页岩气勘探开发技术
页岩气资源勘探开发方案(一)
页岩气资源勘探开发方案一、实施背景页岩气是一种新型能源，具有丰富的资源量和广泛的开发前景。
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，对能源的需求也越来越大。
而传统能源的开采和利用已经面临着诸多的挑战，因此，发展新能源成为了当务之急。
而页岩气资源的勘探和开发正是产业结构改革的重要方向之一。
本文将从产业结构改革的角度出发，提出一种页岩气资源勘探开发方案，以期推动我国产业结构的转型升级。
二、工作原理页岩气的勘探和开发是一个复杂的过程，需要经过多个环节的实施。
具体的工作原理如下：1.地质勘探：通过对地质构造、地质构造、岩性、地层厚度、地下水、地温、地应力等因素的综合分析，确定页岩气的分布区域和储量。
2.钻探：通过钻探工作，获取地下岩石样本和地质数据，以确定页岩气的储层特征和储量。
3.水平井钻探：水平井钻探是页岩气勘探和开发的重要手段，通过水平井钻探，可以增加储层的接触面积，提高产能。
4.压裂：压裂是页岩气开发的关键技术之一，通过压裂作业，可以破碎储层岩石，增加页岩气的渗透性和产能。
5.生产：通过生产作业，将页岩气从地下输送到地面，以供应市场。
三、实施计划步骤1.确定勘探区域：通过地质勘探，确定页岩气的分布区域和储量。
2.制定勘探计划：根据勘探区域的特点，制定勘探计划，包括钻探方案、水平井钻探方案、压裂方案等。
3.实施勘探作业：按照勘探计划，实施勘探作业，获取地下岩石样本和地质数据。
4.分析数据：通过对勘探数据的分析，确定页岩气的储层特征和储量。
5.制定开发计划：根据勘探结果，制定开发计划，包括压裂方案、生产方案等。
6.实施开发作业：按照开发计划，实施开发作业，将页岩气从地下输送到地面，以供应市场。
四、适用范围本方案适用于我国各地的页岩气资源勘探和开发。
五、创新要点本方案的创新点主要体现在以下几个方面：1.采用先进的勘探技术，提高勘探效率和勘探精度。
2.采用水平井钻探技术，提高储层接触面积，增加产能。
3.采用压裂技术，提高储层渗透性和产能。
复杂山地页岩气勘探开发技术创新与成效——以昭通国家级页岩气示范区为例
天 然 气 工 业Natural Gas Industry第41卷第４期2021年 ４月· 41 ·复杂山地页岩气勘探开发技术创新与成效——以昭通国家级页岩气示范区为例杜建平 叶 熙 史树有 吴 晨中国石油浙江油田公司摘要：中国海相页岩气主要分布于包括四川盆地、长江流域及其周缘地区在内的扬子地块，是目前国内页岩气勘探开发最为现实的区域之一。
昭通国家级页岩气示范区（以下简称昭通示范区）位于滇黔北坳陷威信凹陷的中西部区域——川南低陡褶皱带南缘带，是典型的中国南方山地地块，受地形复杂、构造变动强烈、断裂发育、热演化程度高等特点的影响，该区页岩气勘探开发颇具难度。
为了实现复杂山地页岩气的规模效益开发，近年来中国石油浙江油田公司持续在滇黔北构造复杂带开展页岩气勘探开发实践，以昭通示范区页岩气产能建设为依托，在复杂山地页岩气基础地质理论研究、低成本工程工艺技术攻关等方面创新突破，建立了复杂山地页岩气“三元控藏”富集赋存理论、页岩储层分类评价标准和目标评价体系，创新形成了地震各向异性处理及甜点预测技术、地震地质工程一体化综合评价技术，研发了环保型高性能水平井水基钻井液，优化了页岩气水平井钻井提速技术，建立了“长段转向+多簇密切割+石英砂”高杂应力页岩复杂缝网压裂技术，初步形成了复杂山地页岩气勘探开发技术策略，实现了复杂山地页岩气勘探多点突破和高效开发。
结论认为，昭通示范区已提交了探明页岩气储量超过1 000×108 m 3，建成了18×108 m 3/a 页岩气产能规模，展现出良好的山地页岩气勘探开发前景。
关键词：海相；页岩气；昭通国家级页岩气示范区；川南低陡褶皱带；复杂山地；地质工程一体化；效益规模开发；低成本DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2021.04.005Technological innovation and achievements in the exploration and development ofshale gas in complex mountainous areas: A case study of the Zhaotong National Shale Gas Demonstration AreaDU Jianping, YE Xi, SHI Shuyou, WU Chen(PetroChina Zhejiang Oilfield Company , Hangzhou , Zhejiang 310023, China )Natural Gas Industry, Vol.41, No.4, p.41-50, 4/25/2021. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: Marine shale gas in China is mainly distributed in the Yangtze Block, including the Sichuan Basin, the Yangtze River Basin and the surrounding areas, which is one of the most realistic areas of shale gas exploration and development at home. The Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area is located in the central-western area of Weixin sag, Dianqianbei depression, i.e., the southern margin zone of the low-steep fold felt in the southern Sichuan Basin, and it is a typical mountainous block of South China. Under the influence of complex topography, strong tectonic event, fault development and high thermal evolution degree, shale gas exploration and development in this area is difficult to some extent. In order to realize the scale benefit development of shale gas in complex mountainous areas, Pet-roChina Zhejiang Oilfield Company has been continuously carrying out practical shale gas exploration and development in the complex zone of Dianqianbei structure in recent years. Based on the productivity construction in the Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area, innovation and breakthroughs are made in the basic geological theory study and low-cost engineering technology research of com-plex mountainous shale gas, and the "three-factor control reservoir" accumulation and occurrence theory, shale reservoir classification and evaluation standard and target evaluation system of complex mountainous shale gas are established. The seismic anisotropy process-ing and sweet spot prediction technology and the seismic -geology -engineering integrated evaluation technology are formed. The environ-mentally-friendly high-performance water-based drilling fluid for horizontal wells is developed, and the rate of penetration improvement technology for shale gas horizontal wells is optimized. In addition, the complex net fracturing technology of "long section diversion + multi-cluster close cutting + quartz sand" for shale with high complex stress is established. In this way, the technologies and strategies for the exploration and development of complex mountainous shale gas are preliminarily formed, and multiple exploration breakthroughs and efficient development of complex mountainous shale gas are realized. In conclusion, the Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area has submitted the proved shale gas reserves of over 1 000×108 m 3 and has constructed the shale gas benefit development scale of 18×108 m 3/a, presenting a promising prospect of mountainous shale gas exploration and development.Keywords: Marine facies; Shale gas; Zhaotong National Shale Gas Demonstration Area; Low-steep fold belt in the southern Sichuan Ba-sin; Complex mountainous area; Geology -engineering integration; Large-scale benefit development; Low cost基金项目：国家科技重大专项“昭通页岩气勘探开发示范工程”（编号：2017ZX05063）、中国石油天然气集团有限公司重大现场试验项目“深层页岩气有效开采关键技术攻关与试验”（编号：2019F-31）。
页岩气及其勘探开发
中国页岩气产业发展现状
资源丰富
中国拥有全球最大的页岩 气资源潜力，主要分布在 四川盆地、塔里木盆地等 地区。
技术进步
中国在页岩气勘探开发方 面取得重要技术突破，自 主研发的压裂技术和水平 钻井技术取得广泛应用。
政策支持
政府出台了一系列支持页 岩气产业发展的政策，鼓 励企业加大勘探开发力度， 推动产业快速发展。
工作原理
通过向页岩层注入大量高 压水，使页岩层产生裂缝， 增加天然气的渗透性，从 而使其更容易被开采。
应用范围
广泛应用于页岩气田的勘 探和开发，是实现页岩气 商业化开发的关键技术之 一。
多段压裂技术
定义
多段压裂技术是一种将多个压裂段组合在一起进行压裂的方法，以 提高压裂效率和产量。
工作原理
将页岩层分割成多个小段，对每个小段进行单独的压裂处理，使整 个页岩层形成复杂的裂缝网络，提高天然气的渗透性和产量。
美国页岩气田
以得克萨斯州和俄亥俄州为主的美国页岩气田，拥有世界领先的勘探开发技术。 地球物理勘探和钻井勘探在该地区的应用已经非常成熟，为美国成为全球最大 的页岩气生产国奠定了础。
03 页岩气开发技术
水力压裂技术
01
02
03
定义
水力压裂技术是一种利用 高压水将页岩层压裂，使 页岩中的天然气能够释放 出来并被收集的技术。
页岩气产业发展前景与挑战
1 2
前景广阔
随着全球能源需求持续增长，页岩气作为一种清 洁、高效的能源资源，其市场需求将进一步扩大。
技术挑战
页岩气开采技术难度较大，需要不断改进和创新 技术，以提高开采效率和降低成本。
3
环境压力
页岩气开采过程中可能对环境造成一定影响，如 水资源消耗、地震等，需要在环境保护和产业发 展之间寻求平衡。
页岩气勘探开发关键技术-页岩气的成藏过程及特征 精品
页岩气的成藏过程及特征页岩系统的地层组成：多为暗色泥页岩夹浅色泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩的薄互层。
在页岩系统中，天然气的赋存状态多种多样。
除极少量的溶解状态天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。
吸附状天然气与游离状天然气含量之间呈彼此消长关系，其中吸附状态天然气的含量变化于20 %～85 % 之间。
因此从赋存状态观察页岩气介于煤层吸附气（吸附气含量在85 % 以上）和常规圈闭气（吸附气含量通常忽略为零）之间（张金川等，2004）。
页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态烃类中的溶解作用机理以外，天然气从生烃初期时的吸附聚集到大量生烃时期的活塞式运聚，再到生烃高峰的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。
一、页岩气的成藏过程页岩气成藏作用过程的发生使页岩中的天然气赋存相态本身也构成了从典型吸附到常规游离之间的序列过渡，因而页岩气成藏机理研究具有自身的独特意义，它至少将煤层气(典型吸附气成藏过程) 、根缘气(活塞式气水排驱过程) 和常规气(典型的置换式运聚过程) 的运移、聚集和成藏过程联结在一起。
由于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，因此页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义，在表现特征上具有典型的过渡意义。
页岩气的成藏过程可以划分为三个成藏阶段。
1．第一阶段（页岩气成藏阶段）该阶段是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离（图1－6 ①），具有与煤层气成藏大致相同的机理过程。
在天然气的最初生成阶段，主要由生物作用所产生的天然气首先满足岩石中有机质和粘土矿物颗粒表面吸附的需要，当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕出来的天然气则以游离相或溶解相进行运移逃散，条件适宜时可为水溶气藏的形成提供丰富气源。
页岩气勘探开发技术
BP公司工作的Arkoma 盆地伍德福德页岩气藏,页岩厚度大于50米、TOC大于2%、Ro1.3—1.8%、钙质含量大于20%，由于富含钙质脆性矿物，通过压裂取得了很好的勘探开发效果。 由此认识到除硅质含量越高，页岩脆性越大，有利于后期的压裂改造形成裂缝外，只要富含脆性矿物的优质烃源岩均是有利的勘探开发目标。
二、页岩气勘探开发技术
美国48 个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。德克萨斯州初步开采的Barnett 页岩提供了本土48 个州天然气生产总量的6%。分析估计到2011 年底多数的储量增长（50%到60%）将来自非常规的页岩气。 四个新的页岩气（Haynesville，Fayetteville，Marcellus 和Woodford）可采气体总量可能超过15万亿。 对比研究，中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内页岩气勘探的重要目标，专家初步估计页岩气资源量大约30万亿方。
(4) 同步压裂技术(simo-fracturing)
3 ）页岩气水平井压裂配套技术
5.页岩气水平井压裂技术
二、页岩气勘探开发技术
(5)页岩水平井压裂监测技术
监测的目的： ①掌握人工裂缝的实际几何学特征(高度、长度和方位）； ②实时监测压裂过程，对压裂方案进行优化； ③优化新井钻井井位。
2)丛式钻井 可采用底部滑动井架钻丛式井组。每井组3～8口单支水平井，水平井段间距300-400m左右。 4.页岩气水平井钻井 二、页岩气勘探开发技术
二、页岩气勘探开发技术
页岩气水平井钻井
井身结构 —主要是三级结构 由于后期加砂压裂，因此对套管及套管头承压能力要求较高，固井质量要好，水泥返高到地面；水平段是套管固井完井。
(2) 易钻桥塞(FastDrill Plug)
世界页岩气资源与勘探开发技术综述
结论：
其中，地震勘探技术的精度和分辨率对后续开发效果具有重要影响，钻探技 术则是获取地下信息的基础手段，压裂技术能够实现页岩气的有效开采，而采收 率提高技术则可以提高资源利用效率。
结论：
Marcellus页岩气田作为成功案例，从地质、技术、经济等方面分析了其成 功的原因和借鉴意义。
谢谢观看
结论：
结论：
本次演示对世界页岩气资源的分布、特点及勘探开发技术进行了综述。页岩 气作为一种清洁、高效的能源资源，具有广阔的开发利用前景。目前，美国拥有 世界上最丰富的页岩气资源，而中国、加拿大等国家也具有大量页岩气潜力。在 勘探开发技术方面，地震勘探、钻探、压裂和采收率提高等技术是页岩气开发的 关键手段。
世界页岩气资源与勘探开发技 术综述
摘要：
摘要：
页岩气是一种清洁、高效的能源资源，具有广阔的开发利用前景。本次演示 对世界页岩气资源的分布、特点及勘探开发技术进行综述，旨在分析探讨页岩气 产业的现状、发展趋势和挑战，为相关领域的研究和实践提供参考。关键词：页 岩气、资源特点、勘探开发技术、成功案例、未来研究方向
成功案例分析：
Marcellus页岩气田的成功开发对全球页岩气产业具有借鉴意义。首先，它 证明了页岩气田商业化开发的可能性，为其他地区提供了可参考的成功经验。其 次，Marcellus页岩气田在技术应用方面的创新实践，为世界各地页岩气资源的 勘探开发提供了重要的技术参考。最后，政策支持和市场环境的重要性提示了页 岩气产业发展的关键因素，为其他国家制定相应政策和发展规划提供了有益的启 示。
引言：
引言：
页岩气是一种非常规天然气，其主要成分为甲烷，储存在富含有机质的页岩 层中。由于其清洁、高效、储量丰富等特点，页岩气在能源领域具有非常重要的 地位。全球范围内，页岩气资源的分布广泛，而美国、中国、加拿大等国家则是 页岩气资源最为丰富的国家。本次演示将重点对世界页岩气资源的分布、特点及 勘探开发技术进行综述，并展望未来的研究方向。
世界页岩气资源与勘探开发技术综述
世界页岩气资源与勘探开发技术综述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。
这是天然气生成之后在烃源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。
页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标[ 1－2 ]。
一、世界页岩气资源1. 页岩气储量从全世界范围看，泥、页岩约占全部沉积岩的60%，页岩气资源前景巨大。
全球页岩气资源量为456.24×1012m3。
主要分布在北美、中亚和中国、拉美、中东和北非、前苏联（表1）[3－5 ]。
中国南方志留系地层中发育黑色页岩，演化程度高，可形成的页岩气资源潜力大。
四川盆地为古生代海相沉积背景下形成的富含有机碳页岩，与美国东部地区页岩气发育盆地相似。
四川盆地威远和泸州地区的页岩气资源潜力为（6.8～8.4）×1012m3，相当于四川盆地的常规天然气资源总量。
中国松辽盆地白垩系、江汉盆地的第三系、渤海湾盆地、南华北、柴达木以及酒泉盆地均具有页岩气资源。
2. 页岩气产量页岩气产量与储层性质有关。
影响储层性质的因素有：储层内流体的流动；利于油气流动的孔喉大小；水动力系统是否良好以及开采技术水平的高低。
目前美国有页岩气井4 259口，年产量已跃升至（168～204）×108 m3，图1反映了美国近年页岩气井数增加的情况。
预测2010年美国页岩气产量将占其天然气总产量的13%。
二、页岩气勘探技术1. 页岩气地质理论页岩气藏因为页岩基质孔隙度很低, 最高仅为4% ~5%，渗透率小于1×10-3 μm2，因此，主要由裂缝提供其储气空间。
页岩在地层组成上多为暗色泥岩与浅色粉砂岩的薄互层。
在页岩中，天然气的赋存状态多种多样，除极少量溶解状态的天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。
吸附状态天然气的赋存与有机质含量密切相关，其中吸附状态天然气的含量变化于20%～85%之间。
页岩油气勘探开发技术讲座
重力勘探
通过测量地球重力场的变 化，研究地层密度差异， 推断地层埋深、构造形态 等地质特征。
磁力勘探
利用磁力仪测量地磁场强 度，研究地层磁性差异， 推断地质构造和油气藏的 分布。
地球化学勘探技术
烃类微渗漏
气体地球化学勘探
通过在地表检测烃类气体异常，判断 地下是否存在油气藏。
利用气体组分的化学分析，研究地下 油气藏的组成和分布。
页岩油气勘探开发可以带 动相关产业链的发展，如 钻井、压裂、采油等，促 进经济发展。
推动科技进步
页岩油气勘探开发需要先 进的科技支持，如地震勘 探、钻井技术、压裂技术 等，推动科技进步。
02 页岩油气勘探技术
地球物理勘探技术
地震勘探
利用地震波在地层中的传 播规律，探测地层结构、 岩性、孔隙度等参数，确 定油气藏的位置和范围。
实验室分析技术
岩心分析
通过对钻取的岩心进行物理性质、化学成分、矿物组分等方面的 分析，了解地层岩性和油气藏特征。
流体分析
对油气藏中的流体进行化学分析，了解油、气、水的组成和性质。
同位素分析
利用同位素示踪技术，研究油气运移路径和油气藏的形成过程。
03 页岩油气开发技术
水平钻井技术
水平钻井技术
01
水力压裂的优点
提高低渗透油藏的采收率、降低开发成本、实现 规模开发。
3
水力压裂的应用范围
广泛应用于低渗透油气藏的开发，如页岩气、煤 层气等。
增产措施与采收率提高技术
增产措施
01
通过各种技术手段，如注水、注气、化学剂等，增加
油气的产量。
采收率提高技术
02 通过改进采油工艺、提高采油技术水平等手段，提高
页岩气开发的地质与工程一体化技术
页岩气开发的地质与工程一体化技术一、绪论1.1 研究背景1.2 研究意义1.3 研究目的1.4 研究内容1.5 研究方法二、页岩气地质勘探技术2.1 页岩气地质特征及分布规律2.2 地球物理勘探技术2.3 地震勘探技术2.4 测井技术2.5 岩石学分析技术三、页岩气井的钻井与完井技术3.1 页岩气井的钻井技术3.2 页岩气井的完井技术3.3 工程钻井与地质勘探的一体化技术3.4 页岩气井施工总成本的影响因素及对策分析四、页岩气开发与生产技术4.1 页岩气开发模式4.2 页岩气生产技术4.3 页岩气增产技术4.4 页岩气生产过程中遇到的问题及解决方案五、页岩气环保技术5.1 页岩气开发对环境的影响5.2 页岩气环保技术研究进展5.3 页岩气环保技术现状与发展趋势5.4 页岩气环保技术的应用六、总结与展望6.1 研究结果总结6.2 研究成果的应用6.3 研究的局限性和不足之处6.4 展望未来的研究方向。
一、绪论1.1 研究背景页岩气是指自然存在于页岩中的天然气储备资源，是伴随着人类社会的发展而不断增长的一种不可再生能源。
在能源资源充足、价格廉宜的基础上，页岩气对于现代能源体系的构建和经济社会的发展具有重要意义。
近年来，随着人们对传统化石能源的限制和环境保护的呼声越来越高，页岩气被广泛认为是一种清洁、低碳的新能源，具有优化能源结构、改善环境质量的双重作用。
1.2 研究意义页岩气开发处于资源探明和可商业开发的初期，开发难度较大，需要运用先进的技术手段进行勘探开发。
地质与工程一体化技术是页岩气开发的重要技术之一。
通过对页岩气储层的地质知识、钻井技术、完井技术和生产技术等方面的研究和应用，提高气井的产能，保障资源可持续开发利用，降低生产成本，进一步促进了页岩气产业的发展。
1.3 研究目的本文旨在探究页岩气开发中的地质与工程一体化技术，研究气井的地质勘探、钻完井，生产技术及环境保护技术等方面，以及如何加强工程和地质一体化，提高页岩气开发效率。
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
研究分析延长石油页岩气勘探技术
研究分析延长石油页岩气勘探技术【摘要】随着西方国家岩气勘探技术不断发展，页岩气资源勘探技术在全球范围内得到推广发展，引发了新一轮的资源开采技术发展热潮。
现在已经有十多个国家确立开展了页岩气资勘探与页岩气资开发工作。
在这样的国际大环境下，我国应不断发展和利用页岩气勘探技术，本文针对当前我国石油页岩气勘探技术进行分析研究。
【关键词】研究分析延长石油页岩气勘探页岩气是一种非常规的天然气资源，其存在于泥页岩地层中，以游离和吸附状态存在于其中。
该页岩气形成及其富集独特，广泛分布于盆地内的页岩烃源岩地层中。
相较于常规天然气，页岩气开发其生产周期长、寿命长，而且从开采条件中可以看出，所开采的页岩层其厚度大，分布广发，含气量较大，这使得页岩气可稳定持久产气。
1 世界页岩气发展现状从相关统计数据中可以看出，全球页岩气资源量远远超过全球常规天然气资源量，其主要分布地区为北非、中东、拉美、中国、中亚、北美。
在全球范围内，美国是页岩气可探明资源最多的国家。
而我国的页岩气资源也较为丰富，有待进一步开采使用。
1.1 页岩气勘探开发现状当前，全球范围内唯一可实现商业开采利用页岩气的地区是北美。
其中北美国家中，美国页岩气的开采最早也使用最为广泛。
1821年，美国开始开采页岩气，所开采出来的产量相对较小，没有引起相关部门的重视。
开采发展到20世纪80年代，科技不断发展，页岩开采中所采用的水力压裂技术和水平钻完井技术得到完善发展，进一步推进了页岩气的生产发展。
其中开采页岩气产能较高的地区多位于Illinois盆地、Michigan盆地、美国东北部地区、NorthLouisiana盆地。
继美国页岩气开采发展之后，加拿大也对页岩气进行有效开发勘探试验。
据加拿大相关部门对页岩气勘探数据进行统计，探明发现其页岩气主要存储分布于东南部Quebec、Saskatchewan 地区、BritishColumbia等地区。
其中东南部的泥盆系页岩、侏罗系及古生界页岩等也具有可开发潜力。
中国页岩气勘查开发进展与主要挑战
油型热解油气
Oil-typepyrolysisoilandgas
油型裂解气
Oil-typecrackedgas
煤型热解气
Coal-typepyrolysisgas
煤型裂解气
Coal-typecrackedgas
包书景（2009年）Bao Shujing(2009)
一、页岩气及其特性
2、页岩气的特征
大区名称
地质资源量 （万亿立方米）
所占比例 （%）
技术可采资源量 （万亿立方米）
所占比例 （%）
上扬子及滇黔桂区
62.56
46.54
9.94
39.62
华北及东北区
26.79
19.93
6.7
26.70
中下扬子及东南区
25.16
18.72
4.64
18.49
西北区
19.9
14.81
3.81
15.19
合计
134.42
美国2011年的页岩油产量为60万桶/日（约3200万吨/年），较2006年增加了4倍 多，主要来自威利斯顿盆地的巴肯页岩油藏。2012年约5000万吨/年。据USGS 主要是Bakken页岩（密西西比系-下石炭统 ）、 Eagle Ford页岩 （上白垩统）。 美国页岩油产量已经由2000年的15万桶/日（750万吨/年）增长到2012年的278 万桶/日（约1.39亿吨/年），2013年为360万桶/日（约1.8亿吨/年），据EIA.
0.07
19.0 3
2001
0.11
32.4 7
2002
0.19
52.4 6
2003
0.26
72.8 9
2004 0.31 88.72
页岩气勘探开发系列技术
页岩气勘探开发系列技术目前，我国大规模开发非常规天然气尤其是页岩气的关键技术体系尚未形成，缺乏核心技术和相关标准规范。
页岩气储层孔隙度一般为4%～5%，渗透率小于10×10-3μm2。
页岩气储层的特点决定其开发所采用的技术与常规天然气开发技术有所区别。
页岩气井对设备、钻采技术要求都很高，比如，在压裂技术上，常规油气井的压力等级一般为30MPa，而页岩气井一般在100MPa左右；泥沙堵漏等问题也给施工带来一定难度。
因此必须综合采用先进的勘探、钻井和开发技术，才能实现页岩气的商业开发。
目前，国外石油企业已经积累了比较丰富的页岩气开采经验，在开采技术方面形成了比较成熟的勘探开发系列技术，包括三维地震综合采集与处理技术、多分支水平井技术、水平井加多段压裂技术、清水压裂技术和同步压裂技术等。
（1）钻井工程技术页岩气钻井技术大概经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、丛式水平井钻井的发展过程。
直井是美国2002年之前页岩气开发的主流钻井方式，其目的是获取页岩气地质、油藏资料，为后续钻井、压裂和采气等做技术准备;继2002年Devon公司在FortWorth盆地Barnett页岩气7口水平井的试钻成功，利用增加储层泄流面积、提高页岩气采收率等方式使得产气量显著提高，水平井、分支井、丛式井水平井等得以迅速发展，相继成为美国页岩气开发的主要钻井方式。
水平井钻井技术经过近80年发展，目前已相当成熟完善，特别是井下动力钻具、地质导向工具、旋转导向钻井系统、随钻测量系统、控压钻井等新技术出现，使得在页岩气勘探开发领域水平井较直井更具优势:图2：水平井钻井示意图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；水平井与页岩层中裂缝(主要为垂直裂缝)相交机会大，可明显改善储层流体的流动状况。
统计结果表明，水平段长度为200m或更长时，比直井钻遇裂缝的机会多达几十倍；在直井收效甚微的地区，水平井开采效果良好。
中国石油页岩气勘探开发进展与下步工作安排及建议
分簇射孔工具
19
开展了储层改造配套工具的攻关研究，并试制了复合可钻式桥塞样品 完成复合材料的研制（可满足桥塞承压70MPa的要求）；设计了4个规格的系列复
合桥塞，完成Φ114、Φ109和Φ99复合桥塞加工和室内试验；复合桥塞均封压 75MPa以上；完成了爬行器输送射孔工艺技术、泵送桥塞座封－多簇射孔联作工艺
四川盆地长宁地区地质图
长芯1井
蜀南长宁双河志留系龙马溪组页岩 露头
5
页岩薄片和露头
黑色页岩 炭质页岩 硅质页岩
笔石页岩
钙质页岩
粉砂质页岩 6
2、二维和三维地震勘探
采集二维地震4411公里,老资料重新连片处理15000公里
昭通区块页岩气地震工作量部署
昭105 YSL1 昭104 宝1 YQ1 YQ4 YQ3 YQ2 YSH1-1 YS106 阳1
3、评价井与水平井
自营区钻直井16口、水平井4
蜀南地区页岩气勘探成果图
口，另外壳牌钻直井5口、水平井3口
2009年钻探了我国第一口页岩气 直井-威201，压裂获气 2010年第一口水平井—威201-H1 井压裂获气 2012年宁201-H1水平井获得高 产，成为我国第一口具有商业价
长宁 威 远 区 块
工作类型 剖面观测 资料浅井 二维地震 三维地震 工作量统计 观测野外剖面220条、露头500处，实测剖面20条5319m 建立双河龙马溪组“铁柱子”剖面 完成地质浅井22口，累计进尺7293m,取芯4709m 4411km
2
358km 长宁威远和昭通钻直井16口（正钻5口），水平井6口（直改平2 口），2个井组8＋6（正钻4口）；壳牌完钻井6口，其中水平井 3口（直改平）
益开发，为保障国家能源安全做出新的更大贡献。
页岩气勘探开发的发展与新技术
页岩气勘探开发技术与发展前景姓名：赵春平班级：石工11-10 学号: 11021467摘要：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。
随着全球经济发展对油气资源需求量的不断增长以及常规油气资源勘探开发难度的不断加大，页岩气等非常规油气资源在油气供给中的比例将日益增加。
全球页岩气技术可采资源量约207万亿立方米，计入页岩气使全球总天然气资源量提高约47％，达到648万亿立方米。
发达国家非常规油气勘探开发技术日渐成熟，以美国为首的西方发达国家将继续引领全球页岩气油气勘探另外，我国已探明陆域页岩气地质资源量1344200亿m3，可采资源量为250000亿m3，潜力巨大，如何有效地探勘并开发页岩气成为关键。
中国页岩气开发面临页岩气的资源量和富集区有待明确、评价研究方法需更准确、探索压裂技术诀窍和重视商业管理模式四大问题。
从我国地质条件、国内环境等出发，客观认识页岩气资源基础，循序渐进，加强勘探开发技术和商业模式研究与推广应用，积极开展先导试验，加强政策引导和扶持，未来5—10年中国页岩气开发有望取得突破和发展。
文中介绍了目前页岩气勘探开发中的主要技术，包括页岩气测井技术、水平井多级压裂技术、超临界CO2开发页岩气技术、同步压裂技术等，同时总结了存在的问题。
我国页岩气资源非常丰富，但在勘探开发过程中，还急需新技术、新方法的突破。
关键词：页岩气；现状；开发技术；存在问题；发展前景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。
近年来随着社会对清洁能源需求的不断扩大、天然气价格的不断上涨、对页岩气藏认识的不断深化，页岩气勘探开发技术正由北美向全球扩展。
页岩气在非常规天然气中异军突起，成为全球非常规油气资源勘探开发的新亮点。
加快页岩气资源勘探开发，已经成为世界页岩气资源大国的共同选择。
1、国内外现状页岩气的勘探开发历史悠久．已有近200年的历史，目前正迈入快速发展期。
浅谈页岩气地震勘探技术_王万合
科技·探索·争鸣科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision科技视界0序言页岩气是指以吸附、游离或溶解状态赋存于泥页岩中的天然气，其特点是页岩既是源岩，又是储层和封盖层。
在埋藏温度升高或有细菌侵入时，泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，就裂解或降解成气态烃，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]。
页岩气作为一种非常规天然气资源，已经越来越得到各国的重视。
1地震勘探技术目前，国内已陆续开展了部分地区的页岩气地震勘探试验，如对施工观测系统选择的试验等，获得了一些原始地震数据以及时间剖面，根据剖面相位、波组特征分析，取得了一些有价值的结论。
就页岩气地震勘探而言，若想解决好反射波（组）与页岩层段之间的相互关系，并为井位布设和后期进一步的勘探开发提供科学依据，笔者认为应从以下几个方面的进行研究。
1.1构造情况对于页岩，其本身即是生气场所也是重要的盖层，在构造转折带、地应力相对集中带以及褶皱-断裂发育带，通常是页岩气富集的重要场所。
在这些地区，裂缝发育程度较高，能够为页岩气提供大量的储集空间。
成藏之后发生的构造运动也能诱发页岩裂缝的发育，也有利于页岩气的富集，但这可能会破坏页岩本身作为盖层的部分[2]，若是通过运移机制进入页岩外部的储集层，则外部储集层构造特征的研究也十分重要。
地震勘探技术以物性差异（波阻抗差异）为基础，是一种探测构造最有效、经济的地球物理方法。
因此，通过地震勘探技术探明勘探区内的构造情况，再根据页岩气的沉积储层预测，可有效获得区内页岩气有利区。
1.2储层标定储层的标定是确定页岩层段的主要手段，但前提是勘探区内必须有已知的页岩气勘探孔，通过钻井揭露的页岩层段情况，结合地震反射波组特征，对地质主要层位进行标定，从而获得区内不同时代地层反射波（组）特征，根据该特征可实现对全区页岩层段的波组追踪，从而为后期确定储层的厚度、埋深及属性提取研究提供了坚实的基础。
页岩气勘探开发技术现状分析与建议
我 国页 岩气 勘 探 刚 刚起 步 ， 目前 研究 主 要集 中 在 页岩气成 藏条 件和 有利 区评 价方 面 。受 复杂 地质 背 景和 多 阶段演 化 过程 的影 响 ， 我 国含 油 气 盆地 类 型多、 盆地 结构 复杂 ， 盆地 的不 同演化 规律 直接 控制 着 富含有机 质泥 页岩 的发 育与 分布 。尽 管页岩 气成 藏 机理 条件 可 与美 国页岩 气 地 质条 件 进 行 比对 ， 但 我 国页 岩气 的 主要 储层 与美 国有很 大 区别 ， 如 四川 盆 地 的页岩 气层 埋 深 比美 国大 ： 美 国 的页 岩气 层 深 度在 ８ Ｏ ０ ～２ ６ ０ ０ ｍ， 我 国四川盆 地 的页岩 气层 埋深 在 ２ ０ ０ ０ ￣３ ５ ０ ０ ｍ。因 此需要 建 立适 合于 我 国地 质条 件 且对 我 国页岩气 资源 战略调 查 和勘探 开发具 有指 导 意义 的 中国页岩气 地质 理论 体 系 。
１ １ ４
内蒙 古石 油化 工
２ ０ １ ３ 年第 ７ 期
页岩气勘探开发技术现状分析 与建 议
段 云 龙
（ 中 国石 油 化 工 股份 有 限公 司东 北 油 气 分公 司松 南 采 气 厂 ， 吉林 长春 ）
摘 要： 本 文主要 介 绍 了我 国南方海相 地层 发 育 区具 有优越 的 页岩 气成 藏 地质 条件 和丰 富 的页岩 气资 源， 有望成 为我 国油气资 源 的重要 战略接 替新领 域 。从勘探 到开发 页岩 气技 术进行介 绍 ， 对开发 页 岩 气特种 钻 井液技 术 进行 简介 并提 出了今 后 的工作 方向 。
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ３ 一Ｏ ２ —２ ２
工程技术角度分析页岩气开采
工程技术角度分析页岩气开采页岩气已成为全世界非常规油气资源勘探开发的重点领域。
由于页岩气具有区别于常规气藏的显著特性，导致页岩气资源勘探开发成为一个庞大的系统工程，涉及复杂的技术体系，最主要的不同之处在于将工程技术前移至页岩气资源评价和开发过程。
水平钻井、滑溜水多段压裂、裂缝检测等一系列关键技术的突破是美国页岩气近年来飞速发展的重要原因。
中国非常规油气藏潜力很大，不同机构的评价结果表明，中国陆域页岩气可采资源量很大，是常规天然气资源量的1.1~2.4倍。
目前，中国页岩气第二轮招投标已顺利结束，距离实现65亿立方米/a产量目标只有不到3年的时间，多个区块页岩气的勘探及评价即将陆续展开。
目前，页岩气水平井分段压裂已占单井建设投资的40%~50%,进一步体现了工程技术的重要性。
为此，在勘探开发过程中提出了工程技术的早期介入、合理应用和深入理解，以有助于页岩气的资源评价。
1 页岩气储层压裂机理及实现策略1.1压裂改造原理页岩气之所以能在页岩气中存留，缘于页岩极为致密的孔隙结构和极低的渗透率。
页岩气储层中天然气基本无法运移到井筒，其主要原因在于2个方面:1.天然气分子直径在页岩气纳米级孔隙中运移难度大。
甲烷的分子直径大小是:0.40nm，乙烷的分子直径大小是0.44nm，而页岩的孔隙大小是0.5~100nm，远远小于砂岩的孔隙(大于1μm)。
对于孔隙直径较小的页岩，天然气基本是无法运移的。
即使孔隙直径在100nm的页岩，天然气的运移难度也较大。
2.天然气在致密孔隙结构中运移时间较长。
理论研究表明，基质渗透率在0.000001mD时，流体穿透100m基质流入井筒需要的时间将超过1Ma。
因此，页岩气得以开采利用，必须通过水力压裂在页岩储层里形成具有相当大体积、形态分布复杂、具有一定渗透能力的裂缝网络体系，使页岩气通过这个裂缝网络体系流入到井筒。
页岩气压裂与常规压裂形成的双翼对称的平面张开缝不同，页岩气压裂(或称之为“体积改造”)旨在形成相互交错的复杂的“网络”裂缝体(含张开缝和剪切缝)，增加平面与纵向上的储层改造体积SRV(stimulated reservoir volume)，达到与页岩最大裂缝接触面积，提高初始产量和最终采收率。
美国页岩气勘探开发关键技术
不 断 向油转 化 的趋 势 。在 ０ ． ８ ９ ／ ６ ｄＲ。 ＜１ ． １ 范 围 内能 够 发 现 湿 气 。Ｒ 。 值低 （ ０ ． ６ ｄＲ。 ｄ０ ． ８ ） 时 油 占主导 地位 ， 而 Ｒ。 ｄ０ ． ６ 时干 酪根 发 育不 成熟 。
许多 地球 化学 实验 室都 采 用法 国石 油研 究 院开发 的
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
页 岩 气藏 评 价 是 一套 综 合 的石 油 物理 方 法 ， 主
要是 通 过结 合对 页岩 岩样 的地 球化 学 分析 以及 对测 井 资料 的详 细评 价结 果来 完成 。主要 目的是 为 了确
定岩 样是 否含 有 丰 富 的有 机 质 ， 以及 是 否 可 以形 成
碳 氢 化合 物 。
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
气 的 热成 熟 度 Ｒ。 值 要 大 于 油 的 Ｒ。 。成 熟 度 值 高 （ Ｒ０ ＞１ ． ５ ） 表 示 干 气 占主 导 地 位 ， 成 熟 度 值 中等
成功 页岩 气藏 产生 的因素 可 以概括 为“ 五高 、 二 低、 一 体” ， 即： 高孔 隙度 ， 高基 质 渗透 率 ， 高有 机质 含 量 和成 熟度 ， 高 的水 力 压 裂 裂 缝 接 触 范 围 ；低 岩石