页岩气国内外发展现状

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日期：2013.12.20

目录

第一部分：国外页岩气发展 (3)

1.国外页岩气开发现状 (3)

2.国外页岩气开采技术 (4)

2.1地震勘探技术 (4)

2.2钻井技术 (4)

2.3测井技术 (5)

2.4页岩含气量录井和现场测试技术 (5)

2.5固井技术 (5)

2.6完井技术 (6)

2.7储层改造技术 (6)

2.7.1多级压裂 (6)

2.7.2清水压裂 (6)

2.7.3同步压裂 (6)

2.7.4水力喷射压裂 (7)

2.7.5重复压裂 (7)

第二部分：我国页岩气开发现状与存在问题 (7)

2.1页岩气研究与开发情况 (7)

2.2页岩气开发存在的问题 (8)

2.3我国页岩气开发适应技术分析 (9)

2.3.1国内外页岩储层特性对比 (9)

2.3.2国内页岩气开发技术适应性分析 (9)

第三部分：对我国页岩气开发建议 (10)

第一部分：国外页岩气发展

1.国外页岩气开发现状

目前全球对页岩气的勘探开发并不普遍，但美国和加拿大做了大量工作，欧洲许多国家开始着手页岩气的研究，俄罗斯仅有局部少量开采。美国页岩气资源总量超过28×1012 m3，页岩气技术可采资源达到3.6×1024，近30年来页岩气开发的发展很快。20世纪70年代中期美国页岩气开始规模化发展，70年代末期页岩气年产量约19.6×108 m3；2000年5个页岩气产气盆地的生产井约28000口，年产量约122×108 m3，2007年页岩气产气盆地有20余个，生产井增加到近42000口，页岩气年产量为450×108 m3，约占美国天然气年产量的8%，成为重要的天然气资源之一。2009年美国页岩气生产井约98950口，页岩气年产量接近1000×1088 m3，超过我国常规天然气的年产量。2012年美国页岩气年产量为1378×108 m3。加拿大页岩气资源分布广、层位多，预测页岩气资源量超过42.5×1012 m3。目前，已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气开发试验，2007年该地区页岩气产量约8.5×108 m3。欧洲受美国启发，近年来一些国家开始着手页岩气的研究。2009年初，“欧洲页岩项目”在德国国家地学实验室启动，此项跨学科工程由政府地质调查部门、咨询机构、研究所和高等院校的专家组成工作团队，工作目标是收集欧洲各个地区的页岩样品、测井试井和地震资料数据，建立欧洲的黑色页岩数据库，与美国的含气页岩进行对比，分析盆地、有机质类型、岩石矿物学成分等，以寻找页岩气。目前，为此工作提供数据支持的有Mararhon、Statoior、埃克森美孚、Gare France Suez、德国地学实验室等13家公司和机构。研究人员认为，仅西欧潜在的页岩气资源量将有14.4×1012m3ｍ３。欧洲的沉积盆地主要发育热成因类型的页岩气，如北欧的寒武―奥陶系Alum页岩、德国的石炭系海相页岩。近年来，多个跨国公司开始在欧洲地区展开行动。2007年10月，波兰能源公司被授权勘查波兰的志留系黑色页岩，壳牌公司声称对瑞典的Skane地区感兴趣。埃克森美孚公司已在匈牙利Mkan地区部署了第一口页岩气探井，并计划在德国Lower Saxoy盆地完成10口页岩气探井。Devon 能源公司与法国道达尔石油公司建立合作关系，获得在法国钻探的许可。康菲石

油公司最近宣布，它已经与BP（英国石油公司）的子公司签署了在波罗的海盆地寻找页岩气的协议。

2.国外页岩气开采技术

美国将页岩气田开发周期划分为5个阶段：资源评估阶段，即对页岩及其储层潜力做出评估；勘探启动阶段，开始钻探试验井，测试压裂并预测产量；早期开采阶段，开始快速开发，建立相应标准；成熟开采阶段，进行生产数据对比，确定气藏模型，形成开发数据库；产量递减阶段，为了减缓产量递减速度，通常需要实施再增产措施，如重复压裂、人工举升等。整体看这5个阶段，开发页岩气所采用的技术与常规天然气开发技术有所区别。

2.1地震勘探技术

包括三维地震技术和井中地震技术。三维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带，以提高探井或开发井成功率。由于泥页岩地层与上下围岩的地震传播速度不同，结合录井、测井等资料，可识别解释泥页岩，进行构造描述。应用高分辨率三维地震可以依据反射特征的差异识别预测裂缝，裂缝预测技术对井位优化起到关键作用。井中地震技术是在地面地震技术基础上向“高分辨率、高信噪比、高保真”发展的一种地球物理手段，在油气勘探开发中，可将钻井、测井和地震技术很好地结合起来，成为有机联系钻、测井资料和地面地震资料对储层进行综合解释的有效途径。该项技术能有效监测压裂效果，为压裂工艺提供部署优化技术支撑，这是页岩气勘探开发的必要手段。

2.2钻井技术

自从美国1821年完钻世界上第一口页岩气井以来，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、丛式水平井的发展历程。2002年以前，直井是美国开发页岩气的主要钻井方式。随着2002年Devan能源公司7口Barnett页岩气实验水平井取得巨大成功，水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式。丛式水平井可降低成本、节约时间，在页岩气开发中的应用正逐步增多。国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有：①旋转导向技术，用于

地层引导和地层评价，确保目标区内钻井；②随钻测井技术和随钻测量技术，用于水平井精确定位、地层评价，引导中靶地质目标；③控压或欠平衡钻井技术，用于防漏、提高钻速和储层保护，采用空气作循环介质在页岩中钻进；④泡沫固井技术，用于解决低压易漏长封固水平段固井质量不佳的难题；⑤有机和无机盐复合防膨技术，确保了井壁的稳定性。

2.3测井技术

现有测井评价识别技术可用于含气页岩储层的测井识别、总有机碳（TOC）含量和热成熟度（RO）指标计算、页岩孔隙及裂缝参数评价、页岩储集层含气饱和度估算、页岩渗透性评价、页岩岩矿组成测定、页岩岩石力学参数计算。水平井随钻测井系统可在水平井整个井筒长度范围内进行自然伽马、电阻率、成像测井和井筒地层倾角分析，能够实时监控关键钻井参数、进行控制和定位，可以将井数据和地震数据进行对比，避开已知有井漏问题和断层的区域。及时提供构造信息、地层信息、力学特性信息，将天然裂缝和钻井诱发裂缝进行比较，用于优化完井作业、帮助作业者确定射孔和气井增产的最佳目标。

2.4页岩含气量录井和现场测试技术

页岩孔隙度低，以裂缝和微孔隙为主，绝大多数页岩气以游离态、吸附态存在。游离态页岩气在取心钻进过程中逸散进入井筒，主要是测定岩心的吸附气含量。录井过程中需要在现场做页岩层气含量测定、页岩解吸及吸附等重要资料的录取。这些资料对评价页岩层的资源量具有重要意义。针对页岩气钻井对录井的影响，可以通过改进录井设备、方法和措施，达到取全、取准录井资料的目的。

2.5固井技术

页岩气固井水泥浆主要有泡沫水泥、酸溶性水泥、泡沫酸溶性水泥以及火山灰＋Ｈ级水泥等4种类型。其中火山灰H级水泥成本最低，泡沫酸溶性水泥和泡沫水泥成本相当，高于其他两种水泥，是火山灰＋Ｈ级水泥成本的1.45倍。固井水泥浆配方和工艺措施处理不当，会对页岩气储层造成污染，增加压裂难度，直接影响后期采气效果。