页岩气开采原理
页岩气开采技术
第一部分 页岩气概述
基础地质研究——沉积环境及特征
二元或三元结构
第一部分 页岩气概述
基础地质研究——沉积环境及特征
二元或三元结构
图8 开启状层 间缝截切泄水 道（单片光， ×20） 泥质白云岩由 白云石纹层、 有机质纹层和 泥质纹层组成。 泄水道被铁白 云石、黄铁矿 充填。
第一部分 页岩气概述
第一部分 页岩气概述
页岩气国内外研究现状
全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布在北美、中亚、中国、
拉美、中东、北非和前苏联。目前取得开采成功的主要是美国和加拿 大。澳大利亚、德国、法国、瑞典、波兰等国家也开始了页岩气的研 究和勘探开发。
第一部分 页岩气概述
页岩气国内外研究现状
美国已勘探开发页岩气盆地分布图
33
第七节 低渗透油田开发实例 第八节 低渗透油田开发总结
前
言
第一节
稠油油藏概述
第二节 稠油油藏工程设计
第三节 稠油注采工艺技术 第四节 提高稠油采收率技术
第五节 稠油油藏开发实例
第一节 凝析油气藏概述(5) 第二节 凝析油气藏储量计算(85)
第三节 凝析油气藏合理开发方式和开采机理(105)
第四节 凝析油气藏开发气藏工程设计(276) 第五节 凝析油气藏开发实践(283)
（埃克森美孚化工用水指标）
第一部分 页岩气概述
页岩气国内外研究现状
超支化分子体系的应用
（北京希涛技术开发有限公司）
第一部分 页岩气概述
页岩气国内外研究现状
页岩储层增产法典和开发挑战 （哈利伯顿）
第一部分 页岩气概述
页岩气国内外研究现状
页岩储层增产法典和开发挑战 （哈利伯顿）
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。
浅谈页岩气开采技术
浅谈页岩气开采技术摘要:2009年末,中国首个页岩气合作开发项目富顺—永川区块页岩气项目正式进入实施阶段,这是中国石油与壳牌公司的首个页岩气开发项目,对我国的油气能源开发具有标志性意义。
本文主要对页岩气开采技术进行研究,以期对我国页岩气的勘探开发具有一定的指导。
关键词:页岩气;水平井;固井;完井1页岩气成藏条件和开发特征页岩气是一种介于煤层吸附气和常规圈闭气之间的非常规天然气藏。
其主要分布于暗色泥页岩或高碳泥页岩以及少数夹层状的粉砂岩、泥质粉砂岩等地层中,储集方式主要包括三种:以游离状态存在于天然裂缝或空隙中;以吸附状态存在于不溶有机质或矿物颗粒表面;以及少量溶解在沥青等有机溶剂中。
结合天然气成藏机理,页岩气是从根状气到根缘气的连续过渡,即当地层主体为具有生气能力的泥页岩(泥岩多、砂岩少)时,天然气是以多种方式存在的页岩气;而当地层以致密砂岩为主(砂岩多、泥岩少)时,天然气主要以活塞式整体推进为主要运移及聚集方式。
页岩气产自于有机质丰富的页源岩中,成藏过程中基本无运移,是典型的“自生自储”型天然气藏,成藏具有隐蔽性特点,不以常规圈闭的形成存在。
页岩气的储集条件主要包括以下三点:理想的页岩厚度和埋深是页岩气成藏的关键因素。
一方面足够的页岩埋深能够保证有机质具备向油气转化所必须的温度和压力,另一方面足够的页岩厚度以及连续的分布面积才能够提供足够的气源和储集空间。
页岩孔隙度越大,渗透率越大,游离气的储集空间就越大。
而作为储层,含气页岩显示出低空隙度、低渗透率和高含气饱和度的特点。
根据资料分析发现,页岩储集层含气的有效孔隙度一般只有1%～5%,渗透率一般小于10-6Lm2。
页岩中天然裂缝为页岩气提供储集空间和运移通道。
含气页岩孔隙度和渗透率都较低,所以天然裂缝的存在对页岩气的开采具有非常重要的意义。
页岩中裂缝数量越多、走向越分散、连通性越好,页岩气的产量越高。
页岩气藏具有持续产气、供气,产量低、产能稳,资源量大,但采收率较低,需要人工改造增产等特点。
页岩气开发的原理与工艺2
SRV和产量的关系
1000
SPE 119890
0 Northing (ft)
SRV vs. 6-month Average All Wells
4000 3500
6-Month Average (MCFD)
-1000
-2000
SRV= Stimulated Area x Net Pay
-3000
4,000 to 5,500
3,000 to 5,000
4,000 to 10,000
3,000 to 5,000
4 to 6
10 to 18
6 to 19
6 to 12
5 to 37
9 to 18
17,100 3500
10,600 3500
10,000 4000
17,000 3500
1,800 1,500
1
2.0 to 2.5
1.5 to 2.5 FR-water Linear gel Crosslink 20/40 Sand 40/70 Sand 30/50 Sand
Fluid type
FR-water Linear gel 100-mesh 40/70 Sand
FR-water Linear gel 100-mesh 40/70 Sand 40/70 CRC
Hybrid Crosslink 100-mesh 20/40 Sand 40/70 Sand 20/40 Ceramic
Proppant type
30/50 Sand
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21
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案例：Barnett Shale
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
页岩气开采技术
页岩气开采技术1 综述页岩气是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，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。
页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
如图1.1所示。
页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。
页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。
可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。
根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。
与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。
从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。
我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。
图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。
因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。
2 页岩气水平井技术1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。
美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。
页岩气钻探可行性研究报告
页岩气钻探可行性研究报告一、页岩气概况页岩气是一种通过在页岩层中水平和垂直钻井并使用水压破裂技术来释放并收集燃气的方式获得的天然气。
页岩层通常富含有机质，而页岩气则是由富含有机质的页岩所释放出来的。
与传统天然气不同的是，页岩气的储层不是空洞或者孔隙状的，而是由气体吸附在页岩颗粒的微小孔隙内，因此页岩气的开采需要使用水平钻井和水压破裂技术。
二、页岩气开采技术页岩气的开采主要包括水平钻井和水压破裂两个关键技术。
水平钻井是指通过对页岩层进行水平钻井开发，以增大钻井井底和页岩层之间的贴近度，提高气体采收率。
而水压破裂技术是指将含有破裂液的高压水泵送到井管中，透过压力使页岩层内的气体得以释放并进入井筒，然后通过生产设备将气体抽到地面上。
三、页岩气钻探可行性分析1.地质勘探地质勘探是页岩气钻探可行性的重要环节。
在进行地质勘探时，需要对潜在页岩气储层的分布、厚度、孔隙度、渗透率、有机质含量等进行详尽的调查和分析，以确定是否存在足够可开采的页岩气资源。
此外，还需要评估地层的结构、岩性、构造、地层运动情况等因素，为后续的钻井和开采工作提供重要参考。
2.技术条件对页岩气钻探的可行性分析还需考虑技术条件。
水平钻井技术和水压破裂技术是页岩气开采的关键技术，对钻探设备和技术工艺都有一定的要求。
需要确定钻井设备、水压破裂技术、破裂液配方和处理等相关技术条件，评估当地技术条件是否满足页岩气钻探的要求。
3.经济效益经济效益是进行页岩气钻探可行性分析的重要考量因素。
需要对页岩气资源储量、开采成本、市场需求、天然气价格等进行详细评估，以确定页岩气钻探的经济性。
同时还需考虑政策支持、环保要求、地方经济等多方面因素，综合评估页岩气钻探的经济效益。
4.环境影响页岩气钻探对环境的影响也是进行可行性分析的重要内容。
需要评估页岩气钻探对地下水、地表水、土壤、植被、野生动植物等的潜在影响，以及环保措施和成本，确定页岩气钻探对环境的影响是否可控制和承受。
页岩气的产气机理
页岩气产出机理当页岩层压力降到一定程度时，页岩中被吸附的气体开始从裂隙表面分离下来，成为页岩气的解析。
由于节理中的压力降低，解析出的气体和游离态、溶解态天然气混合通过基质孔隙和裂隙扩散进入裂隙网络中，再经裂缝网络等输导系统流向井筒。
页岩气的产出可以分为三个阶段。
第一阶段：随着井筒附近中压力微幅度的降低，首先产水，井筒附近只有单相流动。
第二阶段：当储层压力继续降低时，开始有一部分甲烷从页岩孔隙和裂隙中解析出来，并和游离态的天然气混合，开始形成气泡，阻碍着水的流动，水的相对渗透率下降，但气体不能流动，无论在基质还是在节理中，气泡都是孤立的，并不相互连接为非饱和单相流。
第三阶段：当储层压力进一步降低时，有更多的气体解析出来，水中含气达到饱和，气泡相互连接成线状，气的相对渗透率大于增大，随着压力下降，饱和度降低，气产量不断上升，呈现两相流状态。
上述三个阶段是连续的过程，随时间的推进，从井孔向周围的地层逐渐蔓延。
这是一个循序渐进的过程，脱水降压时间较短，波及的范围较大，吸附气的解析范围越来越大。
从美国主要的五个页岩气系统的产水量和产气量分析得出，页岩气产量常呈现出来负的下降曲线(图Array 1－5)。
开始水产量较高，随着排水采气作业的持续进行，水产量逐渐降低，而单井产气量逐渐上升，一般在开采的两年后达到高峰，此后缓慢降低。
与常规天然气的单井生产相比，页岩气单井日产量较小（一般小于1000m3/D）,但是，日产量稳定（产量下降较慢）、生产周期较长。
图1－5 页岩气生产曲线示意图页岩储气层和常规砂岩储气对比表。
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。
页岩气基础介绍
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。
特指赋存于页岩中的非常规气。
页岩亦属致密岩石,故也可归入致密气层气。
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。
页岩气分布北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系-密西西比系富集多种成因、多种成熟度页岩气资源。
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。
重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带，因此被确定为首批实地勘查工作目标区。
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。
页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来，而我国至今还没有形成成熟的技术。
页岩气开发开采技术
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单击此处添加大标题内容
通过引进、消化，结合国内实际，形成了一套针对页岩气藏压裂投产技术。
安东的合作伙伴（亚太地区唯一）ELY公司是一家专业从事页岩气藏压裂改造的服务公司，在页岩气藏清水压裂改造方面具有丰富的经验。 ELY主要从事完井、增产作业、油藏等领域的整体设计、现场施工作业及现场监督。 在页岩气压裂方面，ELY也具有20多年的研究经历以及超过1000口页岩气井的现场压裂经验。 在页岩气压裂服务的公司包括Chevron USA Production 、 Shell Oil Company、 Shell Western E&P, Inc、Mitchell Energy等等。
1.2～1.6
1.6～2.6
0.4～1.1
TOC，%
4.5
4～9.8
0.5～4.0
1～14
1～20
1～25
0.45～3.5
1.7～3.75
1.88～9.36
>2
石英+钙质%
35～50
60～80
20～41
50
50～70
40～55
35～45
总孔隙度，%
4～5
2～8
8～9
3～9
9
10～14
3～5.5
目 录
添加标题
页岩气藏特点
添加标题
安东页岩气服务能力
添加标题
页岩气资源分布
添加标题
页岩气开发技术
致密性和天然气的特性要求页岩气开采最大程度地暴露页岩地层到井眼的接触面积，需要的主要技术如下：
页岩气藏的开采
沉积岩中最为丰富的岩石－页岩，终于得到了其应有的重视。
长期以来，页岩一直被认为是一种盖岩，因此钻井人员在钻井过程中直接穿越页岩层段开采砂岩或碳酸盐岩储层。
然而地质、经济和技术等方面的有机结合正在促使美国的一些作业公司租赁数千英亩矿区的钻井权，以便推动下一个页岩气远景区的发现。
页岩气藏的开采在编写本文过程中得到以下人员的帮助，谨表谢意：美国康涅狄格州Ridgefield 的Barbara Anderson ；巴西里约热内卢的Walter Arias ；犹他州盐湖城的Keith Greaves ；得克萨斯州College Station 的 Valerie Jochen ；得克萨斯州休斯敦的Barbara Marin 和Mark Puckett ；俄克拉何马州俄克拉何马城的Camron M i l l e r ，以及宾夕法尼亚州匹兹堡的J e r o n Williamson 。
AIT （阵列感应成像测井仪），ClearFRAC ，ECLIPSE ，ECS （元素俘获谱探头），ELANPlus ，FiberFRAC ，FMI （全井眼微电阻率扫描成像测井仪）， geoVISION ，Platform Express 和SpectroLith 等是斯伦贝谢公司的商标。
GS 列出的其它类型连续天然气资源包括盆地中心气，致密地层气和煤层气等。
2.Schenk CJ:“Geologic Definition of Conventional and Continous Accumulations in Select U.S. Basins －The 2001 Approach ”，提交给AAPG Hedberg 关于了解、勘探和开发致密气砂岩研究大会的文章摘要，美国科罗拉多州Vail ，2005年4月24-29日。
3.基岩渗透率是指流体通过岩石的能力，主要是指流过组成岩石的矿物颗粒之间间隙的能力，但不包括流体在岩石裂缝中的流动。
页岩气知识
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。水平井的推广应用可以加速了页岩气的开
发进程。
2011年，经国务院批准，页岩气成为我国第172个矿种。这意味
着，页岩气作为独立矿种，探矿权的出让将采用竞争方式，打破了垄 断，使以前只有油企才能干的事，现在只要符合条件就能进入。目前 政府对页岩气开发设置的门槛仅包括资金、技术以及相关资质。
岩心分析主要是用来确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储
层的敏感性, 并分析测试总有机碳含量( TOC) 和吸附等温曲线。地层元素测 井( Elemental Capture Spectroscopy , ECS) 通过对该技术测量的图谱进 行分析, 可以确定岩石中矿物的含量, 进而可准确判断岩性, 并进而识别储 层特征。此外, 通过岩心测井对比建立解释模型, 还可获取含气饱和度、含 水饱和度、含油饱和度、孔隙度、有机质丰度、岩石类型等参数。
页岩比泥岩致密，孔隙度较小，地震波传播的速度小于在砂岩中
传播的速度，但高于在泥岩中传播的速度，并且随着页岩中有机质含 量的增加，传播速度减小。
由于泥页岩地层与上下围岩的地震传播速度不同, 在泥页岩的顶
底界面会产生较强的波阻抗界面, 结合录井、测井等资料识别可以解 释泥页岩, 进行构造描述。通过地震剖面正、反演相结合的模拟方法 可以对页岩气的分布进行预测。
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。
与常规天然气相比，页岩气在成藏条件及成藏机理等方面既有 相似之处，又有不同点，页岩气、煤层气、天然气的对比：
页岩气
中国查明油页岩资源分布图学科：石油与天然气地质学词目：页岩气英文：shale gas释文：特指赋存于页岩中的非常规气。
页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。
首先取得工业开发成功的为北美洲(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，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，页岩气是主体上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天然气主体上以游离相态（大约50％）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。
与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。
因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。
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。
页岩气开采技术
2010，宣页1、河页1井——找到页岩，见气显示；
2011，黄页1、湘页1井——找到页岩，获低产气流；
2012.7, 彭页HF-1井——找到优质页岩，产工业气流；
2012.12,焦页1HF井——找到优质页岩，获高产气流。
2012年，勘探分公司针对焦石坝区块志留系龙马溪组部署
钻探了焦页1HF井，11月28日放喷测试获20.3万方/天的工业气
射孔弹——聚能射孔弹是根据聚 能效应原理设计的。聚能射孔弹是射 孔器的主体部件，由传爆药、主炸 药、药型罩和壳体四部分构成，当射 孔弹被引爆后，装药爆轰，压垮药型 罩，形成高温高压高速聚能射流，射 流冲击目的物，在目的物内形成孔 道，达到射孔目的。装药量、药型罩 配方及药型罩几何形状尺寸决定了聚 能射孔弹的穿透深度。
课程目录
第一章 页岩气开采概述 第二章 页岩气钻井技术 第三章 页岩气完井与射孔作业 第四章 页岩气分段压裂技术 第五章 页岩气连续油管技术 第六章 页岩气试气工艺 第七章 页岩气井的生产管理技术
第二章 页岩气钻井技术
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国外页岩气钻井分析
2002年Devon能源公司在沃斯堡盆地进行了7口页岩气试验水 平井的试采，取得了巨大成功。水平井最终评价的开采储量是直 井的3倍以上，成本只相当于直井的1.5倍，初始产量与最终总产 量也有很大关系，由此，业界开始大力推广水平钻井 。
二、页岩气特点
3.较常规天然气相比，具有单井产量低、开采寿命长、生产 周期长、产量稳定的特点。
4.分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中，连 续性分布。
抛光前
抛光后
三、页岩气赋存页岩类别
——页岩气主要赋存在黑色富有机质泥页岩中
四、页岩气与常规油气的关联性
页岩气资源及开采介绍
页岩气资源分布、开采技术及体制机制页岩气发现于1821年，但由于开采成本相对较高，开发利用缓慢。
近几年，美国页岩气勘探开发技术突破，产量快速增长，对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，世界主要资源国都加大了对页岩气的勘探开发力度。
我国国民经济和社会发展“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”，大力推动页岩气勘探开发，增加天然气资源供应，缓解我国天然气供需矛盾，调整能源结构，促进节能减排。
一、页岩气及资源概况常规天然气是指采自气田的天然气和油田的伴生气。
非常规天然气是指在地下的储存状态和聚集方式与常规天然气有明显差异的天然气聚集，较为典型的有页岩气、煤层气、致密砂岩气等。
全球页岩气资源量相当于煤层气和致密气资源量总和。
页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气聚集。
页岩气在成分上与天然气并无明显差别，都是以甲烷为主。
而与天然气的主要区别是分布方式不同，页岩气吸附或游离在页岩孔隙中，页岩和页岩气共同存在于页岩矿藏中。
而常规天然气形成气田或者与石油伴生，是具有封闭圈的气体聚集，不吸附在任何矿藏内。
如果想象天然气的状态为一个封闭空间内的所有甲烷等气体的结合，那么页岩气状态的就是封闭空间内装满了泡沫材料后的甲烷等气体的结合。
下图详细介绍了各种非常规天然气在地下的储藏深度比例及分布情况。
下表对比了天然气和非常规天然气的基本区别。
全球页岩气资源量丰富。
美国国家石油委员会于基于Rognar的数据估算全球非常规天然气资源量约923万亿m3；其中：近半数为页岩气（456万亿m3），常规天然气资源量378万亿m3。
据美国能源信息署（EIA）统计，2010年美国页岩气的总产量已超过1379亿立方米，占美国天然气年总产量6110亿立方米的近23%，并超过了中国常规天然气2010年的总产量967.6亿立方米。
美国页岩气的成功开发使得美国天然气储量增加了40%，这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。
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。
页岩气开采原理
页岩气开采原理
页岩气是一种非常重要的天然气资源，它存在于页岩岩石中，
开采页岩气的原理是通过水力压裂和水平钻井技术来释放岩石中的
天然气。
在进行页岩气开采时，需要了解一些基本的原理和技术，
下面将详细介绍页岩气开采的原理。
首先，页岩气开采的原理是利用水力压裂技术。
水力压裂是指
在井下注入高压水和一定比例的添加剂，通过高压水的作用使岩石
发生裂变，从而释放出岩石中的天然气。
这项技术可以有效地提高
页岩气的开采效率，使得原本无法开采的天然气资源得以充分利用。
其次，页岩气开采还需要运用水平钻井技术。
水平钻井是指在
垂直深井的基础上，通过一定的技术手段将钻井方向转为水平方向，使得钻井能够在页岩层内进行水力压裂作业。
这项技术的应用可以
使得页岩气的开采更加高效，同时减少地表对环境的影响。
此外，页岩气开采还需要考虑地层条件和岩石性质。
不同的地
层条件和岩石性质会对页岩气的开采产生影响，因此需要进行详细
的地质勘探和岩石分析，以便确定最佳的开采方案和工艺流程。
最后，页岩气开采的原理还包括对天然气的收集和处理。
在水力压裂和水平钻井技术的作用下，释放出的天然气需要通过管道输送至地面设施进行收集和处理，以便最终投入市场使用。
综上所述，页岩气开采的原理主要包括水力压裂技术、水平钻井技术、地层条件和岩石性质的分析，以及天然气的收集和处理。
这些原理和技术的应用可以有效地提高页岩气的开采效率，为人们提供更多的清洁能源资源。
随着技术的不断进步和完善，相信页岩气开采将会在未来发挥更加重要的作用。
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页岩气开采原理
页岩气开采原理是通过水平钻井和水力压裂技术将水和添加剂注入页岩岩层，使岩层裂缝扩大并释放出内部储存的天然气。
具体步骤如下：
1. 水平钻井：首先，在地表选择合适的位置进行垂直钻井，当钻杆到达目标页岩层时，钻井工程师会改变钻头方向，将钻孔延伸成水平方向。
这样可以增加页岩岩层与钻孔的接触面积，提高天然气的开采效率。
2. 水力压裂：完成水平钻井后，高压水和添加剂（如砂岩颗粒）被泵送到井中，进入页岩岩层。
压力和添加剂的作用下，岩石发生裂缝和断裂，从而使天然气能够逸出。
水力压裂也可以同时增加岩石孔隙的连接性，便于天然气在岩层内流动和采集。
3. 采集天然气：一旦页岩层被水力压裂，天然气开始从岩石毛细孔隙中释放出来，并通过新形成的裂缝流向水平井筒。
然后，运用抽油泵等装置将天然气输送到地面设备进行储存和处理。
4. 环境保护：在整个开采过程中，需要严格控制水和添加剂的使用，以减少对地下水资源的污染。
此外，储存和处理阶段也要采取相应的措施，以确保环境不受污染。
以上就是页岩气开采的基本原理。
通过水平钻井和水力压裂技术，能够充分利用页岩岩层内部的天然气资源，提高天然气开采效率，促进能源产业的发展。