国内页岩气开采技术
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，开采难度大，但是储量丰富。
页岩气开采的原理主要包括地质勘探、水平钻井、压裂技术和天然气采收等环节。
首先，地质勘探是页岩气开采的第一步。
地质勘探通过对地下岩层的勘探和分析，确定页岩气的分布、储量和开采条件。
这一步骤的准确性和全面性对后续的开采工作至关重要，只有通过科学的勘探手段，才能找到潜在的页岩气储层。
其次，水平钻井是页岩气开采的关键技术之一。
由于页岩气储层通常位于地下几千米深处，传统的垂直钻井技术已经无法满足开采需求。
水平钻井技术可以在地下岩层中钻出水平井眼，从而有效地提高了页岩气的开采效率。
接下来，压裂技术是页岩气开采的另一个关键环节。
由于页岩岩石的渗透性较差，天然气难以从岩层中释放出来。
压裂技术通过向岩层注入高压液体，使岩石发生裂缝，从而增加了天然气的释放量和开采效率。
最后，天然气采收是页岩气开采的最终环节。
通过管道输送和加工处理，将开采出来的天然气运送到市场上，供应给广大用户。
天然气采收环节需要高效的输送和处理设备，以确保天然气的质量和供应稳定。
综上所述，页岩气开采的原理包括地质勘探、水平钻井、压裂技术和天然气采收等环节。
这些环节相互配合，共同构成了页岩气开采的整个过程。
随着技术的不断进步和完善，页岩气开采将会成为未来能源领域的重要支柱，为人类社会的发展做出重要贡献。
国内页岩气开采相关技术研究
国内页岩气开采相关技术研究[摘要]页岩气（），作为一种非常规天然气类型，和常规天然气相比，其生成、运移、赋存、聚集、保存等过程还有成藏机理很多相似之处，又有一些差异。
本文主要对页岩气成藏机理、控制因素，页岩气藏开采技术进行分析，并对国内页岩气的开采前景进行了阐述。
[关键词]页岩气；成藏机理；控制因素；开采技术中图分类号：e32 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）23-0068-011 页岩气成藏机理及控制因素1.1 页岩气的成藏过程及特征地层当中页岩系统组成大部分是泥页岩以及泥质粉砂岩。
页岩气中具有多种天然气赋存状态。
少量的天然气被溶解，大部赋存在有机质还有岩石颗粒表面，以以游离在裂缝、孔隙之中。
页岩气成藏具有多机理、复杂的特点，天然气除在有机质、孔隙水、还有液态烃类中存在溶解外，天然气由生烃的活塞式运聚还有生烃高峰进行的置换形式运聚，表现页岩气成藏机理特点[1]。
1.2 页岩气成藏的主控因素由于页岩气主要特点包括：生成、运移、以及富集，控制页岩气成藏因素主要有：有机质类型及含量、泥页岩组成特点、构造作用、热演化程度大小、还有裂缝发育情况等因素。
（1）岩性还有矿物够成页岩一般被定义成“细粒的碎屑沉积岩”，但在矿物组成方面（比方碳质、硅质还有粘土质等）、构造和结构上有多种样式。
页岩一般由碳酸盐、粘土质、黄铁矿、有机碳还有石英组成。
（2）岩石地化有机特征泥页岩地化有机特点对岩石的储集能力、岩石的生气能力控制作用很大。
（3）泥页埋深还有岩层厚度泥页岩埋深还有厚度和对页岩气成藏具有重要影响。
工业性页岩气藏的形成，泥页岩需要达到一定的厚度，这样有利于储集层还有烃源岩层的形成。
（4）裂缝页岩气在聚集还有运移方面同样受到裂缝影响。
裂缝发育可以增大储层的孔隙度，增加游离气单位面积的的聚集，发育时候的泥页岩裂缝能够促进页岩气进行运移，有利于页岩气的开采还有常规气藏的形成，然而，早期出现很多的裂缝，造成储层的封闭性发生破坏，使得天然气分散还有散失，对页岩气藏保存产生不利影响。
页岩气开采原理
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。
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。
页岩油气开采技术概述
2000年北美页岩气开发项目： Barnett、Ohio、Atrim、Lewis、New Albany，年产页岩气100-120亿方 2010年页岩气开发扩展到整个北美，美国年产页岩气达1378亿方,产量提高10倍， 2011年美国页岩气产量接近1800亿方。 2010年页岩油也开发扩展到整个北美，包括Bakken、Eagle Ford、Niobrara、Leonard(or Avalon 、 Monterey等，其中Bakken4500口井中生产，其核心区北Dakota 从2005年的500万吨增加到2009年的 1000万吨。Eagle Ford页岩气田凝析油产量2010年达到200万吨，预计到2020年达到1600万吨。
常规构造气 藏
浅层生物 气 常规岩性地层气藏
水
过渡带
水
生 油 窗 连续型泥页岩 油藏
致密砂岩 气
生 气 窗
孔、渗性 有机碳含量 游离气
小 吸附气 油
连续型页岩油 气藏
页岩油气（shale gas）:产自暗色富有机质泥页岩系统中、自生自储在泥 页岩微-纳米级孔隙中、连续聚集的天然气
一、页岩油气勘Biblioteka 开収现状2.北美页岩油气开采历史
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31
美国自1979年以来的页岩气产量变化趋势图
页岩油气产区主要分布 在美国中、东部地区；
一、页岩油气勘探开収现状
二、页岩油气藏成藏特点
2.页岩油气赋存方式
吸附气 主要赋存方式 游离气 溶解气
Barnett页岩
微裂缝 游离气 微孔隙
质
页岩气开发开采技术
01
02
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：
页岩气开发技术核心
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。
一、结论与建议
.
我国页岩气开发面临问题
与常规天然气关键在“找气”不同的是，页岩气开发的关键在“采 气”，但是由于勘探开发理论和技术上还不够成熟，我国页岩气开
发仍处于研究开发的初级阶段。
我国页岩气开发瓶 颈
机 理 分 析 研 究
实 验 测 试 与 分 析
有 利 选 区 与 评 价
含
产
气
能
特
分
点
析
与
及
1 水力压裂技术应用分析
1.1 页岩气开采压裂技术主要以清水压裂和重复压裂为主。研究 表明：①一次完井只能采出页岩地质储量的10%，重复压裂可以 使采收率提高8%—10%，在直井中进行原层复射和用比一次压 裂液量大25%的规模处理即可获得更好的增产效果。②清水压裂 是现阶段我国页岩气开发储层改造的适用技术，对于开采长度 （厚度）大的页岩气井，可以使用多级分段清水压裂压裂。而同 步压裂技术则是规模化的页岩气开发的客观需要。
页岩气开发技术核心
.
汇报提纲
一、页岩气主要开发技术 一、水力压裂技术综述
一、我国页岩气开发面临的问题
一、结论与建议
.
页岩油气：特指赋存于页岩中的非常规油气 ，页岩气是位于暗色泥 页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
页岩气开采难,难在技术还是体制？
页岩气开采难，难在技术还是体制？“‘十四五’”期间，非常规天然气若持续发力保持较快增储上产，迫切需要解决的仍是关键技术问题。
特别是页岩气，要改善中浅层开发经济性偏低现状、攻克4000米以下深部页岩气的开发，不仅要改变‘补贴产量’的原有思路，更应充分调动技术各有所长的企业包括民企共同推动页岩气发展。
”自然资源部油气资源战l研究中心研究员潘继平日前在2023全球能源转型高层论坛上指出。
今年初，页岩气凭借可观储量和产量稳坐非常规油气“头把交椅”。
但与米国页岩气井遍布全国各地有所不同，目前国内页岩气产量主要集中在中石油和中石化的个别区块，分布局限、数量有限，如何保证其稳定持续性开采是重点也是难点。
技术问题最为迫切截至2023年底，页岩气累计探明地质储量10456亿立方米、可采储量2494亿立方米，产量从2023年的2亿立方米攀升至2023年的108.8亿立方米，实现大跨越。
“巨大的资源基础决定了我国页岩气前景可期，但复杂的地质条件、资源禀赋和突出的技术瓶颈，又决定了我国页岩气开发充满挑战、曲折与坎坷。
”潘继平对记者说。
在潘继平看来，页岩气长足发展，技术和体制问题二者皆存，但目前最为迫切需要解决的是技术问题。
“在关键技术和装备上，长距离水平钻井、多段体积压裂等诸多技术工艺和装备上不能国产化、本地化，一些关键技术依赖进口，受制于人。
关键技术的短板导致页岩气经济效益偏低，深部页岩气、陆相页岩气等资源至今不能实现规模效益开发。
而没有技术、人才实力的勘探新主体进入时更面临关键技术障碍的问题”，潘继平说，“因此‘十四五’期间，要想页岩气长远发展，解决关键技术掣肘是当务之急。
”专家透露，预计2035年，中国油气增量最大的是最复杂陆上非常规的油气，届时常规和非常规气各占50%。
由此来看，未来油气勘探的主体是非常规和更加复杂、勘探成本更高的领域，包括深层深水和极地。
“由于我们的技术、经济指标与米国相距甚远，因此未来需要地质、工程、市场一体化的解决方案，加快建设大型丛式水平井高效开发模式及其工程技术支撑体系，以满足资源难开采时代技术不断更新的需求。
非常规油气开发技术现状及发展趋势分析
非常规油气开发技术现状及发展趋势分析非常规油气是指地质储层复杂，如页岩、煤层气、重油、油砂等非石油天然气资源。
随着传统油气资源逐渐枯竭，非常规油气开发成为一种必然趋势。
然而，由于非常规油气的开发技术相对较新，市场竞争也更加激烈，开发难度更高，因此，如何改善非常规油气开发技术、降低生产成本，提高资源利用效率，一直是非常规油气领域内的研究热点。
一、非常规油气开发技术现状1.页岩气开采技术目前，页岩气主要通过水力压裂技术来实现开采。
在水平钻井的基础上，将高压水和一定比例的勘探液注入页岩层中，使岩层发生裂缝，并使石油天然气从岩层中排出。
2.煤层气开采技术煤层气的开采主要依靠抽采和抽采除瓦斯两种方法。
其中，通过煤体渗透出瓦斯和破坏煤体内部微孔隙结构实现瓦斯释放的方法属于抽采除瓦斯方法。
3.油砂矿开采技术油砂矿的开采技术主要包括矿山法、堆积法、水力输送法和热水法等。
其中，热水法是最为普遍且也是最为成熟的一种方法。
通过加热水来分离原油和油砂，并通过振动式筛网来过滤出杂质，从而达到油砂开采的目的。
4.重油开采技术重油的开采可分为表面开采、地下热采和燃烧驱动三种。
其中，地下热采是最为常见的一种方法。
二、非常规油气开发技术发展趋势1.新型油气储层识别技术非常规油气储层复杂，如何准确快速地识别油气储层成为一个重要问题。
随着科技的不断发展，应用人工智能、互联网技术、遥感技术和地球物理技术等成为非常规油气储层识别的新方向。
2.生产智能化技术非常规油气开发所需的生产力大，采取智能化技术可以降低成本，提高开采效率。
目前，智能化技术已被广泛应用于油气探采、生产、加工和运输等领域。
3.绿色环保技术非常规油气开采可能会对环境造成一定的影响，如何保护环境也成为非常规油气开采发展的关键所在。
在生产和运输过程中采取吸附、过滤等技术来减少尾气排放和污染物产生已经成为一种趋势。
4.海外开发在国内，非常规油气开发已进入了实际生产阶段，但由于油气资源分布不平衡，国内市场面临的竞争也更加激烈。
页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术介绍
页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术介绍伴随页岩气在国内市场逐渐兴起，这个产业的投资逻辑也在逐渐发生变化。
据中石化江汉油田一位专家介绍，中国已经初步掌握从地震技术测算页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术。
一、钻井关键技术及钻井成本钻井的核心技术主要有两个：一是在长水平段使用的地质导向，即LWD，俗称“随钻录井”(Logging While Drilling )；另一个是钻井液，俗称“泥浆”。
**LWD**目前中国已经初步掌握LWD，胜利油田已可以生产相关低端产品，价栺在300万元左右，国外LWD低端产品也只有几百万元，但高端产品近5000万元。
目前，在中国将要开钻的区块内，胜利油田生产的LWD可以胜仸，三大油从国外购买的LWD，大约也是300-400万元的产品。
**钻井液**三大油已经建成或在建的页岩气井使用的钻井液多是哈里伯顿和贝克休斯生产。
此前，钻井液的主要技术只有哈里伯顿、贝克休斯和斯伦贝谢拥有，这些企业一般只卖配方。
一张配方价栺约600-800万元。
由于地质条件不同，一张配方只能供应一口井，但是现在随着试验井的频繁试验，中石化已经初步掌握相关配方的技术，同时由于同一地区地质条件有相似处，所以钻井液未来在规模化生产后可以反复利用，那么钻井液的成本将大幅下降。
关键技术掌握后主要是成本是否经济。
目前勘探开采主体，主要是将钻井工程交给钻井队，钻井所需的设备、人员、技术都由钻井队购买配置，如LWD、钻井液、钻头、钻井等。
钻井队目前的成本核算方法有两种：一是如果钻井队没有工作，人员加设备每天的费用为2.5万元；另一个是如果钻井队工作，成本为每米1000-2000元左右。
目前，一个水平井长度约3000米(垂直段+水平段+弯曲段)，那么钻井成本为450万元左右。
根据测算，未来打生产井按主流3500-6000米的垂直深度、1000米的弯曲长度、1500米的水平长度，按最快每天钻1000米，60天一个水平井的周期，那么一个钻井队工作9天，休息51天，钻井的最大成本为1827.5万元(1700万元+127.5万元).二、测录井关键技术及测录井成本**录井**录井就是随着钻头测试地层的岩石性质，有没有油气，该技术国内已经比较成熟，成本为每月16-20万元左右。
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。
类别气体名称主要成分存在于状态占非常规天然气的比例非常规页岩气甲烷泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层吸附和游离50% 煤层气甲烷煤基质颗粒表面、煤孔隙吸附为主、游离为辅28% 致密砂岩气甲烷砂岩层，致密砂岩分布游离22%常天然气甲烷气田或油田伴生聚集游离-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。
页岩气开采技术
全 球 页岩 气 资 源量 多 达 ４ ６ ０ ｍ。 相 当于 ５ ×１ ，
２ｌ ０ ０年美 国页岩气 年产 量为 １３ ８ ０ ７ ×１ ｍ 。
煤 层气 与致 密砂 岩 气 资 源量 的总 和 ， 占三 种 主要 非 常规 天然气 （ 层气 、 煤 致密 砂岩 气 、 页岩气 ） 资源量 总 的 ５ 左 右口 。因此 ， 岩 气是 现 有 技术 经 济条 件 Ｏ ］ 页
发 适 合 的 开 采 工 艺 ； 强保 护 环 境 意 识 ， 发 过 程 中 采 取 相 应 环 保 措 施 。 加 开 关 键 词 页 岩 气 气 田 开发 完 井技 术 储 层 改 造
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ０ — ３ ２ ． Ｏ １ ０ ． １ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ７ ４ ６ ２ １ ． ５ ０ ９
国和 加拿 大做 了大 量 工 作 ， 洲许 多 国家 开 始着 手 欧
页岩 气 的研 究 ， 俄罗 斯仅 有局部 少量 开采 。
美 国页岩气 资源 总量 超过 ２ ×１ ｍ。 页 岩气 ８ ０ ， 技术 可采 资源 达到 ３ ６ ０ ｒ。 近 ３ ． ×１ ｎ ， Ｏ年来 页 岩 气
有 １ ． ×１ ”ｍ。 ］ ４４ ０ ｌ 。欧 洲 的沉 积 盆 地 主要 发 育 热 ４ 成 因类 型的 页 岩 气 ， 如北 欧 的 寒 武 一 奥 陶 系 Ａ１ｍ ｕ 页 岩 、 国的石炭 系海 相页 岩 。近年来 ， 德 多个 跨 国公
气 盆地 有 ２ ０余个 ， 产井 增 加到 近 ４ ０ 生 ２００口， 岩 页
开始 规模 化发 展 ，０年 代末 期 页岩气 年产量 约 １ ． ７ ９６ ×１ ｍ。 ２ ０ ０ ；０ ０年 ５个页 岩 气产 气盆 地 的生 产 井 约 ２ ０ ８０ ０口， 年产 量 约 １ ２ ０ ２ ×１ ｍ。 ２ ０ ；０ ７年页 岩气 产
浅谈页岩气开采工艺技术的优化措施
浅谈页岩气开采工艺技术的优化措施页岩气是指储藏在有机质頁岩中的非常规天然气，主要以游离气和吸附气的形式存在。
由于页岩孔隙度和渗透率低，页岩气基本未发生位移。
页岩既是页岩气的产气源，又聚集和保存页岩气。
页岩气储藏的特点为面积广、厚度大、产气量稳定，这使其成为未来能源开发的热点。
含气页岩分为海相和陆相两种类型。
海相页岩形成于台地和陆棚环境中，有机质含量丰富，地质环境封闭，形成速率较快；陆相页岩形成于湖泊沉积环境中。
标签：页岩气；开采工艺；技术优化一、油页岩勘探开发的现状（一）油页岩的基本特征油页岩岩性特征。
油页岩是一种沉积岩，层理是密实的，颗粒匀称，称为“油页岩”。
油页岩类型。
页岩由于母质和周围环境的差异，分为陆相页岩、湖泊页岩和海洋页岩三种类型。
三种主要的区别是：在有机质含量上，大陆页岩的脂质含量较高。
湖相油页岩主要由湖泊藻类和浮游生物形成。
海洋页岩主要来自早期微生物沉积埋藏后形成。
就我国而言，目前我国的油页岩多是属于陆相的。
（二）油页岩的勘探开发现状虽然经过一系列的工艺处理过程，可以获得类似的油页岩油和天然气，而且早在1821年就发现了，但由于人类认知水平和技术的局限，大规模开采和使用油页岩还没有实现。
仅在近年来美国对油页岩资源开发利用领域，介绍了相应的鼓励政策，油页岩开采与进展有关，页岩也逐渐获得了大规模的开采。
到目前为止，美国页岩气产量占天然气总产量的35%以上，成为世界上最大的天然气生产国。
美国的这一倡议是值得世界其他国家特别是我国参考和考虑的一个主题。
2011年以来，中国有关部门开始实施页岩气投资管理，这被称为中国页岩气开发利用的勘探阶段。
2012年11月，中国页岩气开采正式进入高速发展阶段，在1HF井中生产高产量页岩气。
自2017年以来，中国油页岩资源开发一直处于世界前列。
（三）中国油页岩资源现状我国矿产资源丰富，历来被认为是资源丰富的国家。
特别是油页岩资源丰富，蕴藏着丰富的自然资源。
页岩气开采技术研究
页岩气开采技术研究一、页岩气概述页岩气，是指存在于页岩岩层中，通过水平钻井及压裂等技术获得的天然气资源。
随着天然气需求的增加和传统天然气储量的逐渐枯竭，页岩气逐渐成为全球能源领域的新热点。
二、页岩气开采技术1.水平井钻探技术水平井钻探技术是页岩气开采的关键技术之一。
它的原理是将垂直钻探井逐渐转向为水平或近水平方向，穿过页岩岩层，实现页岩气的开采。
水平井钻探技术主要分为两种：一种是常规水平井钻探技术，另一种是超长水平井钻探技术。
常规水平井的长度一般为300~500米，而超长水平井的长度则可以达到1500米以上。
超长水平井技术可以最大限度地提高单井生产能力，降低单井成本，能够有效提高页岩气的开采效率。
2.压裂技术压裂技术是页岩气开采的另一项重要技术。
它通过注入高压液体进入井口，使页岩岩层内部的岩石裂缝扩张，从而释放出嵌藏在其中的天然气。
目前，常用的压裂技术有液态压裂技术和油酸压裂技术。
液态压裂技术是使用高压水液作为压裂介质，能够更加深入地刺激岩石裂缝；而油酸压裂技术则是使用油酸作为压裂介质，能够更好地与页岩岩层内的油气相容，从而提高压裂效果。
3.人工虚高势能储层技术人工虚高势能储层技术是近年来刚刚兴起的一项新技术。
它的原理是将水射进垂直井口，形成向上喷涌的水柱，从而产生虚高势能，压力垂直传递到页岩岩层，使其裂缝扩张，释放出天然气。
这种储层技术具有无需压裂、安全环保、成本低等优势，能够在一定程度上解决传统压裂技术对环境的影响，适用于页岩气开采中深部高渗透率储层的开采。
4.非常规页岩气采集技术非常规页岩气采集技术是一种新型的天然气采集技术。
它的原理是利用天然气的渗透性，利用渗透引力或静电吸附等方式集中气体，再通过分离提纯的方式得到天然气。
这种非常规技术有很大的创新性，便于在资源丰富而之后探明的油气区进行页岩气采集和二次回采。
此外，采用此技术还能够大幅度减少煤炭矿山火灾事故的发生，提高安全性和效率。
三、结语随着页岩气开采技术的不断发展，页岩气正逐渐成为全球能源领域的新希望。
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
19
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2014年2014年度信息调研成果 1
国内页岩气开采现状
谭正湘
（信息技术中心）
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。
美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。
美国页岩气开采已有100多年历史。
美国页岩气开发技术历程经历了4个阶段：第一阶段：1997年以前——直井大型水力压裂；第二阶段：1997~2002年——直井大型清水压裂为主；第三阶段：2002~2007年——水平井压裂技术开始试验；第四阶段：2007年至今——水平井套管完井及分段压裂技术，逐渐成为主体技术模式。
随着水平井分段压裂技术的进步及成功应用，美国页岩气产量逐年增长，2000年至2012年页岩气产量由117.96亿立方米上升至2762.95亿立方米，年均增长率达到30%，特别是2006年以来年均增长更是达到48%。
与此同时，页岩气占美国天然气总产量的比重由2000年的2.2%升至2012年的40.5%。
美国页岩气革命的巨大成功，在世界范围内掀起了页岩气勘探开发的热潮。
加拿大、英国、波兰、阿根廷、墨西哥、澳大利亚、印度等国家也正在大力开发页岩气。
我国页岩气发展时间很短，大致经历了学习了解、资源调查与评价、开发试验和政策跟进等三个阶段，2010年才真正进入页岩气的钻井、压裂施工作业。
目前我国页岩气勘探开采主要集中在四川盆地。
根据国土资源部2012年3月发布的数据，全国(不含青藏)页岩气地质资源量134.42万亿立方米，可采资源量25.08万亿立方米，其中四川盆地及其周边页岩气可采资源量达到6.44万亿立方米，占全国页岩气可采资源量的25.7%。
最新资料介绍中国页岩气的可采储量达31.6万亿立方米，约占全球14.3%。
我国政府非常重视页岩气的开采，中央财政对页岩气开采企业给予补贴，2012年-2015年的补贴标准为0.4元/立方米，补贴标准将根据页岩气产业发展情况予以调整。
地方财政可根据当地页岩气开发利用情况对页岩气开发利用给予适当补贴，具体标准和补贴办法由地方根据当地实际情况研究确定。
2011年以来国土资源部已组织两轮页岩气招标勘探，2014年3、4月份将进行第三轮页岩气招标勘探，2011年7月，页岩气首轮招标。
中石油、中石化、中海油、延长石油、中联煤层气及河南煤层气6家国有企业受邀投标，参与竞标渝黔南川、贵州绥阳、贵州凤冈、渝黔湘秀山四个页岩气勘查区块的探矿权，面积共约1.1万平方公里。
最终中石油中标渝黔南川和河南煤层气中标渝黔湘秀山页岩气区块的探矿权。
2012年12月第二轮招标选择了20个区块作为探矿权招标出让，总面积为2.02万平方千米，分布在重庆、贵州、湖北、湖南、江西、浙江、安徽、河南8个省市，参与招标企业83家，19个区块招标成功，1个区块流标，三大石油公司均未中标。
从前两轮招标实施情况看，达到预期进展的不多，主要存在成本高、投入大、效益没有保障等问题。
第三轮招标主要集中在四川、重庆、湖北三地。
2013年我国页岩气钻井约150口，首次取得实际产能突破，全年产气量为2亿立方米。
国家能源局《关于印发2014年能源工作指导意见的通知》提出2014年我国页岩气生产量15亿立方米，2015年页岩气产能将达65亿立方米。
中石油、中石化两大集团均上调了页岩气开采指标，预计2015年两大公司合计开采页岩气量可达75亿立方米，超过全国规划65亿立方米的目标。
其中，中石化集团是50亿立方米。
2 谭正湘．国内页岩气开采现状 2014年
表1 页岩气第二轮招标中标情况
我国发展页岩气的路还很长。
我国发展页岩气存在几方面的瓶颈，一是高成本、高投入，开采难度大，美国页岩气开采深度一般在1000~2000米，我国在3000~4000米，早期一口页岩气勘探井的成本接近1亿元，现在也要6000万元左右，而美国只有1700~2300万元，如果按美国1平方公里要打1000个井的标准，1平方公里资金投入将达到500多亿，据资料分析，美国页岩气开采成本为0.9元/立（包含运输成本），国内页岩气10万立/日井口成本在2元/立，而国内天然气井口成本为0.3元/立。
二是水资源和环境，页岩气开采需要大量水资源，我国水资源贫乏，大部分页岩气分布在缺水的中西部地区，页岩气开采对环境破坏很大，美国页岩气开采得到政府支持，暂时未受到环保影响，但随着产量的继续增加，页岩气开采对环境影响逐步显现，势必将受到环保限制；三是页岩气管网建设落后，多数页岩气开采地区没有天然气管网，只能采用汽车运输，严重影响页岩气的开采效益。
湖南省页岩气储量约9.2万亿立方米，可采资源量达1.5万亿到2万亿立方米，主要分布在湘西北、湘中和湘东南地区，其中，湘西北地区将作为优先开发区块，洞庭—湘中作为加强资源勘探和评价区块，已纳入国家页岩气整体开发利用规划。
湖南省境内3个有利勘探区分别位于涟源、桑植和石门。
2011年底中石化华东分公司在湖南省涟源市桥头河镇“湘页1号井”探明大规模页岩气资源，是湖南省内第一口页岩气。
2012年5月湖南省地勘局418队在湘中的娄底新化县烟矿区发现大储量优质页岩气。