页岩气藏开发与压裂技术现状及认识

溶蚀孔 资料来源 ：安东石油，2011青岛非常规会议
干酪根生烃后次生孔
二、页岩气藏特征与开发现状
1、页岩气成藏特点
（2）页岩气成因
�� 生物成因：一般埋藏浅、地层温度低、有机质成熟度低（一般Ro<1%），如美国 的安特里姆 （Antrim，Ro=0.5～0.75%）气田； �� 热解成因：一般埋藏较深、地层温度较高、有机质成熟度高（一般Ro=1.1～ 2.5%）； �� 混合成因：生物成因+热解成因，例如伊利诺伊（Illinois） 盆地新奥尔巴尼 （New Albany） 页岩气为混合成因气。
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（2）全球掀起页岩气开发浪潮
资料来源 ：EAI，2011；ARI，2010
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（3）改变全球能源供应格局
1378
美国页岩气产量及增长趋势
在过去的10多年中，美国非常规天然气的产量增加了65%，2010年页岩气 产量1378×108m3，占天然气总产量的23%。
资料来源 ：张大伟：2011’中石化非常规油气勘探开发学术报告
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（3）改变全球能源供应格局
美、俄天然气产量增长趋势图
6500
6000 5500 美国 5000 天然气年产量（亿方） 俄罗斯 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
数据来源：BP世界能源统计2010 数据来源：EIA能源预测2010
256
210
北美 110
常规气
煤层气
致密气
页岩气
水合物
全球天然气资源构成
资料来源 ：Roger 1997，IFP 2006，USGS 2007
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（1）页岩气资源潜力巨大
资料来源 ：EAI，2011；ARI，2010
一、页岩气勘探开发的意义
全球可采资源量187万亿方，
非常规天然气
美国24万亿方
页岩气资源潜力远大于常规天然气
资料来源 ：张大伟：2011’中石化非常规油气勘探开发学术报告
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（1）页岩气资源潜力巨大
页岩气资源潜力 471
单位：万亿立方米
3000
456
中国与中亚 100
�� 资料来源 ：安东石油，2011青岛非常规会议
汇报内容
一、页岩气勘探开发的意义 二、页岩气藏特征与开发现状 三、页岩气藏开发关键技术 四、页岩气藏压裂案例分析 五、我国页岩油气藏开发建议
二、国内外泥页岩储层特征与开发现状
1、页岩气成藏特点
（1）页岩气储层特点
� 岩性：暗色泥页岩与致密粉砂岩的薄互层，层理发育，含有硅质和钙质，较好 的矿物成分是粘土较少，方解石较多，硅质多(即E值较大) ，最好的泥页岩储层是 粘土含量较少的粉砂质泥岩； � 物性：致密，渗透率一般在0.01～0.00001md。在极造活跃地区或者上覆地层剥 蚀地层压力下降的情况下发育裂缝，并被钙质或泥质充填。孔隙度一般低于10%。
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
（3）改变了勘探开发理念，超越了经典理论
非达西流 达西流
微 体 化 石
细 菌
DNA
不同岩石孔隙大小分布图
资料来源 ：AAPG，Philip H. Nelson，2009
一、页岩气勘探开发的意义
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
(3)改变了勘探开发理念，超越了经典理论
（4）应对全球对清洁能源的需求
资料来源 ：Amos Salvador，AAPG地质研究.54，2005
一、页岩气勘探开发的意义
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
（1）改变了油气形成与富集模式
CH4 CH4
CH4
CH4 CH4
CH4
CH4
CH4
CH4
0.38 nm
甲烷分子直径
CH4 CH4
CH4
CH4 CH4 CH4
CH4 CH4
CH4 CH4
资料来源 ：邹才能，2010
CH4 CH4
一、页岩气勘探开发的意义
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
（2）改变了油气勘探开发的视野
从高部位→低部位 从局部圈闭→大面积 从源外→源内 从天然→人造气藏
资料来源 ：董大忠：2011’中石化非常规油气勘探开发学术报告
一、页岩气勘探开发的意义
储层环境 毫米-微米级孔隙光学显微镜 纳米级孔隙中子散射-计算化学
成藏环境 开发环境
浮力作用下流体分异，经历一 次和二次运移
颗粒表面吸附，无一次和二次 运移
达西流动
wenku.baidu.com
非达西流动和扩散
常 规 砂 岩
10 µ m
相差 100倍
页 岩
资料来源 ：董大忠：2011’中石化非常规油气勘探开发学术报告
一、页岩气勘探开发的意义
页岩气藏开发与压裂 技术现状及认识
汇报内容
一、页岩气勘探开发的意义 二、页岩气藏特征与开发现状 三、页岩气藏开发关键技术 四、页岩气藏压裂案例分析 五、我国页岩油气藏开发建议
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（1）页岩气资源潜力巨大
常规天然气(冰山一角)
美国能源信息署2011年预测：
3、页岩气勘探开发对我国的意义
（2）改变我国能源结构
中国、欧盟和世界的能源结构对比
�� 中国的化石能源占总量的92.86%，而世界为87.89%；
中国化石能源的主体是煤，占70.62%，而世界为29.36%； �� 中国天然气的比例特别低，为3.66%，而世界为23.76%； ��天然气二氧化碳排放量比煤少43%，比石油少28%。中国的单位能源二氧 化碳 排放高于世界平均值。
美国天然气井口气价变化
井口气价（元（￥）/方）
4500 1990
1994
1998
2002
2006
0.5 2009 2000.1
2002.1
2004.1
2006.1
2008.1
2010.1
资料来源 ：BP，2010；EIA, 2011；CSUG，2010
一、页岩气勘探开发的意义
1、页岩气开发是全球能源领域的一场革命
（1）适应我国能源需求
国内天然气消费增速强劲，近年来多次出现―气荒‖现象。按照业内专 家看法，中国天然气净进口量所占比重将从2010年的20%，扩大到2015年至 2020年的30%至40%;
近几年年均增长速度17.54%
中国天然气消费量增长曲线
资料来源 ：安东石油，2011青岛非常规会议
一、页岩气勘探开发的意义
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
（4）改变了资源状况，增加了资源总量
资料来源 ：董大忠：2011’中石化非常规油气勘探开发学术报告
一、页岩气勘探开发的意义
2、页岩气开发改变了对油气藏的认识
（4）改变了资源状况，增加了资源总量
资料来源 ：邹才能，2011
一、页岩气勘探开发的意义
3、页岩气勘探开发对我国的意义