技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键
影响我国页岩气开发的因素简析
地质导向钻井 、微地震 检测等 ，而这些技术大多
掌 握 在 国际 大公 司手 中 ，而且 都 比较成 熟 。正 是 这 些 先进 技 术 的加 速研 发 和成 功应 用 ，促 进 了美 国页 岩 气 开 发 的快 速 发 展 。 目前 美 国 已掌 握 了从 气 藏 分 析 、数 据 收 集 和 地层 评 价 、钻井 、压 裂 到 完 井 和 生 产 的 系 统 集 成 技 术 ，也 产 生 了 哈 里 伯
投资回收慢的特点 ，按照 国外 的经验和做法 ，对
于类 似 资 源 的 开发 早 期 ，政府 通 常 出 台鼓 励 和扶
持 措施 ，促 进 产业 化 发 展 。美 国页 岩 气 开 发 的成 功 ，在 很 大 程度 上 就 得 益 于美 国政 府 在 页岩 气 产 业 发展 不 同阶段 实 施 了不 同 的产 业 扶 持政 策 。２ ０
量 为２ 万 亿 立 方米 ，超 过 常规 天 然 气 资 源 。但 这 ５ 些 资源 潜 力 ， 由于工 作 程 度低 ，缺 乏 足 够实 践 数
收 稿 日期 ：２ １—４１ 。 ０ ２０ ．２
作者 简介 ：张财 陆 ，高级经 济师 ，经济 学硕 士 ， １９ 年毕业于西北大学 ，多年从事政策研究工作。 ９３
影响我国页岩气开发的因素简析
张 财 陆 （ 中国石 油化 工集 团公 司办公 厅 ，北京 １０２ ） ０７ ８
摘
要 ：分 析 了制 约 中 国页 岩 气 开 发 的 了一 些 针 对 性 的 建 议 。 天然气 开发 中国 因素 简 析
关 键 词 ：页 岩 气
天然气 “ ｛ 匪”的概 念＿ ２ 】 。又如 ，采 用水 力压 裂和 水 平 井 技 术 、微 地震 裂 缝 成像 技 术 ，能 直接 监 测 水
美国凭什么领跑页岩气革命
美国凭什么领跑页岩气革命每一个伟大的时代，都有不同的能源结构来支撑。
英国工业革命初期以煤炭为主；工业化革命引领世界进入石油时代；在当今信息化革命时代，以天然气为过渡的新一轮能源结构转型浪潮中，页岩气扮演了重要角色。
美国页岩气的快速发展，与美国政府的鼓励、自由开放的市场和企业的积极参与等因素密切相关。
开发早、技术成熟美国是全球发现页岩气最早的地区，早在19世纪就已经开始在页岩带上钻井寻找天然气，其第一口页岩气生产井钻于1821年。
随后的150年，是美国页岩气早期勘探开发阶段。
自20世纪70年代以来，鉴于美国国内天然气产量急剧下降和第一次石油危机的发生，非常规天然气开始进入油气开发商的视野，美国能源部启动了符合美国东部页岩气的地质理论与勘探开发的技术攻关项目，开展从地质、地球化学到气藏工程等一系列的理论研究和技术攻关，使页岩气资源正式成为新的天然气资源和勘探开发目标。
2000年以来，随着水平钻井、大型水力压裂、重复压裂、分级压裂、多井同步压裂等技术的推广应用，美国页岩气进入了一个快速发展阶段，页岩气产量从2000年的122亿立方米迅速增长到了2010年的1380亿立方米，十年间产量增长了10倍多。
市场开放自由美国能源勘探开发市场自由度高，具备能源市场准入资格的市场主体众多。
页岩气市场进出简便，信息透明充分，资产交易活跃，能够吸引充足资金，并且保障基础设施完善，监管透明成熟，接替递减及时。
美国页岩气每年开井数量在8000至12000口之间，因此资金需求强烈。
页岩气作为贫矿，只有保障开发体系高效和技术完备的基础上，才能支撑页岩气作为非常规油气与常规油气展开竞争。
美国的页岩气革命，唱主角的并不是大公司，而是一些中小企业，目前美国大约有6300家公司从事页岩气相关产业，他们持续地在现金流、成本控制、技术创新等方面实现突破，即便非常规油气大多是贫矿，在关键的商业性持续这个问题上得到了最好的市场回报。
美国页岩气开采在经济上取得成功，是企业家精神、创新能力和要素市场的无缝结合。
中国石化地质工程一体化发展方向
2021年第11卷第3期油气藏评价与开发PETROLEUM RESERVOIR EVALUATION AND DEVELOPMENT中国石化地质工程一体化发展方向孙焕泉1，周德华1，赵培荣1，李王鹏2，冯动军2，高波2（1.中国石化油田勘探开发事业部，北京100728；2.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）摘要：通过地质工程一体化的技术研究与应用，北美取得了页岩革命的胜利，美国实现了能源独立，并主导全球能源格局。
北美页岩革命的发展历程及经验，对我国油气资源的勘探开发具有重要启示作用。
中国石化探区油气资源丰富，有利目标类型多，加快勘探开发对改善我国能源结构和保障国家能源安全具有重要意义。
四川盆地海相页岩气通过地质工程一体化已实现效益开发，围绕超深层海相碳酸盐岩、致密砂岩和页岩等重点领域的高效勘探开发，需要加强隐蔽油气藏精细描述和勘探开发适应性压裂技术攻关，加强超深层碳酸盐岩储层预测和优快钻井技术体系攻关，利用大数据对致密砂岩气藏开展高效调整和优化完井方式，发展海相页岩油气多层系立体开发技术，开展向深层、常压、陆相页岩油气领域攻关。
中国石化将持续加强地质理论基础研究与工程技术攻关，加强技术装备升级，坚持地质工程一体化发展思路，建立一体化运行协同机制，加强项目全过程一体化管理，切实推进各油气田降本增效，实现高质量勘探和高效益开发。
关键词：地质工程一体化；页岩革命；超深层海相碳酸盐岩；致密油气；隐蔽油气藏中图分类号：TE122文献标识码：AGeology-engineering integration development direction of SinopecSUN Huanquan 1,ZHOU Dehua 1,ZHAO Peirong 1,LI Wangpeng 2,FENG Dongjun 2,GAO Bo 2（1.Sinopec Oilfield Exploration and Development Division,Beijing 100728,China;2.Sinopec Petroleum Exploration and Production Research Institute,Beijing 100083,China ）Abstract:With the research and application of the geology-engineering integration technologies,North America has won the victory of shale revolution,and the United States has realized energy independence,playing a dominant role in the global energy market.Its history and experience in shale revolution are the references of great value to the exploration and production of hydrocarbon resources in China.With abundant oil and gas in the exploration areas of Sinopec and various types of favorable targets,accelerating exploration and production is of great significance to improve China ’s energy structure and ensure national energy security.The application of geology-engineering integration has brought benefit development for the marine shale gas in the Sichuan Basin.In terms of realizing efficient exploration and production of the ultra-deep marine carbonate,tight sandstone and shale,five key studies are suggested to be strengthened:①fine reservoir description and adaptive fracturing technology of exploration and production for complicated reservoirs,②ultra-deep carbonate reservoir prediction and optimal drilling technology system,③application of big data in realizing efficient adjustment and optimize completion program for tight sandstone gas reservoirs,④development of multi-layer and three-dimensional production technology for marine shale oil and gas,⑤research on the key problems in the deep,normal-pressure and continental shale oil and gas.To achieve high quality exploration and efficient production of oil and gas,Sinopec will keep strengthening the basic geological research and engineering technology innovation,upgrading technical equipment and following the idea of geology-engineering integration.And then,Sinopec will establish integrated operation coordination mechanism and emphasize integrated management of whole process in order to cut costs and increase efficiency.Key words:geology-engineering integration,shale revolution,ultra-deep marine carbonate,tight reservoir,subtle reservoir引用格式：孙焕泉，周德华，赵培荣，等.中国石化地质工程一体化发展方向[J].油气藏评价与开发，2021，11（3）：269-280.SUN Huanquan,ZHOU Dehua,ZHAO Peirong,et al.Geology-engineering integration development direction of Sinopec[J].Petroleum Reservoir Evaluation and Development,2021,11（3）：269-280.DOI:10.13809/32-1825/te.2021.03.001收稿日期：2021-01-07。
刚性粒子增韧改性PVC技术进展
刚性粒子增韧改性PVC 技术进展X田君宇(黑龙江中盟龙新化工有限公司,黑龙江安达 151401) 摘 要:PVC 是一种价廉的通用树脂,其制品具有良好的力学和电性能,具有阻燃性,透明性,耐化学药品性。
由于其为脆性材料,限制了它在工程领域中的应用,本文概述了非弹性体即刚性有机粒子和刚性无机粒子及一些高聚物增韧改性PVC 的研究情况。
为致力研究改性技术工作者具有一定的知道意义。
关键词:硬质PVC;共混改性;增韧;刚性粒子 中图分类号:T Q320.6 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0120—021 刚性有机粒子增韧机理多数人认为是“冷拉”作用。
有机粒子作为分散相,在拉伸时并没有引发基体产生银纹和剪切带,而是由于引力集中效应,使基体作用在分散粒子上的30.7万亿m 3。
尽管我国页岩气基础资源雄厚,就页岩气的勘探开发而言,中国还在谋划、起步阶段,谈不上规模化、集约化的发展。
根据美国成功的开发经验,为实现中国开发页岩气资源大规模开发利用,以下几点是推动页岩气产业快速发展的主要因素:应借鉴国外先进开采经验,进行有效的资源评价,确定资源分布区域,根据不同地质状况选择经济合理开采技术及增产方式;在较为成熟的探区开展页岩气开发先导试验,或与国外公司展开技术合作,积累页岩气优选、评价开采技术和分析经验,建立符合我国页岩气开发行之有效的配套技术,为规模开发准备条件;合理利用已成熟的常规天然气开采技术,页岩气勘探开发与天然气勘探开发有相似之处。
天然气按一般地解释是以游离气为主,生成于泥岩,储存于砂岩或灰岩之中,而页岩气生成于泥岩之中,其绝大部分是属于吸附气为主。
其主体技术与常规天然气开采基本相似。
在常规天然气开采技术方面,我国有一系列的配套成熟技术。
因此,进行页岩气的水平井钻井技术、压裂改造技术具备一定的基本条件;国家制定相关扶持政策,增大相关投入设备并设立专项资金,鼓励倡导有关石油公司及相关科研院所进行页岩气资源的勘探开发,尽快将页岩气开发利用起来,缓解我国油气供应压力,为我国能源资源提供重要补充。
页岩气开采技术
据预测，到2030年，中国页岩气产量将达到150亿立方米，占国内天然气产 量的15%左右。随着国际合作和经验技术交流的加强，中国页岩气开采技术也将 逐步走向世界前列。
总之，世界页岩气资源和开采现状表明，页岩气已经成为全球清洁能源领域 的重要角色。中国作为页岩气资源大国，其发展前景在政策支持、市场需求和技 术进步的共同推动下十分看好。随着国内外合作和研发的深入进行，中国页岩气 产业将迎来更为广阔的发展空间，为推动全球清洁能源革命和应对气候变化作出 积极贡献。
总结
国内页岩气开采技术的不断进步和发展，为我国能源结构的优化和清洁能源 的发展提供了有力支持。本次演示介绍了国内页岩气开采技术的现状、技术创新 和未来展望。通过水平井技术和水力压裂技术的不断优化和创新，我国页岩气开 采成本降低、效率提高，
为实现清洁能源的规模化发展奠定了基础。随着技术的进一步突破和市场需 求的增加，国内页岩气开采的前景十分广阔。未来，需要继续加强技术研发和创 新，推动页岩气开采技术的进步，为我国的能源事业作出更大的贡献。
2、水平井技术
水平井技术已成为页岩气开采的重要手段。水平井能够增大储层暴露面积， 提高产能，并有助于降低生产成本。其原理是在垂直主井眼的基础上，侧钻出一 条或多条水平井眼，以实现对更大储层的开发。水平井技术的优势在于提高产能、 降低成本以及减少环境影响。然而，该技术的实施需要先进的设备和钻井技术， 同时对地质和工程要求较高。
3、水力压裂技术
水力压裂技术是页岩气开采过程中的一项关键技术。其原理是通过向储层注 入高压泵入的流体（通常是水和砂），使储层产生裂缝，进而释放出被困的天然 气。水力压裂技术的主要优点是提高产能、降低钻井成本和减少开发时间。然而， 该技术也存在一定的局限性，如对储层造成潜在损害、需要大量水资源以及可能 引起地质灾害等。
国外页岩气主要钻井、开采技术调研
国外页岩气主要钻井、开采技术调研X栾永乐(大庆油田采油工程研究院钻井设计研究室,黑龙江大庆 163111) 摘 要:近年我国天然气需求增长迅速,据有关预测,2020年天然气供需差距达1000亿m 3以上。
这种形势下,北美页岩气的成功开发利用,加之我国丰富的页岩气资源,使研究页岩气的开发利用成为实现我国能源安全供给的重要选择,也是我国向清洁能源模式转变、实现低碳经济的有效途径。
美国页岩气的快速发展对中国有很好的借鉴作用,本文对国外页岩气钻井、压裂等增产技术进行调研分析,为我国页岩气藏勘探开发管理和增产改造方案提供可借鉴的经验技术。
关键词:页岩气藏;钻井;压裂增产 中图分类号:T E 37(712) 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0117—03 页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气,它可以生成于有机成因的各种阶段。
中石油勘探开发研究院廊坊分院2008年预测数据显示中国主要盆地和地区页岩气资源量约为30万亿m 3,经济价值巨大。
目前可采的工业性页岩气藏埋深最浅为182m 。
页岩含气的有效孔隙度一般1%～5%,渗透率随裂缝发育程度不同而有较大变化。
页岩以小粒径物质为主,一般以粘土(粒径<5Lm )和泥质(粒径为5～63L m)为其最主要组分,砂(>63L m)所占的组分相对较少。
由于小粒径的特点,页岩气储层的渗透率极低,一般在0.0001～0.000001md 之间。
因此页岩气采收率比常规天然气低,仅为5%～60%。
中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异,如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大,美国的页岩气层深度在800～2600m,而四川盆地的页岩气层埋深在2000～3500m [1]。
1 钻井工艺技术自从美国1821年完钻世界上第一口页岩气井80多年以来[2],页岩气钻井先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、PAD 水平井钻井的发展历程。
美国页岩油行业产量预测及发展现状分析
美国页岩油行业产量预测及发展现状分析近几年，得益于页岩油气开采技术的显著进步，美国页岩气产量大幅增长，2007-2018年复合增速高达25.2%，2018年页岩气产量占全美天然气产量比例达约63%。
在所有页岩油气产区中，Marcellus区块的页岩气产量独占鳌头，且产量仍保持大幅增长态势，2019年12月已经占到了全美页岩气产量的31.5%。
此外，Permian、Utica及Haynesville区块的页岩气产量增长势头也极为明显。
预计未来30年美国页岩气产量将保持稳步增长，将从2018年22.05万亿立英尺增长至2050年42.62万亿立方英尺。
美国页岩油主产区和页岩气主产区重合度不高，油价低位背景下页岩油产量下滑主要影响油田伴生气产量。
目前，美国前三大页岩油主产区页岩油产量占全美页岩油产量80%以上，分别是Permian（48%）、Bakken（18%）、EagleFord（16%）。
而美国页岩气主产区与页岩油产区虽有重合，但是分布较为不同。
美国第一大页岩气主产区位于Appalachia盆地的Marcellus和Utica页岩区块，占比达43%以上；第二大页岩气产区是Permian盆地，其也是美国页岩油主产区；第三大页岩气产区是Haynesvile，页岩气产量占全美页岩气产量13%左右，其中页岩气第一大主产区和第三大主产区中页岩油产量极为有限。
因此，可以看到Permian、EagleFord和Niobrara是页岩油和页岩气产区较为重合的区块。
低油价下，美国高成本区块页岩油产量将有所下滑。
美国常规原油成本较低，而不同页岩油产区的BEP（盈亏平衡价油价）差异较大。
随着油价持续处于低位，未来最有可能退出的产能主要集中在开采成本在50美元/桶之上的部分，并且这也需要低油价政策维持较长时间方可置换，否则产区依然可以通过新井置换旧井的方式勉强挣扎。
然而一旦油价反弹，这部分产区的钻井又可以重新启动，产量又进入新一轮的爬坡期，产量反弹势不可挡，对应的油田伴生气、NGL和乙烷产量也会随之显著增长。
中国页岩油中长期发展规划研究
中国页岩油中长期发展规划研究国家能源局油气司中国石化二○一二年四月十九日前言 (1)第一章发展现状 (2)一、国外页岩油发展现状 (2)（一）美国页岩油发展历程及现状 (2)（二）世界页岩油资源状况及发展态势 (3)（三）国外页岩油勘探开发技术发展现状 (4)（四）国外页岩油勘探开发经济分析 (5)（五）国外页岩油发展经验和启示 (5)二、国内页岩油勘探进展 (6)第二章中国页岩油发展基础与潜力 (9)一、中国页岩油资源基础 (9)（一）中国东部页岩油资源基础 (9)（二）中国西部页岩油资源基础与发展潜力 (10)（三）中国南方页岩油资源基础与发展潜力 (10)（四）海域页岩油资源基础与发展潜力 (11)二、国内页岩油勘探开发技术与装备水平 (11)三、发展机遇与挑战 (11)（一）发展机遇 (11)（二）面临的挑战 (14)第三章中国页岩油中长期发展规划 (15)一、中国页岩油发展思路与发展目标 (15)二、“十二五”发展布局与发展重点 (17)（一）中国页岩油规划部署 (17)（二）勘探开发示范工程 (19)三、“十三五”发展布局与发展重点 (26)（一）中国页岩油规划部署 (26)（二）勘探开发重点推进工程 (28)四、中国页岩油2021-2030年发展展望 (29)五、工程技术、装备配置 (29)六、实验室建设、科技攻关 (29)第四章经济效益与环保评估 (30)一、经济效益评价 (30)二、环境影响评估 (30)第五章保障措施和政策建议 (31)一、保障措施 (31)二、政策建议 (31)第六章推进中国页岩油稳步发展的重大课题专项建议 (32)前言页岩油定义：页岩油（shale oil）是指赋存于烃源岩层系的泥页岩及其它岩性夹层中，通过非常规勘探开发技术实现规模经济开采的石油资源。
能源安全影响到国家经济的发展和社会稳定，世界各国通过各种渠道解决自身的能源问题。
油气资源是工业的血液, 是当今世界的主要能源，在国民经济中占非常重要的地位。
美国页岩气勘探开发的经验
借鉴美国5经验页岩气:我国能源发展的新希望美国已是全球第一大天然气生产国，在页岩气技术上全球领先。
美国页岩气的成功开发改变了美国能源格局，增强了其在中东地区的能源外交和军事主导权，并对全球能源供应及地缘政治产生重要影响。
我国页岩气资源丰富，技术基础和商业化条件较好，一旦政策到位，我国页岩气极有可能在较短时期内实现规模化发展，并成为新的产业增长点。
全球能源领域的新革命页岩气是一种赋存于泥页岩中，主要以吸附及游离状态存在的非常规天然气。
其发现于1821年，但由于开采成本相对较高，开发利用缓慢。
直到上世纪70年代，美国为摆脱对外能源依赖，开始大量投入页岩气研究。
随着水平井等关键技术的突破，开发成本下降。
上世纪90年代后期，页岩气在美国率先实现商业化、规模化。
2010年美国页岩气产量超过1379亿立方米，占全国天然气年总产量的23%，超过俄罗斯成为全球第一大天然气生产国。
页岩气的成功开采大大增强了美国在能源外交和应对气候变化等方面的主导权，也对全球天然气市场、能源供应格局以及地缘政治产生了重要影响。
尤其是在影响中东、北非等地政局变革，遏制和削弱一些石油出口国的影响力，保持国内油气价格相对稳定方面，页岩气的规模化开采让美国政府相比过去有了更大的战略调整空间。
中东地区原计划出口美国的天然气不得不另寻买家。
随着更多的天然气进入欧洲和亚太地区，将进一步造成现货价格降低和长期合同发生变化。
中国页岩气开发面临的问题页岩气开发对我国具有战略意义。
清洁低碳的页岩气能够增加天然气供应，优化能源结构，缓解减排压力。
据《BP世界能源统计2011》数据，2010年我国天然气占一次能源消费的比例为4.0%，而同期世界均值为23.81%，相差近6倍，要达到2020年9%、2030年12%的天然气比例目标，意味着天然气消费需要完成倍数级的增长。
加快页岩气勘探开发和利用，对满足经济社会发展对于清洁能源的需求、控制温室气体排放、改善居民用能环境具有重要意义。
美国页岩气发展概况
美国页岩气发展概况美国页岩气发展概况3.1 美国着手页岩气的开发背景美国是世界能源消费大国，长期以来，美国政府将“能源独立”作为政策纲领，希望通过各种手段寻求更多能源供给渠道，改变石油对外依存度高的被动局面。
1973年以阿战争，阿拉伯等石油输出国家组织（OPEC）对美国实施石油禁运，1979年伊朗革命造成中东政治陷入混乱造成全球石油短缺，1990年伊拉克入侵科威特带来两国石油减产冲击美国石油进口，这三次“石油震撼”加上对本国油气资源日益减少的担心迫使美国政府进一步落实能源供给分散的策略，加快天然气以及非常规油气的勘探研究步伐，页岩气前期的勘探研发工作就是在这样的大背景下实现突破的。
2007年，美国页岩气产量366.2亿立方米，到2010年，产量突破千亿，达到1379.2亿立方米（相当于美国天然气总产量的23%）。
预计，到2035年，美国页岩气产量将占到本国天然气总产量的45%，在未来能源格局中扮演更重要的角。
美国页岩气开发获得的巨大成功并非“偶然事件”，在很大程度上得益于技术进步，美国系统完善的、有利于新兴产业发展的市场环境与政策等多方面因素。
美国页岩气产量（数据来源：据美国能源信息署（EIA）资料整理）3.2 美国页岩气发展的时间表页岩气的时间表包括了若干个重要的里程碑：1997年至2009年美国页岩气井分布对比图1821年?在美国纽约的弗里多尼亚商业天然气井中首次生产出页岩气。
1859年?埃德温?德雷克表示油可大量生产，启动了美国的石油工业。
19世纪60年代到20世纪20年代?天然气，包括在阿巴拉契亚山脉和伊利诺伊州的盆地由浅，低压产出的页岩气，仅限于用在靠近生产领域的城市。
20世纪30年代?技术的发展使得运用大口径管道把大量的中大陆和东南部油田的天然气输送到东北部城市成为可能;天然气工业的迅速发展。
20世纪40年代后期?液压压裂首次用于刺激石油和天然气井。
1947年泛美石油股份公司经营的堪萨斯州格兰特县的气井第一次运用了水力压裂技术。
近5年页岩气发展情况
近5年页岩气发展情况近年来，页岩气作为一种新兴的清洁能源，受到了全球各国的广泛关注和积极推动。
本文将从全球和中国两个层面，详细介绍近5年来页岩气的发展情况。
一、全球页岩气发展情况1. 页岩气资源储量和产量增长：全球页岩气资源储量丰富，近5年来不断增长。
根据国际能源署（IEA）的数据，全球页岩气资源储量约为7000万亿立方米，其中北美地区占领了绝大部份。
在产量方面，近5年来全球页岩气产量持续增长，主要得益于美国的快速发展。
2. 美国页岩气革命：美国是全球页岩气产业的领头羊，近5年来取得了巨大的突破。
通过水力压裂技术（fracking），美国成功开采了大量的页岩气资源，实现了能源自给自足，并成为了天然气的净出口国。
据美国能源信息署（EIA）的数据，2022年美国页岩气产量达到了9000亿立方米，占全球总产量的近80%。
3. 其他国家的发展：除了美国，其他国家也在积极推进页岩气的开辟。
加拿大、阿根廷、澳大利亚等国家都取得了一定的发展，但与美国相比仍然存在一定的差距。
无非，随着技术的进步和经验的积累，这些国家的页岩气产量也在逐渐增长。
二、中国页岩气发展情况1. 页岩气资源储量和产量增长：中国拥有丰富的页岩气资源，近5年来页岩气资源储量和产量都取得了显著增长。
根据中国石油和化学工业联合会的数据，中国页岩气资源储量约为3500亿立方米，位居全球第三。
在产量方面，2022年中国页岩气产量达到了300亿立方米，同比增长了30%。
2. 政策支持和技术突破：中国政府高度重视页岩气的开辟，出台了一系列的支持政策。
近5年来，中国加大了对页岩气开辟的投入，并取得了一系列技术突破。
通过引进国外先进技术和自主研发，中国成功实施了一批大型页岩气示范工程，并取得了显著成果。
3. 页岩气产业链建设：近年来，中国加快了页岩气产业链的建设，形成为了从勘探开辟、生产利用到市场销售的完整产业链条。
在勘探开辟方面，中国加大了勘探力度，发现了一批具有潜力的页岩气田。
非常规储层压裂改造技术进展及应用
非常规储层压裂改造技术进展及应用一、本文概述随着全球能源需求的持续增长，非常规储层资源的开发利用越来越受到重视。
非常规储层，如页岩、致密砂岩等，由于其低孔低渗特性，压裂改造技术成为了提高其开采效率的关键。
本文旨在综述非常规储层压裂改造技术的最新进展，包括压裂液体系、压裂工艺、裂缝监测与控制等方面，并探讨这些技术在国内外油气田的实际应用情况。
通过对相关文献的梳理和案例分析，本文旨在为非常规储层压裂改造技术的发展提供理论支持和实践指导，推动该领域的技术创新和产业升级。
二、非常规储层压裂改造技术的发展历程非常规储层压裂改造技术的发展，经历了从传统水力压裂到现代复杂储层压裂技术的转变。
在过去的几十年里，随着全球能源需求的不断增长，以及对传统油气资源的日益开采，非常规储层如页岩、致密砂岩等逐渐成为油气勘探开发的重要领域。
这些储层具有低孔、低渗、非均质性强等特点，使得常规的压裂技术难以满足开发需求，推动了非常规储层压裂改造技术的不断创新与发展。
初期，非常规储层压裂主要依赖于传统的水力压裂技术，通过高压泵注大量液体来形成裂缝，从而提高储层的渗透性。
然而，这种方法在非常规储层中往往效果不佳，因为这些储层的岩石性质复杂，裂缝扩展困难。
随着技术的进步，科研人员开始尝试使用多种压裂液体系，如泡沫压裂液、稠化压裂液等，以提高压裂效果和降低对储层的伤害。
同时，为了更精确地控制裂缝的扩展方向和长度，研究人员开始引入地质导向、数值模拟等先进技术，为压裂施工提供更为准确的指导。
近年来，随着水平井技术的广泛应用，非常规储层压裂改造技术迎来了新的突破。
水平井技术能够使得井筒与储层接触面积更大，有利于裂缝的扩展和油气的流动。
在此基础上，研究人员又进一步开发出了分段压裂、多级压裂等复杂压裂技术，以适应不同储层条件和开发需求。
随着环保要求的日益严格，非常规储层压裂改造技术也在不断探索环保型压裂液和减少水资源消耗的新方法。
例如，利用二氧化碳等环保介质作为压裂液，既能够满足压裂需求，又能减少对环境的影响。
页岩气国内外研究现状及存在问题
页岩气国内外研究现状及存在问题前言页岩气是当今油气藏勘探的前沿领域，也是新近石油地质研究的热门课题。
有的学者甚至用“炙手可热”来形容目前美国页岩气的勘探开发热潮。
美国页岩气的勘探与开发已完全商业化运作，其勘探开发技术处于绝对领先地位，除加拿大外，中国及其他国家才刚刚起步，下面简单回顾一下美国页岩气历史，美国第一口商业性页岩气井是由WiliamHart于1825年在纽约弗雷多尼亚开钻，这也是世界上第一口商业性页岩气井，位于泥盆纪页岩中，1970年代晚期至1980年代早期，美国开始实施页岩气工程（EGSP），开始了大量的地质评价工作和钻探工作，1981年，Barnett页岩第一口发现井开钻，并注入CO2、N2聚合物流体，1991年，在Barnett页岩中钻探第一口水平井，1997年，聚合物注入持续减少，而首次采用水力压裂造缝，1998年Devon能源公司在特克萨斯东部试用压裂技术，2001年首次运用微震作构造裂缝图，2003年，Barnett页岩页岩气获得成功，这得益于水平钻井和压裂技术。
2003年，实施了穿过Marcellus 页岩至志留系地层的钻探，未取得有效成果，但表明Marcellus很有希望，果然在2004年，Marcellus页岩取得圆满成功，美国页岩气产量快速增长。
据分析中国页岩气具有良好的勘探前景,中国对页岩气的勘探研究也在逐步展开。
在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等盆地均有页岩气成藏的地质条件。
随着我国国民经济的快速发展，对石油天然气的需求日益增长，据专家估计，以我国目前的经济发展态势，10年后我国对油气的年消费将由目前的4亿多吨增加到6--8亿吨，油气进口的大幅提高存在诸多风险，因此，要做好立足国内的充分准备，而依靠常规油气藏的勘探难以满足需求，非常规油气特别是煤层气、页岩气的勘探将会日益重要，2009年美国的页岩气产量已经突破1000亿方，极大地增加了我国寻找页岩气的信心。
页岩气将改善美国能源前景
Ｔ 培训 的重 要 内容 ， 据 集 团公 司 的 根
ＨＳ Ｅ检查 标准 ， 对油 库 质检 员 、 量员 计 和加 油 站计 量员 进行 定期 集 中系统 培
确保 油 品流通 过程 质量 小变 。在 入库 环 节 ， 公 司 严 格按 照 闰家 和 集 冈公 该 司 的相 关规 定 ， 油 品接卸 前 ， 真对 在 认 产 品质 量 合格 证 、 品调 运 单 等进 行 油 验收 ， 排专人逐 车（ 车 ） 查 、 安 槽 检 验
圳 ， 证 上 岗 ； 对 新 上 岗 和 转 岗 员 持 针
一 ， 门进 行 油 品数 质 量 管理 教 育 和 Ｉ专 考试， 合格 后 才能上 岗 ， 把 考卡 成 绩 并 受 纳入 档 案 管 理 ， 进 了员 ］ 业 务素 质 促 一
收， 确保 进库 油 品 １０ ０％合 格
油品
以使美 国 的经济从 非 清 沽燃料 向清 洁 燃 料 转 型 。２ ０ 年 ６月 ， 国天 然 气 ０９ 美
北 美非 常 规气 快速 发展 主要 得 益
于技 术突 破 ， 水平 钻 井 、 力压 裂技 术 水
技 术 突破 助 推快 速 发 展
美 国在页 岩气 开采 技 术上 的 突破
进 步 增 大 了储 层 接 触 ， 装备 技 术 进 步 降低 了 位 生 产成 本 ， 尤其 是 低 成 本
和形 象 。
强 化进 销 存 等 流 通 环 节 的监 管 ，
Ｇ Ｓ 控 系统 及反 盗 油 、 掺假 技 术 ， Ｐ监 防
有 效 避 免 了 油 品混 油 、 叉 污 染 等 油 交
不 放 过 的 “ 小放 过 ” 则 ， 强油 品 三 原 加
过 程 监 管 ． 年 以来 ， 公 司加 油站 ．今 该 油 品损 溢情 况 明显改 观 。 加 强 技 能 培 训 ， 升 员 Ｔ素 质 ＝ 提
推动页岩气开采技术革新大盘点
推动页岩气开采技术革新大盘点作者：孟伟来源：《石油知识》 2017年第5期技术变革改变了人们的生活方式，智能手机、无人驾驶汽车以及增强现实技术早已进入大众的视野。
同样，技术变革也对我们的工业体系产生了深远的影响，尤其是油气行业。
低油价环境下，许多石油企业采取了降低成本的办法以求度过严冬。
而从页岩气开发领域的经验来看，降本增效的最好方法莫过于技术革新，那么在2016年，哪些最新技术能够帮助石油行业完成这个使命？页岩气革命一个行业的发展离不开方法的改进和效率的提高。
而近些年来，石油行业的繁荣主要得益于先进技术和先进工具的大量应用，从而造就了运营效率的指数式增长。
创新和技术进步带来的影响在页岩气领域尤为显著。
美国页岩气之父George Mitchell带头推动了水力压裂法的使用，这项突破性技术带来了美国2010年以来的页岩气繁荣。
页岩气开采被认为是本世纪迄今为止最为伟大的创新，但事实上这并不是一项新技术，而是由上世纪90年代末的技术发展而来。
这种技术发展开创了一个崭新的页岩时代，同时也推动了美国油气行业的革命。
目前，油气行业正面临着因油价大幅波动而带来的诸多挑战。
如果石油企业能够通过使用新技术、新工具来提高效率，那么企业不仅能够在严酷的环境下生存下来，甚至还能够逆势而上。
在页岩气开采领域，生产商们已经尝到了创新带来的甜头：技术革新使得水平井钻井效率显著提高，钻井成本大幅下降，水平井的最大长度也随之延长。
EIA近期的一份报告表示，美国的页岩油气的前景取决于未来25年钻井技术的发展速度。
虽然美国目前的页岩油气产量仍持续减少，预计2017年的产量为420万桶/天，但随着技术进步速度的加快和油价回升，美国的页岩产量将在2040年达到1290万桶/天。
EIA认为，产量的增长主要得益于油价的回升以及新油田的不断发现。
为了实现可持续发展，石油业需要通过大量的实验、分享良好实践以及新技术和现有技术的应用来实现自我革新。
美国油气工业发展现状
美国油气工业发展现状
近年来，美国油气工业取得了显著的发展。
美国是全球最大的天然气生产国之一，也是最大的石油生产国之一。
这一成就主要得益于水力压裂技术的创新和广泛应用。
水力压裂技术，即页岩气和致密油的开采技术，是美国油气工业发展的关键推动力。
通过在岩层中注入高压液体，将岩石裂开并形成通道，释放出埋藏的天然气和石油。
这项技术自20
世纪90年代以来不断发展，并在近十年内取得了巨大突破。
这使得美国能够从传统油气资源外开发更大规模的非常规油气资源。
此外，美国的油气工业也受益于技术的进步和创新。
新的勘探技术和地质解释方法使得寻找和开发油气资源变得更为准确有效。
自动化技术在提高生产效率和安全性方面发挥了重要作用。
数字化技术的应用使得工业各个环节能够更好地进行监测和管理。
美国政府对油气工业的支持也是其发展的重要因素。
政策的调整和改革促使了行业的增长和竞争力的提升。
减税政策和政府的鼓励性措施吸引了更多的投资和创新。
此外，美国还积极推动油气行业的对外合作，进一步促进了产业的发展。
然而，美国油气工业的发展也面临一些挑战。
例如，环境保护和可持续发展的要求对行业施加了压力。
水力压裂技术在提高产量的同时也带来了对水资源的需求和环境污染的问题。
此外，油价的波动和全球市场的变化也对产业的发展造成了一定影响。
综上所述，美国油气工业在水力压裂技术的推动下取得了巨大的发展。
技术的创新和政府的支持使得美国成为全球领先的油气生产国之一。
然而，面临的挑战不容忽视，需要产业和政府共同努力找到环境可持续发展的解决方案。
石油行业页岩气开采技术创新方案
石油行业页岩气开采技术创新方案第一章页岩气资源概述 (2)1.1 页岩气资源分布 (2)1.1.1 全球页岩气资源分布 (2)1.1.2 我国页岩气资源分布 (3)1.2 页岩气资源潜力 (3)1.2.1 全球页岩气资源潜力 (3)1.2.2 我国页岩气资源潜力 (3)第二章页岩气勘探技术 (3)2.1 地震勘探技术 (3)2.2 钻井勘探技术 (4)2.3 测试评价技术 (4)第三章页岩气开发工程技术 (4)3.1 水力压裂技术 (4)3.1.1 压裂液的选择与配制 (5)3.1.2 压裂泵设备与工艺参数 (5)3.1.3 压裂监测与评价 (5)3.2 钻井工程技术 (5)3.2.1 钻井液的选择与配制 (5)3.2.2 钻井设备与工艺参数 (5)3.2.3 钻井监测与评价 (5)3.3 完井工程技术 (5)3.3.1 封隔器与套管设计 (6)3.3.2 生产套管射孔工艺 (6)3.3.3 井筒完整性监测与评价 (6)第四章页岩气开采工艺优化 (6)4.1 开采参数优化 (6)4.1.1 水力压裂参数优化 (6)4.1.2 钻井参数优化 (6)4.2 产能评价与预测 (7)4.2.1 产能评价方法 (7)4.2.2 产能预测方法 (7)4.3 生产管理优化 (7)4.3.1 设备管理优化 (7)4.3.2 生产调度优化 (7)4.3.3 信息管理优化 (8)第五章页岩气环境保护与治理 (8)5.1 污水处理技术 (8)5.2 地下水污染防控 (8)5.3 生态保护与修复 (9)第六章页岩气储运技术 (9)6.1 储气库建设技术 (9)6.1.1 概述 (9)6.1.2 选址技术 (9)6.1.3 设计技术 (9)6.1.4 建设技术 (9)6.1.5 运行管理技术 (10)6.2 管道输气技术 (10)6.2.1 概述 (10)6.2.2 管道设计技术 (10)6.2.3 管道铺设技术 (10)6.2.4 运行维护技术 (10)6.3 压缩与液化技术 (10)6.3.1 概述 (10)6.3.2 压缩技术 (10)6.3.3 液化技术 (10)6.3.4 液化天然气（LNG）储运技术 (10)第七章页岩气开发利用政策与法规 (11)7.1 政策环境分析 (11)7.2 法规体系建设 (11)7.3 政策扶持措施 (11)第八章页岩气产业技术创新战略 (12)8.1 技术创新方向 (12)8.2 技术创新体系构建 (12)8.3 产学研合作模式 (13)第九章页岩气国际合作与交流 (13)9.1 国际合作现状 (13)9.2 国际技术交流 (14)9.3 国际市场拓展 (14)第十章页岩气产业发展前景与展望 (14)10.1 产业发展趋势 (14)10.2 市场需求分析 (15)10.3 产业发展挑战与机遇 (15)第一章页岩气资源概述1.1 页岩气资源分布1.1.1 全球页岩气资源分布全球范围内，页岩气资源分布广泛。
美国页岩气勘探开发关键技术
目录_Toc28155708引言 (2)1 美国页岩气藏特点分析 (2)2 地层评价 (3)3 岩石机械特性地质力学 (4)4 钻完井技术 (5)5 压裂技术 (8)5.1 清水压裂技术 (8)5.2 重复压裂技术 (9)5.3 水平井分段压裂技术 (9)5.4 同步压裂技术 (10)6 结论和建议 (10)美国页岩气勘探开发关键技术引言美国页岩气资源量达16. 9 万亿m3，可开采资源量7. 47 万亿m3。
至20 世纪90 年代末，美国页岩气产量一直徘徊在( 30 ～50) 亿m3 /a。
2000 年新技术的应用及推广，使得页岩气产量迅速增长。
2005 年进入大规模勘探开发，成功开发了沃思堡等5 个盆地的页岩气田，产量以100 亿m3 /a 的速度增长。
2008 年产量达到600 亿m3，占美国天然气总产量的8%，相当于中国石油当年天然气总产量，目前则已占到天然气总产量的13% ～15%。
截至2008 年底，美国累计生产页岩气3 316 亿m3。
预计2015 年美国页岩气产量将达到2 800 亿m3。
自2009 年以来，北美的页岩气开发发生了革命性的变化，目前美国已取代俄罗斯成为世界最大的天然气生产国，实现了自给自足并能连续开采上百年。
美国页岩气快速发展是技术进步、需求推动和政策支持等多种因素合力作用的结果。
从技术进步角度来看，则主要得益于以下几方面的关键技术:前期的页岩气藏分析、地层评价、岩石力学分析、后期的钻完井技术以及压裂增产技术。
1 美国页岩气藏特点分析美国页岩气藏具有典型的衰竭特点，初始产量高，前3 年急剧下降，随后在很长的时间里保持稳产并有所下降，生产寿命可达25 a 以上。
美国页岩气资源丰富，致密页岩分布范围广，有效厚度大，有机质丰富，含气量大，裂缝系统发育，原始地质储量丰富，岩石埋深和粘度含量相对较低，有利于实施水力压裂，规模生产效果比较好。
美国已经将具有合适页岩气类型、有机质含量、成熟度、孔隙度、渗透率、含气饱和度以及裂缝发育等综合条件的页岩作为开采目标。
07-陈炜卿_页岩气钻完井与压裂改造技术
费收入可能超过1110亿美元。这场能源革命也将对全球竞争产生越来越重要的影
响。美国天然气蕴藏量丰富，并且价格低廉——是欧洲的三分之一、日本的四分之 一。这推动了美国能源密集型制造业的发展，将给欧洲和亚洲的竞争对手们带来冲 击。
国内页岩气开发现状
中石油已针对页岩气开发已开展了一系列工作并取得初步成效。 1、前期工作
成立国家能源页岩气研发（实验）中心； 非常规油气中心的成立； 国家“十二五”重大专项《页岩气勘探开发关键技术研究》 ； 与Devon、ExxonMobile、ConocoPhilips、EOG、Shell、Statoil 等国际公司开展技术合作； 与壳牌石油签定了联合评价协议； …….
2012年3月20日中国石油与壳牌中国签署了《四川盆地富顺—永川区块页岩气产品分 成合同》（PSC），目前正在政府部门的批复生效之中。
提
纲
一、“页岩气”的概念及开发特点 二、国外页岩气开发技术概况 三、国内页岩气开发现状 四、页岩气钻完井技术介绍 五、国内页岩气开发钻完井技术发展方向
国外页岩气开发技术概况
国外页岩气开发技术概况
成功的关键之一：在于新开发区块的成功率
行业对两个成熟区块（Barnett, Pinedale/Jonah）已有很好的开发经验；
从开发经验来看，风险/回报非常有利；
推动了至少8个页岩油气区块的启动和增长。
国外页岩气开发技术概况
成功的关键之二：开发要上规模，要进行高密度开发
“页岩气”的概念及开发特点
中国的油气需求和供给现状迫切需要开发页岩气（据HESS公司资料整理）
国外储层改造新技术
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7
1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
水平井压裂技术引领储层改造在储层评价、压裂机理认识、压裂材料、工艺技术等方面不断进步
技术名称 多级压裂 滑溜水压裂
水力喷射压裂 重复压裂 同步压裂
氮气泡沫压裂 大型水力压裂
技术特点
适用性
多段压裂，分段压裂，技术成熟，使用广泛
国国根西非大拿比哥西兰国威利度拉基利克典麦拉国洲伦尼兰耳洛内国撒陶
廷哥
利大亚拉
圭斯维兰
圭
其比斯
其哥瑞
哈宛
亚
坦亚
他亚
拉
拉
资料来源 ：EIA, 2011
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
由常规油气勘探开发向非常规油气勘探开发的发展过程是地质认识、钻井及压裂工程不断进步的过 程
Source: Baker Hughes, IHS
Source: HPDI
水平井是页岩气开发的主要井型，水平井成本为直井的1.5～2.5倍，但初始开采速度、控制储量和最终评价可采
储量却是直井的3～4倍
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1、非常规水平井压裂技术引领储层改造迅速发展
在低渗透致密储层勘探开发过程中，水平井多级分段压裂技术已经成为主导，其技 术的复杂程度、施工的规模及成本投入远远大于常规直井的压裂及酸化措施
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3、市场需求和集成创新是压裂技术进步的源动力
集成创新决定了压裂的关键技术并不能够等待原始创新，市场需求决定了最新、最先进的 技术在某个地区不一定适用，必须有针对性地选择
压前地质研究
裂缝模式判断
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3本文受到中国石油天然气股份公司对外合作非常规天然气技术攻关项目(编号:06203201)的资助。
作者简介:黄玉珍,1962年生,高级工程师;1985年毕业于原江汉石油学院,主要从事油气勘探与开发对外合作工作,现任中国石油天然气股份有限公司对外合作经理部新项目处处长。
地址:(100007)北京市东城区东直门北大街9号。
电话:(010)59986775。
E 2mail :yzhuang @技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键3黄玉珍1 黄金亮2 葛春梅1 程克明2 董大忠21.中国石油对外合作经理部2.中国石油勘探开发研究院 黄玉珍等.技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键.天然气工业,2009,29(5):7210. 摘 要 近年来,美国页岩气的勘探开发步入大规模快速发展阶段。
除了得益于天然气市场需求的增长、国家政策扶持等因素外,技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键因素,其中钻井、完井与增产技术的进步,尤其是水平井钻井、水力多段压裂、重复压裂、同步压裂以及裂缝综合监测等技术的突破与广泛运用起着极为重要的作用。
美国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,坚持不懈地开展技术创新,仍然能够使分布广泛的页岩气资源量逐步转化为经济和技术可采储量。
关键词 美国 页岩气 技术进步 关键因素 水平井 压裂 裂缝监测 DOI :10.3787/j.issn.100020976.2009.05.0021 近年来美国页岩气产量大幅增长 美国页岩气开采最早可以追溯到1821年,20世纪20年代开始现代化工业生产,70年代中期步入规模化发展阶段,至80年代末累计产量达到840×108m 3。
1989～1999年,美国页岩气生产整体保持较高速度增长,年产量翻了近两番,达106×108m 3。
进入2000年以来,美国页岩气产量大幅增长,处于快速发展阶段[1](图1)。
图1 1990～2007年Barnett 页岩气生产井数量变化图(据Gene Powell ,2008年修改) 目前,美国有5大商业性页岩气生产盆地,即密歇根盆地(Ant rim 页岩)、阿帕拉契亚盆地(Ohio 页岩)、伊里诺斯盆地(New Albany 页岩)、沃斯堡盆地(Barnett 页岩)和圣胡安盆地(Lewis 页岩),5大盆地页岩气地质资源量12.85×1012～25.14×1012m 3,探明地质储量6994.3×108m 3[2]。
在美国五大页岩气盆地中,尤以沃斯堡盆地Barnett 页岩气的发展最为迅猛。
1993年Barnett 页岩气年产量仅7.9×108m 3,至2007年8960口页岩气生产井产气量猛增近40倍,达315×108m 3[3],超过2006年全美页岩气总产量(图2)。
据美国能源信息署(EIA )2006年公布的数据,主产区Newark East 气田年产量和技术可采储量在美国各气田中排名分别为第二和第三,并且随着勘探开发程度不断扩大及技术的进步,沃斯堡盆地陆续发现了一大批具有商业性开采价值的页岩气气田[4],美国联邦地质调查局(U SGS )及其他研究机构对Barnett 页岩气技术可采储量的评估值也迅速攀升,由1990年的390×108m 3(U SGS ,1990)、1996年的840×108m 3(U SGS ,1996)、2004年的7300×108m 3(U SGS ,2004)增至2005年的1.1×1012m 3(A RI ,2005)[425]。
伴随着页岩气在沃斯堡盆地Barnett 地区取得巨大的成功,美国众多油气公司对页岩气的投资热情日益高涨。
截至2007年底,美国有64家油气公司进行页岩气商业开采[7]。
最近,美国在5大盆地之外更大面积范围内开采页岩气资源,新兴页岩气勘探开发区块近70个[728],其中Fayetteville 页岩聚・7・第29卷第5期 天 然 气 工 业 地质与勘探图2 1993～2007年沃斯堡盆地B arnett 页岩气历年产量变化曲线图(据RRC ,2008年[6];Gene Powell ,2008年修改)集带正成为继Barnett 页岩气富集带之后又一个新的页岩气开发热点地区,2007年页岩气产量达25.2×108m 3。
2 美国页岩气勘探开发成功的启迪 从页岩气的实践在美国获得的巨大成功来看,除了依赖于天然气市场需求的增长、国家政策扶持(如美国《联邦税法》第29章———非常规能源生产税减免政策)外,勘探与开发技术的突破及规模推广运用是其中最关键的因素。
页岩气的发展无不与科技进步紧密相连,勘探开发技术的创新与推广是页岩气开发取得成功的引擎,技术进步推动了并将继续推动页岩气的持续快速发展。
开发技术的创新尤其是水平井钻井、压裂技术以及裂缝综合诊断技术的进步与广泛运用在推动沃斯堡盆地Barnett 页岩气藏的快速发展中起着至关重要的作用。
1981年,Barnett 页岩区在按计划钻探过程中偶然发现显示良好的Barnett 页岩层段。
自1981年第一口发现井到1992年历经10a 生产井仅99口,开发缓慢。
1997年后,水力压裂开始取代凝胶压裂成为页岩气主要的增产措施,Barnett 页岩气的开发也随之加快了前进的步伐。
随着1999年重复压裂、2003年水平钻井以及2005年水平井分段压裂等一系列新技术的广泛运用,Barnett 页岩气发展速度惊人(图2),从1997～2007年的10a 时间里,Barnett 页岩气区有多达8629口页岩气井投入生产(其中水平井4973口,占50%以上)。
新技术的运用同样使Barnett 页岩气产量发生了翻天覆地的变化,截至2008年1月,Barnett 页岩气产量约0.996×108m 3/d ,累计产量1044.9×108m 3[3]。
3 技术进步推动美国页岩气快速发展3.1 水平井是页岩气开发的主要钻井方式 与直井相比,水平井在页岩气开发中具有无可比拟的优势:①水平井成本为直井的1.5～2.5倍,但初始开采速度、控制储量和最终评价可采储量却是直井的3～4倍[9]。
沃斯堡盆地Barnett 页岩最成功的垂直井在2006年上半年页岩气累积产量为991.10×104m 3/d ,而同期最成功的水平井产量为2831.7×104m 3/d ,为直井产量的近3倍[5]。
②水平井与页岩层中裂缝(主要为垂直裂缝)相交机会大,明显改善储层流体的流动状况。
统计结果表明,水平段为200m 或更长时,比直井钻遇裂缝的机会多几十倍[10]。
③在直井收效甚微的地区,水平井开采效果良好。
如在Barnett 页岩气外围开采区内,水平井克服了Barnett 组页岩上、下石灰岩层的限制,避免了Ellenburger 组白云岩层的水侵,降低了压裂风险以及增产效果明显,在外围生产区得到广泛的运用[4]。
④减少了地面设施,开采延伸范围大,避免地面不利条件的干扰。
2002年以前,垂直井是美国页岩气开发主要的钻井方式,随着2002年Devon 能源公司7口Bar 2nett 页岩气试验水平井取得了巨大成功,业界开始大力推广水平钻井[4],水平井已然成为页岩气开发的主要钻井方式。
2002年后,Barnett 页岩气水平井完井数迅速增加,2003～2007年Barnett 页岩水平井累计达4960口,占Barnett 页岩气生产井总数的50%以上,2007年完钻2219口水平井,占该年页岩气完井数的94%(图2)[3]。
水平井位与井眼方位应选择在有机质与硅质富集、裂缝发育程度高的页岩区及层位,水平井的方位角及进尺对页岩气产量产生重要的影响[5]。
一般水平井选择与主要裂缝网络系统大致平行的方位钻井,能够生成众多横向诱导裂缝,使天然或诱导裂缝网络彼此联通,增大了气体接触表面积,提高页岩气采收率。
在水平钻井过程采用MWD (随钻测井)和自然伽马测井曲线在页岩段内定向控制和定位,应用对比井数据和地震数据避开已知有井漏问题和断层的区域。
水平钻井取得成功的关键是有效的井身设计,利于节约完井和管理成本。
钻井作业采用泥浆系统、井下钻具以及定向设备等常规钻井技术。
采用地质导向技术,确保在目标区内钻井,避免断层和其他复杂构造区,否则会导致钻穿目标区,或者发生井漏。
通常,水平段越长,最终采收率和初始开采速度就会得到越大的提高。
根据美国公布的数据,最有效的水平井进尺包括造斜井段一般为914～1219m [9]。
・8・地质与勘探 天 然 气 工 业 2009年5月3.2 压裂增产技术的进步显著提高了页岩气的产量3.2.1 美国页岩气压裂增产措施的发展历程 含气页岩储层的基质孔隙度和渗透率总体上非常低,除少数裂缝发育带可能具有较高的自然产能外,一般页岩气藏均需人工压裂改造之后才具有商业价值[11]。
20世纪70年代,美国的经营者对东部泥盆纪页岩气开发中曾采用裸眼完井、硝化甘油爆炸增产技术来提高天然气的采收率[12];20世纪80年代使用高能气体压裂以及氮气泡沫压裂,使得页岩气产量提高了3～4倍[13]。
进入21世纪后,随着水力压裂、重复压力及平行压裂等新技术的运用和推广,极大地改善了页岩气井的生产动态与增产作业效果,页岩气单井产量增长显著,极大地促进了页岩气的快速发展。
沃斯堡盆地Barnett 页岩气藏的开发先后经历了直井小型交联凝胶或泡沫压裂、直井大型交联凝胶或泡沫压裂、直井减阻水力压裂与水平井水力压裂等多个阶段,增产效果极大地提高(图3)[14]。
如Barnett 页岩气区的C.W.Slay1号井早期采用氮气泡沫压裂,12a 内累计总产气量为50×104m 3;关井2a 后采用大型凝胶进行重复压裂,2.5a 内产气量为30×104m 3;再次关井2a 后采用水力压裂,获得210×104m 3的产气量;截至2007年底,这口最初被认为无经济价值的页岩气井累计产气量已达3817.5×104m 3。
图3 压裂新技术的运用改善B arnett 页岩气井生产动态图(据Charles Boyer 等,2006年)注:1MMcf =2.8317×104m 33.2.2 水力压裂 由于页岩气产能较低,通常埋深大、地层压力高的页岩储层必须进行水力压裂改造才能够实现经济性开采。
水力压裂技术以清水为压裂液,支撑剂较凝胶压裂少90%,并且不需要黏土稳定剂与表面活性剂,大部分地区完全可以不用泵增压,较之美国20世纪90年代实施的凝胶压裂技术可以节约成本50%～60%,并能提高最终估计采收率,目前已成为美国页岩气井最主要的增产措施(图4)[14]。