页岩气钻井技术

新世纪初，石油20$/桶，后来当时 电力不足的美国新电厂大半使用天 然气，致使天然气的价格一度涨到 10美元/百万英热单位。由于后来 的经济衰退以及原料上涨的问题， 导致美国的乙烯产品失去了竞争优 势，石化工业随之陷入困境。随着 页岩气的开发，2006年左右天然气 产量大幅度增加，并且价格稳定， 与原油价格联动淡化。尽管2008年 经济危机程度超过前次，相反价格 大幅度低于原油的页岩气成为美国 石化工业复苏的“援军”。2010年 石油平均价格在80$/桶，但由于页 岩气供应的大幅度增加，天然气的 价格仅约4美元/百万英热单位，于 是美国乙烯产业的竞争力复活
二、页岩气开发情况 3、中国
建111，建页HF-1井、涪页1等大量页岩气井陆续生产 、开钻和通过井位论证
2010年4月16日至17日，国土资源部油 气战略研究中心在重庆市组织召开全国页 岩气资源战略调查和勘探开发学术研讨会 ， 2009年8月，国土资源部在重庆 市綦江县启动了中国首个页岩气 资源勘查项目 2004年开始前期基础性研究 工作，2007年10月中国石油 与美国新田石油公司签署了《 威远地区页岩气联合研究》
资源潜力
开采特点
456×1012m3
排气降压解析开采
37×1012m3
排水降压解析开采
44×1012m3
自然压力开采
一、页岩气基本情况
3、页岩气运移特征
流动机理
微小的基质孔隙中的气体向大孔隙和裂缝作扩散运动，达西定律; 基质孔隙表面的吸附气一定压力下发生解吸。
从基质表面解吸
通过基岩和微孔隙扩散
赋存状态
吸附气20% ～85%
生成、运移、聚集 气藏特征
渗透率
1、页岩气
自生、自储、自保
无明显的盖层和圈闭 低孔、低渗
一、页岩气基本情况
分布范围广
厚度大
早期以游离气为主，产量 较高，递减快（第一年产量 降到65%） 后期以吸附气产出为主， 产量相对较低，年递减率 2%～3%，产量稳定 预测页岩气田开采寿命可 达50～80年
页岩气钻井技术
勘查关键技术
一、 二、
页岩气基本情况
页岩气开发情况
内 容
五、
三、 四、
页岩气钻井关键技术
页岩气钻井技术难点
页岩气钻井技术措施
一、页岩气基本情况 1、页岩气 黑色页岩 碳质页岩 页岩 主要类型 油页岩
主要产气页岩
硅质页岩 铁质页岩
粘土 页岩 成份
主要成份
泥质
砂岩
一、页岩气基本情况
一、
页岩气基本情况
二、
页岩气开发情况
内 容
五、
三、
四、
页岩气钻井关键技术
页岩气钻井技术难点
页岩气钻井技术措施
二、页岩气开发情况 1、国外
单位：亿m3 900 500
2009 2007年 2004年 1999年 70年代
200
107.5
19.6
二、页岩气开发情况
二、页岩气开发情况
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
页岩气挽救了美国乙烯产业
二、页岩气开发情况
2、加拿大页岩气勘探开发情况
加拿大是第二个开发页岩气勘探、研究和开发的国家。据估算加拿大西部沉 积盆地页岩气原资源量约24.4×1012m3。加拿大不列颠哥伦比亚东北部页 岩气资源量超过28.3×1012m3，保守估计也有7.1×1012m3，占该地区未发 现天然气资源(包括常规和非常规)的34%。目前加拿大商业开采还处于起步 阶段，1998 年底开始页岩气商业开采，2008年的日产量超过2.3× ×106 m3；而欧洲才刚刚起步。
2011年 2010
2009
2007
二、页岩气开发情况 页岩气钻井近况
2009年12月18日中石油第一口页岩气井威201井开钻， 2010年4月 18日完钻。此井是四川盆地威远构造上的一口评价直井，设计井深2851 米钻探此井的目的是为了获取黑色页岩的地化、岩矿、物性、岩石力学等 资料，了解志留系龙马溪组和寒武系九老洞组含油气性资源
天然气
有机质热演化成因，生物成因，原油裂解 成因 甲烷为主，乙烷、丙烷等含量变化较大 生、储、盖合理组合 受生、储、盖组合控制 受生、储、盖组合控制
低渗：φ 为8%—20%，k为0.1—50md; 低孔、低渗特征，φ 为4%-6%， 双重孔隙（基质和割理系统），φ 为1%— 中渗:φ 为20%—25%，k为50—300md; k<0.001md 5%，k为0.5—5.0md 高渗：φ >25%，k>300md 较浅，最浅8.2米 一般大于300米 一般大于500米
普遍含气
一、页岩气基本情况 2、页岩气、煤层气、天然气对比 页岩气
成因类型 主要成分 成藏特点 分布特点 储集方式 储层特征 埋藏深度
有机质热演化成因，生物成因 甲烷为主，少量的乙烷丙烷等 自生、自储、自保 受页岩分布控制，有广布性 吸附气和游离气并存，吸附气占 20%～85%
煤层气
有机质热演化成因，生物成因 甲烷为主 自生、自储、自保 受煤层分布控制，有广布性 吸附气为主，占85%以上
二、页岩气开发情况
由国土资源部油气资源战略研究中心 组织施工的第一口井深超千米战略调查井 －岑页1井，于2011年4月13日在贵州省 黔东南州开钻，设计垂深1500m。钻探 目的是为开展页岩气资源潜力评价和有利 区优选提供依据。
二、页岩气开发情况
中石化第一口页岩气水平井通过 论证，并于2011年6月3日开钻。 在建111井侏罗系自流井组东 岳庙页岩段钻探获工业气流之后， 为了加快鄂西渝东建南地区页岩气 勘探步伐，获取页岩气评价参数， 整体评价该区勘探潜力提供地质依 据，通过科研人员精心准备，部署 建页HF-1井，目的是进一步落实单 井产气能力，探索页岩气钻井工程 及储层改造工艺技术。
二、页岩气开发情况 2011年4月18日，勘探南方分公司第一口页岩气水平井——涪页HF1 井通过集团公司专家审查。该井构造位于川东弧形高陡褶皱带拔山寺向斜， 以页岩气勘探有利层系下侏罗统自流井组大安寨段页岩层为目的层，设计 完钻井深3692米，水平段长度1200米左右，钻井的目的是评价该地区页 岩气产能，准确获取页岩气评价指标参数，力争涪陵地区页岩气勘探突破， 为页岩气开发奠定基础。 勘探南方从2010年开始着手页岩气的勘探研究，通过与Weather Ford和国内高校共同研究后认为，涪陵地区页岩气分布广，厚度大，总资 源量达到1.028亿方，有着良好的勘探开发前景。
在天然裂缝中的达 西渗流
一、页岩气基本情况 4、世界页岩气分布情况
总量：456 单位： 1012m3 （千亿）
一、页岩气基本情况
5、中国页岩气分布情况
我国探明储量约30千亿立方米，超过常规天然气4.1千亿立方 米
一、页岩气基本情况 6、页岩气开采方式
页岩气层低孔、低渗，多数含气页岩都需要实施水力压裂