概述页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气常分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中,分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
2012年3月中国公布发现可采资源潜力为25.1万亿立方米页岩气可供中国使用近200年。
页岩气(shale gas)是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和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,与“煤层气”、“致密气”同属一类。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
页岩气很早就已经被人们所认知,但采集比传统天然气困难,随着资源能源日益匮乏,作为传统天然气的有益补充,人们逐渐意识到页岩气的重要性。
取得工业开发成功的仅为北美洲(以美国为主)。
它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。
储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度(30%左右),因而为低产。
但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。
20世纪90年代中期已扩大到密歇根和伊利诺伊盆地,产层扩大到下石炭统页岩,产量达84亿立方米。
其资源量可达数万亿立方米.页岩气发育具有广泛的地质意义,存在于几乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。
中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。
因此属于不完整意义上的页岩气。
因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。
另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点。
页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长。
美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80~100年。
开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力。
页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,使得页岩气井能够长期地稳定产气。
但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。
随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。
美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。
开采历史美国进行页岩气[1]开采大约有80多年历史。
在加拿大,作为商业开采还处于起步阶段。
因为能补偿常规天然气开采量下降的问题,这些很难开采的气体在加拿大天然气开采中的作用越来越重要。
数据显示,加拿大西部地区大约有550万至860万亿立方英尺页岩气储量。
美国和加拿大已经开始了对页岩气的勘探开发,特别是美国,目前已对密西根、印第安纳等5个盆地的页岩气进行商业性开采,2005年页岩气产量达到198亿立方米,成为一种重要的天然气资源。
全球对页岩气的开发并不普遍,仅美国和加拿大在这方面做了大量工作。
其中,美国已进入页岩气开发的快速发展阶段,加拿大商业开采还处于起步阶段。
美国页岩气开发有80多年的历史,参与的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。
2000年美国页岩气年产量为122亿立方米,而2007年,仅Newark East页岩气田的年产量就达217亿立方米,美国页岩气总产量接近500亿立方米,占美国天然气总量的8%以上。
专家表示,美国页岩气发展速度之快,离不开国家政策上的支持和先进的开发技术,而这也是我国目前所不具备的。
20世纪70年代末期,美国政府在《能源意外获利法》中规定非常规能源开发税收补贴政策,而得克萨斯州自20世纪90年代初以来,对页岩气的开发不收生产税。
另外,美国还专门设立了非常规油气资源研究基金。
可以说,美国政府对页岩气开发的重视为页岩气发展提供了强劲的动力。
对页岩气这个新生事物而言,有利的政策支持无疑会大大降低开发成本,刺激页岩气的发展。
中国开发国土资源部2009年10月份在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目。
这标志着继美国和加拿大之后,中国正式开始这一新型能源页岩气资源的勘探开发。
将对中国新型能源建设起到积极的示范作用,在中国油气领域具有里程碑意义。
开发背景世界各国对于煤、石油、天然气资源的需求不断攀升,能源压力日益增大。
作为常规能源的重要补充,页岩气、煤层气、油砂等非常规能源逐渐进入人们的视野。
页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源,正广泛应用于燃气化工、汽车燃料等方面。
勘测调查经过7年的勘测调查和反复研究,专家跑遍滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝、陕等8省区,最终将优势区域锁定在重庆东南部,并确定了一条以綦江为起点,经万盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉阳、秀山的开发路线。
也就是说,中国页岩气开发将会从綦江起步,走向全国。
綦江有着独特的地理位置和资源优势,它处于云贵高原到四川盆地过渡区域,沉积地层齐全,页岩气埋藏浅,深度大概在200米到700百米之间,有利于开发。
中国的页岩气勘探开发将会迅速发展。
资源丰富有关专家预测在四川盆地寒武系筇竹寺组、志留系龙马溪组页岩地层中存在丰富的页岩气资源。
据初步估算,单这两个组的页岩气资源就可以和整个四川盆地的常规天然气资源总量相媲美。
2006年年初,中国石油勘探开发研究院油气资源规划所组织专家在四川盆地西南地区进行了页岩气资源调查研究。
经过一年的艰难跋涉和潜心分析,专家们虽然没有对页岩气资源进行全面准确的估算,但是也给我们带来了振奋人心的消息。
据体积法估算结果,中国页岩气资源量高达(26~31)×10m,与美国页岩气储量相当。
其中,中国南方、北方、西北及青藏地区各占页岩气资源总量的46.8%、8.9%、43%和1.3%。
开发瓶颈中国页岩气开发还处于探索阶段,仅松辽、伊通盆地有几口井开始试气,初产在1000立方米左右,四川盆地和鄂尔多斯盆地也已经着手准备成立先导试验区。
作为一个新兴的非常规能源,页岩气资源的开发需要大量技术、资金和人员投入。
而中国页岩气资源的开发刚刚起步,经验匮乏,技术不成熟,这些因素制约着中国页岩气的发展,页岩气资源的规模开发还有很长的路要走。
页岩气开发对技术的要求很高,相对常规天然气来说,开采起来比较难,这主要是由页岩气藏的特点决定的。
合作之道与国外石油公司合作,用最短的时间学习他们的先进技术,降低资金投入,将加快中国页岩气资源开采的步伐。
资源勘探程度低、技术不成熟,是当前中国页岩气发展面临的主要问题。
要想突破开发瓶颈,尚需要大量的勘探工作量和资金投入。
吸引有资质的国外石油公司把人才、技术、资金、管理等生产要素投入到国内页岩气开发中来,对促进国内页岩气产业发展将有着积极的现实意义,将有助于改善我国能源消费结构。
中国在对外合作方面已经迈出了可喜的步伐。
在经过了长达10个月之久的谈判后,2007年10月,中国石油天然气集团公司与美国新田石油公司签署了《威远地区页岩气联合研究》协议,研究内容是四川威远地区页岩气资源勘探开发前景综合评价,这是我国页岩气开发对外合作签署的第一个协议。
开发措施一是编制我国页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。
在认真分析世界页岩气勘探开发的态势和我国现状的基础上,科学评价和分析我国页岩气资源潜力,进行页岩气探明储量趋势预测研究,对我国页岩气资源战略调查和勘探开发目标、重点和发展阶段作出科学规划,明确发展定位,编制页岩气资源战略调查和勘探开发中长期发展规划。
二是制定鼓励页岩气资源战略调查和勘探开发政策。
在对美国等国家页岩气发展中给予的优惠政策研究基础上,结合我国实际,参照国内煤层气勘探开发的优惠政策,给予页岩气勘探开发的优惠政策。
国家财政加大对页岩气资源战略调查的投入,鼓励社会资金投入页岩气;减免页岩气探矿权和采矿权使用费;对页岩气开采企业增值税实行先征后退政策,企业所得税实行优惠;页岩气开发关键设备免征进口环节增值税和关税;对页岩气开采给予定额补贴;对关键技术研发和推广应用给予优惠等,引导和推动页岩气产业化发展。
三是完善和创新页岩气矿业权管理制度。
根据页岩气分布广、勘探开发灵活性强的特点,深入研究我国页岩气矿业权设置制度。
借鉴煤层气矿业权管理经验,设立专门的页岩气区块登记制度,实行国家一级管理。
允许具备资质的地方企业、民营资本等,通过合资、入股等多种方式参与页岩气的勘探开发,也可独立投资,直接从事页岩气勘探开发。
四是加快制定页岩气技术标准和规范。
加强政府引导,依托页岩气资源战略调查重大项目和勘探开发先导试验区的实施,加快页岩气资源战略调查和勘探开发技术标准和规范体系建设,促进信息资料共享和规范管理。
此外,要密切关注世界页岩气发展动向,建立和完善页岩气国际合作交流机制。
加强与国外有实力公司的合作开发,引进先进理念与开发技术,通过引进和消化页岩气开发技术,探索和创新适合我国页岩气开发的核心技术,为我国页岩气大规模开发奠定技术基础。
[3]价值随着技术的进步,页岩气井压裂措施的费用也逐步降低。
水平井是页岩气藏成功开发的另一关键因素。
根据美国经验,水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍,产气速率则提高10倍,而水平井的成本则不足垂直井的2-4倍。
因此,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。
由于页岩气发育规模较大单口井的控制可采储量高(可达6千万方),采取措施后的单并日产量可达3万方加之页岩气井的产量,递减率低,容易实现30-50年的稳产时间,因此能实现相对的高产的经济价值。
中石油(PetroChina)在中国四川省发现了页岩气,这证实了,在中国这个渴求能源的国家,这种非常规燃料储量巨大。
根据预期,页岩气即蕴藏在页岩中的天然气可以通过提供廉价而充足的新型燃料来源,在未来几十年里改变世界第一大能源消耗国中国的能源供给格局。
国石油天然气集团公司(CNPC)的上市子公司中石油对英国《金融时报》透露,该公司已经在四川省南部的页岩区钻探了约20口气井,初步结果很积极。
“现在平均每口井的日产量在一万立方米以上,”中石油董事会高级助理秘书毛泽锋表示。
“我们仍然在评估潜在储量的确切规模。
”页岩气的开采需要通过一种称为“水力压裂法”(fracking)的步骤,将岩石层压裂,从而释放出其中的天然气。
这种开采方法压低了天然气价格,为美国和一些国家的能源市场带来了革命性巨变现在美国是世界最大的页岩气生产国。
中国目前还没有投入商业生产的页岩气井,不过已经有几家公司展开了勘探项目,包括中石化(Sinopec)、荷兰皇家壳牌(Royal Dutch Shell)、英国石油(BP)和雪佛龙(Chevron)。