页岩气及其勘探开发
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。
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。
我国页岩气勘探开发形势初探
噶尔等盆地 。除 了分布在 上述 含油气盆地外 ， 在我 国广 泛分布
的海相页岩地层 、 海陆交互相 页岩 地层及陆相煤 系地层也都有
分布。
三 、 国 页岩 气 资 源 调 查 与 评 价 我
我国页岩 气资源量丰富 。我国油气业 曾根据并不严谨的类 比法预测国内页岩气 资源前景约为 ３ 万亿 ｍ 美 国的初 步评 ｏ ｓ（
经 营
战 略
ｉ ＿
Ｃ Ｎ￡ ＰＲ ＲＥＯ Ｓ● ■ ● Ｔ Ｍ ＡＹＣ Ｎ Ｍ － ■ Ｏ Ｏ Ｏ Ｉ ● Ｃ
【 要 】本 文从 我 国 页 岩 气 的 调 查 评 价 、 探 开 发 、 布 特 摘 勘 分
征 、 要 问题 与 对 策 建议 五 个 方 面 ， 我 国 页 岩 气 的 勘 探 开 发 主 对 作 了初 步 探 讨 。
五 ” 划明确要 求“ 规 推进页 岩气等非 常规油气 资源开 发利 用” 。
国家 发改 委和 国家能 源局 ２ ０ ０９年 ９月研 究制定关于 鼓励 页岩
系。 而我 国陆上沉积盆地多 ， 且油气资源丰富 ， 良好的地质 这样
因素为页岩气的富 集创造 了非常有利的条件 。我 国页岩气主要
分布在 四川 、 鄂尔 多斯 、 渤海湾 、 松辽 、 汉 、 江 吐哈 、 塔里木 和准
济 ２１ ＃９月（ －》０２ － 上） ４ ５
行 动” 中列为重 中之重 ， 制了独立的 页岩气找 矿突 破战略行 编 动实施方案 ， 行重 点部署 。可以说 ， 进 页岩气的开发利用在我 国
已呈现 出良好的起步态势 。
【 键 词 】 页岩 气 关
调查评价
勘 探 开发
二 、 国页 岩 气 的 特 征 与 分 布 情 况 我 １ 我 国页 岩 气基 本 地 质 特 征 、
页岩气勘探技术与进展
页岩气勘探技术与进展一．页岩气简介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。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米，与美国28.3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。
另一方面，生产周期长也是页岩气的显著特点。
页岩气田开采寿命一般可达30～50年，甚至更长。
美国联邦地质调查局最新数据显示，美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年。
开采寿命长，就意味着可开发利用的价值大，这也决定了它的发展潜力。
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。
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)
中国页岩气资源状况及勘探开发现状
CNG)，累计销售1600万立方米。
CHEC
三、中国页岩气勘探现状
4.国土资源部第一轮中标企业工作进展情况
中石化南川区块，两年过去了，仅仅完成400百公里的二维地震勘探，2012年12
月部署了一口探井正在钻探；
长宁龙马溪找到甜点区，水平井初产达到15万立方米/日； 泸县龙马溪找到甜点区，水平井初产达到43万立方米/日； 重庆市永川区来苏镇找到甜点，直井初产10万立方米/日，稳定产量5万立方米/日；
© China Huadian Engineering Co., Ltd. 28 2009
重庆涪陵焦石坝地区找到甜点，水平井初产11万立方米/日； 四川新场老井复查徐5段陆相页岩直井压裂，正在排液，产量已达到1.6万立方米/日 ，压力仍在增加，有望到达5万立方米/日。
中国页岩气资源状况
及勘探开发现状
China shale gas resources and status of exploration and development
汇报内容 Summary
一、页岩气资源状况 The status of shale gas resources 二、美国页岩气开采现状 Present situation of shale gas exploitation in America 三、中国页岩气勘探现状 Present situation of shale gas exploration in America 四、中国页岩气勘探开发的短板 Weak links of shale gas exploration and exploitation in china 五、中国页岩气有效勘探建议
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。
页岩气的形成与开发
页岩气的形成与开发随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，正日益受到人们的。
本文将探讨页岩气的形成与开发相关问题，以期为页岩气钻探和开发工作提供一些启示和建议。
一、页岩气的概念与重要性页岩气是指赋存在页岩层中的天然气，其主要成分是甲烷。
与常规天然气相比，页岩气的开采更为复杂，但具有更高的能源密度和更低的碳排放。
随着全球常规天然气储量的逐渐减少，页岩气作为一种非常规能源资源，正变得越来越重要。
二、页岩气的形成页岩气的形成主要发生在沉积盆地中，由生物作用和热力作用共同作用形成。
生物作用指的是生物遗体在沉积盆地中分解产生甲烷的过程，而热力作用则是指地层中的有机质在高温高压条件下分解产生甲烷的过程。
这些甲烷分子在页岩层中不断聚集，形成了大量的页岩气。
三、页岩气的开发1、页岩气井的类型根据开采方式和地质条件的不同，页岩气井可分为水平井、垂直井和复合井三种类型。
水平井是指在目标层沿水平方向钻进的井，具有产量高、占地面积小等优点；垂直井则是在目标层垂直方向钻进的井，适用于地质条件较复杂的情况；复合井则是将水平井和垂直井结合起来，以提高开采效率。
2、钻探工艺页岩气钻探的主要工艺包括：钻井、固井、完井、压裂和酸化等。
其中，钻井是基础，完井和压裂则是关键环节。
在钻井过程中，需要使用特殊的钻头和钻具，以确保钻进稳定和快速；在完井和压裂过程中，则需采用高精度的设备和工艺，以实现页岩层的分离和裂缝的扩展。
3、开发流程页岩气开发的基本流程包括：资源评估、钻前准备、钻井、测井、完井、试气、生产和废弃管理等环节。
这些环节环环相扣，任何一个环节的失误都可能影响到整个开发项目的成败。
4、面临的问题尽管页岩气开发具有巨大的潜力，但也面临着诸多问题。
首先，页岩气开发需要大量的水资源，而水资源在某些地区可能难以获得；其次，页岩气开发过程中的压裂和酸化等工艺可能会对地下水造成污染；此外，页岩气开发还会产生大量的废气和废水，对环境造成一定的影响。
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
我国页岩气的勘探现状及发展建议
我国页岩气的勘探现状及发展建议近年来，随着国内能源需求不断增长，以及传统能源逐渐枯竭，我国页岩气勘探逐渐成为了一个备受关注的热点。
目前，我国页岩气在勘探开发方面已经取得了一些进展和成就，但仍面临着一些问题和挑战。
目前，我国页岩气勘探主要集中在四川、重庆、湖北、安徽和河南等地。
从勘探情况来看，目前我国页岩气勘探的深度、面积和储量等指标均逐步增长，但仍与国际水平有差距。
从勘探技术来看，国内虽然在水力压裂、水力钻井等方面已经取得了很大的进展，但仍需要加强科研攻关和实践检验，提高技术水平。
从资金和人才方面来看，虽然国家对页岩气勘探开发进行了大力支持，但与国际巨头相比，我国企业的资金和人才投入仍然有限，因此需要进一步加大投入力度，提高人才队伍建设水平。
针对以上问题和挑战，建议从以下几个方面进行努力：一、加强政策支持，提高勘探投入力度政府应制定更加明确、具体的政策措施，从资金、税收、土地等方面给予更为优惠的政策支持，提高企业的勘探投入力度，尤其是应注重对新型煤层气企业和中小企业的扶持，推动他们在技术研究、勘探开发等方面实现跨越式发展。
二、提高技术水平，加快技术创新应充分开发利用国内外先进的勘探技术和生产技术，大力推动水力压裂技术及其设备的发展，提高勘探开发水平。
同时，应坚持走产、学、研一体化的创新之路，集聚各类优秀人才和资源，加强国内外科研机构和企业的合作，共同开展关键技术攻关。
三、加大环境保护力度，减少环境危害应加大对页岩气勘探开发的环境保护力度，采用先进的环保设备和技术，减少勘探过程中对环境的危害，确保勘探开发的安全、环保和可持续性。
同时，要加强对勘探地区的环境调查，以及开展煤层气、页岩气等资源勘探前的环境评估工作。
总而言之，我国页岩气的勘探开发还需继续加大投入力度，加强招商引资和技术创新，优化政策环境，充分利用国内外的资源和优势，尽快推动页岩气产业的发展，提高我国在全球能源领域的核心竞争力。
世界页岩气勘探开发技术及我国勘探前景
项 目重 点 在 于 研 究 增 产 措 施 。２ ｏ世 纪 ５ Ｏ年 代 ， 型 大 水 力 压 裂 首 次 在 Ｔｅ ａ ｘ ｓ开 发 ， ９ ６年 首 先 用 于 Ｂａ — １８ ｒ
ｎ ｔ ， ９ ２年 水 平 井 也 首 次 用 于 Ｂ ｒ ｅ ｔ ２ ｅｔ １ ９ ａ ｎ ｔ 。 ０世 纪 ７ Ｏ
月 ２ 日在 重 庆 市 彭 水 苗 族 土 家 族 自治 县 连 湖 镇 启 ８
井 分段 压裂 技术 、 步压 裂技 术和重 复 压裂 技术 等 。 同 正 是 这 些 先 进 技 术 的 成 功 应 用 ， 使 了 美 国 页 岩 气 促
开 发 的快 速 发 展 目前 美 国 页 岩 气 开 发 最 主 要 的 增 产 措 施 是 清 水 压 裂 。 水 压 裂 是 指 应 用 在 清 水 中 加 入 降 阻 剂 、 性 清 活 剂 、 防膨 剂 等 或 线 性 胶 作 为 工 作 液 进 行 的 压 裂 作 业 。 具 有 成 本 低 、 害 低 以 及 能 够 深 度 解 堵 等 优 点 。 水 伤 清 压 裂很 少需 要清 理 ， 本 上不 存在 残渣 伤害 问题 ， 基 且 可 提 供 更 长 的 裂 缝 ， 将 压 裂 支 撑 剂 运 到 远 至 裂 缝 并 网络 ， 其 ２ 与 ０世 纪 ９ ０年 代 的 凝 胶 压 裂 技 术 相 比 ， 可 节 约 ５ ～ ６ 的 成 本 。该 技 术 已成 为 开 发 如 Ｂ ｒ ０ ０ ａ— ｎｔ ｅｔ页 岩 气 等 的 主 要 开 采 手 段 。 水 平 井 分 段 压裂 能 有 效 产生 裂 缝 网络 ， 尽 可 并 能的提 高最 终 采收率 。最初 水平 井 的压裂 阶段一 般 采用单 段 或两 段 ， 目前 已 增 至 七 段 甚 至 更 多 。
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
我国页岩气勘探开发的要点及层位
我国页岩气勘探开发的要点及层位路坤桥;孙玉学【摘要】我国页岩气资源潜力巨大，利用页岩气有利于缓解环境污染，降低我国油气的对外依存度，保证国家能源安全。
在设计页岩气井时，埋深、产状和厚度是要点，即井深大于500 m，页岩单层厚度不小于30 m，页岩层倾角不能大于30°，井位离断层不能小于3 km，至少要离开地面出露的岩体面积3倍。
地震勘探不仅能获得页岩的埋深、产状和厚度，而且能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数，因此，地震勘探成为页岩气勘探开发时最重要的手段，地震勘探的要点：放炮孔深3~5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km 。
我国页岩气层位以志留系、二叠系、三叠系、新生代的古近纪地层为主，且海相地层的成藏条件优于海陆交互相、陆相地层的成藏条件。
上述要点能为企业在页岩气区块投入勘探开发实物工作量及未来投标国家页岩气区块时参考。
%The shale gas resource in China is huge. Developing shale gas is beneficial to alleviate environment pollution, cat reduce the external dependency of oil and gas,and ensure energy security.Depth,occurrence and thickness are key points when shale gas well designed. That is to say,well depth is more than 500 meters;shale layer thickness is not less than 30 meters;dip angle of shale formation is not more than 30;distance between well and fault is more than 3 kilometers;and area between well and rock mass boundary of the groundis more than that of three times. Seismic exploration can obtain not only depth,occurrence and thickness of shale strata,but also physical and mechanical parameters of shale strata which are needed when shale gasdeveloped. therefore,the seismic is the most important way to explore and develop shale gas. The depth of shot hole is required for 3 to 5 meters,hole depth and explosive quantity are required to test,group interval is about 20 meters,shot interval is about 40 meters,and other key points are 256 rollings,64 times covering,and 25 shots per kilometer. The shale gas reservoir in China is distributed in silurian,permian,triassic and cenozoic. It is obvious that shale gas preservation of marine strata is better than that of Marine-continental strata or continental strata. The conclusions mentioned above are helpful for enterprises to arrange exploration and developing work in the shale gas block and bid the national shale gas block in the future.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P257-260)【关键词】页岩气;地震勘探;层位【作者】路坤桥;孙玉学【作者单位】东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】P631.4页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，其界定标准：①赋存于烃源岩内，具有较高的有机质含量（TOC＞1.0%），吸附气含量大于20%；②夹层粒度为粉砂岩以下（包括粉砂岩）或碳酸盐岩，单层厚度不超过1 m；③气井目的层夹层总厚度不超过气井目的层的20%［1-2］.从2006年开始，我国成为了天然气净进口国，天然气对外依存度一路飙升.2013年，我国天然气进口量530亿m3，对外依存度突破30%的警戒线而升至31.6%，成为世界上第三大天然气消费国.但是，我国天然气资源剩余可采储量不足世界总量的2%.而由美国开始的页岩气革命，使美国一跃成为世界上最大的油气生产国，正是常规天然气的补充——页岩气保障了美国的天然气供应（图1，引自美国EIA，2009），将来有可能实现油气的基本自给甚至少量出口.也正是页岩气革命，促成了2014年下半年开始的国际石油价格持续下跌，跌幅超过30%.而对于全球第二大石油净进口国中国来说，基于2013年的数据，石油价格每下跌1美元，中国每年节省的进口成本达21亿美元.事实上，中国也将页岩气勘探开发作为突破能源瓶颈、保证国家能源战略安全的新途径，政府采取补贴引导企业积极参与页岩气的勘探开发.2012年，国土资源部进行了页岩气区块的第二轮招标，中标者皆为非油气国企.鉴于上述情况，为了提高勘探成功率，节约投资，作者对我国页岩气勘探开发的要点及层位进行了详细的阐述，以供非油气国企在对页岩气区块投入勘探开发实物工作量时及未来投标国土资源部第三轮页岩气区块时参考.2011年，国土资源部开展了全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选，评价与优选的结果是：我国陆域页岩气地质资源潜力和可采资源潜力分别为134.42万亿m3、25.08万亿m3（不含青藏区），超过常规天然气资源.上述数据与美国能源局信息署（EIA）公布的全球页岩气资源的初步评估结果中有关中国页岩气资源的初步评估结果在数量级上一样：①全球32个国家页岩气技术可采资源量为163万亿m3，加上美国本土的24万亿m3，全球总的页岩气技术可采资源量为187万亿m3；②中国的页岩气技术可采资源量为36万亿m3，排名世界第一（约占20%），其后依次是美国（约占13%），阿根廷、墨西哥和南非（表1）［3］. 2014年7月，国土资源部对中国石化重庆涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区晚奥陶世五峰组-早志留世龙马溪组一段的地质储量进行评审：①涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气，新增探明地质储量1 067.5亿m3，标志着我国首个大型页岩气田正式诞生，拉开了我国页岩气商业开发的序幕；②探明含气面积106.45平方千米；③随着该气田勘探开发的深入推进，可以持续向国家提交页岩气探明储量.上述事实说明，我国巨大的页岩气资源潜力正逐渐变成现实.页岩气存在于数千米的地下，为了通过钻井开发出页岩气，需要选择储藏页岩气的部位，而钻探一口页岩气井的成本高达数千万元.因此，在设计井位前需要获得页岩气目的层段清晰的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息，实现对深部页岩特征的反映，为设计井位提供基础依据.而页岩气与常规气藏的主要区别：页岩气藏处于一个自给的系统中，页岩集烃源岩、储层、盖层于一体（图2）.因此，无论用什么样的地球物理勘探方法，目的是找到地下页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息.理论上讲，页岩是低阻层，因此，能反映地面千米以下、不同电性分布层的地球物理勘探方法皆能被用于页岩气的勘探中，如音频大地电磁测深法（AMT法）和复电阻率法（CR法）.当天然交变电磁场在地下介质中传播时，由于电磁感应，地面所观测到的电磁场数据将包含有地下介质电阻率的信息.根据电磁场的趋肤效应，不同周期的电磁场信号具有不同的穿透深度，通过研究大地对天然电磁场的频率响应并经过反演处理解释，即可获取地下不同深度介质电阻率的分布特征，实现地质层位的追踪.AMT法可以实现从地层浅部到地下2～4 km深度的勘探，具有效率高、成本低、布点灵活、仪器轻便等优点.与地震法不同的是，电磁波对高电阻率的碳酸盐岩地层具有很强穿透能力，易于在高阻覆盖区开展勘探工作.复电阻率法是近几年发展起来的一种频率域电偶源地面物探方法，能够直接指示页岩气藏.CR法在一个较宽的频段（0.01～110 Hz）测量大地的复视电阻率，通过分析研究复视电阻率的形态特征与地下极化体之间的关系，达到反演出地下极化体异常的大小、埋深等参数的目的.CR法实际探测到的是油气水运移、聚集和逸散所生成的地下极化体.该地下极化体异常一般包含了油气储集层、盖层、水层、侧向断裂等，由于它们在整体上具有相当的规模，即使埋藏较深也能够被发现.音频大地电磁测深法和复电阻率法只能获得区域上页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息，精度不够，不能为井位设计提供依据.与常规石油、天然气设计井位时，主要考虑高点不同，页岩气井位设计时主要考虑以下要点：井深大于500 m；单层厚度不小于30 m；页岩层倾角不能大于30；井位离断层不能小于3 km；至少要离开地面出露的岩体面积三倍.如果不能满足前面4个要点，页岩气在地质史过程中会逐渐逸散；如果离岩体面积三倍之内，受岩体带来的热量的烘烤，页岩发生变质导致孔隙度变小，也不能储藏页岩气.为了获得上述5个因素特别是前面4个因素，最好的办法是通过二维地震法.二维地震法是利用专门仪器记录人工激发地震波的传播时间、振幅、波形等，从而分析判断地层界面、岩层性质和地质构造的一种地球物理勘探方法.通过计算机处理野外获得的传播时间、振幅、波形等地震原始数据，将地震原始数据变成地震剖面图，直观地获得页岩气的埋深、厚度、展布、断层发育情况、岩层倾角等信息，更为重要的是，能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数，如密度、弹性模量、页岩层脆性矿物含量等［4-5］.二维地震勘探价格8万元/km左右，完成二维地震测线的施工技术要点：放炮孔深3～5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km.页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率，页岩气井一般开采寿命长，生产周期长，采收率变化较大，且低于常规天然气采收率.目前页岩气开采已经形成了一套成功有效的开发技术，并且不断推出一些先进技术来提高页岩气井的产量，主要包括水平井技术和多级压裂技术、微地震监测技术等，这些技术正在不断提高着页岩气井的产量［6］.为了保证压裂，需要获得地层物理力学参数.水平井技术对于扩大页岩气开发具有重大意义，水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍，而产量是垂直井的3倍.压裂增产技术是页岩气开采的另一种方式.压裂技术用于产生更密集的裂缝网络，形成额外的渗透率，使气体能更容易流向井中，从而生产出大量天然气；多层压裂技术常常用于垂直堆叠、致密地层的增产：重复压裂技术用于在不同方向上诱导产生新的裂缝，从而增加裂缝网络，提高生产能力.微地震监测技术主要用于监测压裂效果.目前一般认为单井气量下限标准和含气量下限标准如下表2.从当前我国页岩气各地层层位勘探开发情况来看，寒武纪地层由于埋深较大，变质程度高，孔小，要想获得有价值的产能很难.已获产能的地区页岩气层位以早古生代晚期的志留系（海相）、晚古生代的二叠系（海陆交互相）、中生代的三叠系（陆相）、新生代的古近纪地层（陆相）为主［7］，具体可总结为两个方面的问题：1）我国海相地层的先天优越性比陆相地层明显，部分区块已获得商业性的开发价值.陆相页岩气只是在个别地区如长庆油田的部分井获得一些低产气流.总结国内目前前景良好的产气区可以归纳出：目前，海相地层页岩气生产情况好于陆相，海相地层的深水陆棚相（或斜坡区）页岩具有生成页岩气的有机质含量高、高脆性矿物含量的良好耦合性，晚期良好保存、高压或超高压，是海相页岩气富集高产的基础［8］.以四川盆地及周缘陆棚相发育陆棚沉积的焦石坝、丁山地区为例：其位于龙马溪组深水陆棚发育区，优质页岩气层厚度可达34～40 m，晚期良好保存、地层压力高.2）要打破油气矿权垄断，完善我国矿业权管理体制.不打破垄断，就很难实现投资主体的多元化参与.从第二轮矿权招标进展看，虽然吸引了一部分非油企参与探矿，但中标区块工作量投入不足，工作进展程度缓慢和畏缩，所以要加强管理，采取政策如财政补贴鼓励社会资金、实体商业跟进.1）我国人口多，能源消耗量大，能源对外依存度高，环境污染程度严重并在持续恶化如雾霾，这些因素都呼唤清洁能源，而页岩气是当之无愧的优胜产业.2）中国页岩气资源潜力巨大，重庆涪陵页岩气田焦石坝区块大型页岩气田表明我国巨大的页岩气资源潜力正变成现实.页岩气的大规模勘探开发，有利于缓解我国天然气供应压力，降低我国油气的对外依存度，保证国家能源供应安全.3）随着地震勘探技术的发展，地震勘探技术已经应用于页岩气勘探开发的各个阶段，更重要的是地震勘探能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数.因此，地震勘探技术成为页岩气勘探开发中不可或缺的技术手段.地震勘探的技术要点：放炮孔深3～5 m，孔深及炸药量要做试验，排列道间距20 m，炮间距40 m，256道滚动接收，64次覆盖，25炮/km.4）页岩气是客观存在的，在常规油气勘探开发过程中，已经发现了页岩气，但由于当时油价没有超过页岩气勘探开发的盈亏平衡点而被忽视了.页岩气革命的发生，经济上原因是国际油价的上涨，技术上原因是水平井技术和多级压裂技术的突破. 5）我国页岩气层位以早古生代晚期的志留系、晚古生代的二叠系、中生代的三叠系、新生代的古近纪地层为主.6）在页岩气井位设计时，埋深、产状和厚度是关键，具体要点：井深大于500 m；单层厚度不小于30 m；页岩层倾角不能大于30；井位离断层不能小于3 km；至少要离开地面出露的岩体面积三倍.【相关文献】［1］吴金平，张宝善，孙全胜.页岩气资源评价及相关技术［M］.北京：地质出版社，2012：39-79.［2］陈义才，沈忠民，罗小平.石油与天然气有机地球化学［M］.北京：科学出版社，2007：86-99.［3］张大伟，李玉喜，张金川.全国页岩气资源潜力调查评价［M］.北京：地质出版社，2012：1-5.［4］张永华，陈祥，杨道庆.微地震监测技术在水平井压裂中的应用［J］.物探与化探，2013，37（6）：1080-1084.［5］刘明.叠前AVO同步反演预测页岩地层脆性矿物［J］.河南科学，2014，32（6）：1069-1072.［6］康新荣.Barnett页岩水平井造缝及优化作业完井研究［J］.国外油田工程，2009，25（1）：17-27.［7］刘树根，马文辛.四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征［J］.岩石学报，2011，27（8）：2239-2252.［8］李新景，胡素云，程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示［J］.石油勘探与开发，2007，34（4）：392-400.。
页岩气：打开中国能源勘探开发新局面
烷 为主 ，是一 种清 洁 、高效 的能源 资源 ，具有 自 自储 、 生 分 布广 、埋 藏浅 、生 产周期长 等特 点。
结 果表 明 ，我 国页 岩 气地 质条 件 复 杂 ，资源 类 型 多 、分
布 相 对集 中 ，可 采 资源 潜 力为２ 万 亿 立 方米 （ 含 青 藏 ５ 不
中薄层 富有机 质泥 页岩 主要分 布在 我 国北方 ，以华 北 、西 埃克 森美孚 等 多家外 国公 司开展 合作 开发 与联 合研 究 。国 北 和东北 地 区为主 ；湖 相 中厚 层富 有机 质泥页 岩 ，主要 分 内相 关企业 、科 研院 校成立 专 门机构 ，开 始研 究页 岩气生
这 些沉 积 区内均具 有富 含有机 质页 岩的 地质 条件 ，页岩 地 提 出了寿阳 、沁 源和晋城 ３ 页岩气有利 区。 个
及 陆相 多种类 型富 有机 质页岩 层 系 。海 相厚 层富有 机质 页 口页 岩气 探井 ，１ 口井压 裂获 工业 气流 ，初步 掌握 页岩 气 ８ 岩 ，主 要分布 在我 国南 方 ，以扬子 地 区为主 ；海陆 交互 相 压裂 技术 ，具有 良好 的前景 。 目前 ，我 国企业 已与 壳牌 、
关于贵州省页岩气勘探开发工作的汇报
国土资源部加快页岩气发展的政策措施
（四）有利因素
2.矿权：贵州还具有一部分空白区域没有登记油气探矿权，两大石油公司占到50% 左右，省国土资源厅利用现有政策，可以取得页岩气探矿权。 3.市场因素：目前油气勘探队伍和钻井队伍过剩。我省企业一旦获得矿权后，可 以和油公司合作或通过招投标方式方便地进行项目管理和生产组织，且能降低生
产成本。
4.人才队伍建设：中石油和中石化在勘探、钻井、测井、录井等专业都有现成的 专家结构体系，通过市场渠道构建我们的专家队伍非常容易，此外省内涉矿单位
有一定的人才、技术和设备储备。
5. 融资渠道：盘江控股有限公司融资渠道较好，一旦获得矿权，可通过矿权获 得银行抵押贷款，企业抗风险能力强。
汇报内容
贵州省页岩气勘探开发前期工作情况报告
根据赵克志省长1月12日“及早开展页岩气技术研究及开发利用准备”的批示精
神，为加快推进我省页岩气勘探、开发和综合利用，慕德贵副省长和吴勇副秘
书长在1月31日召集省国土厅、省地矿局、铜仁市等相关部门领导召开专题会议， 落实赵省长指示，会议安排部署近期重点做好以下几个方面工作。 一、加强组织领导 成立了由慕德贵副省长任组长，张学军副秘书长、吴勇副秘书长和朱立军厅长 任副组长的工作领导小组，按照“系统规划、统筹安排、示范先行、分步实施、 勘探开发、综合利用”的原则，统筹协调和整合我省现有资源和各种要素，统 一部署页岩气勘查、开发与利用工作。领导小组办公室设在省国土资源厅，负 责联络协调各相关部门、地方政府和重点能源企业等成员单位。
（二）省内涉矿单位情况
煤田地质局 ①生产装备方面：全局钻探设备共48台套（其中，煤田钻探设备36台套， 水源钻探设备11台套，美国T—130雪姆车载钻机1台套），实验设备 349台套，物探设备15台套，测绘设备50台套。 ②资产方面：全局资产总额9.4亿元，资产净值4.62亿元，设备固定资产 原值1.2亿元，固定资产净值0.74亿元。 铜仁地区：委托国内页岩气领域权威专家编制完成国内首个区域性页岩
延长石油陆相页岩气勘探发现
条
纹
为海相、陆相和海陆过渡相
层
/m
海相页岩
陆相页岩
4、陆相页岩气资源概况
准噶尔盆地
吐哈盆地 鄂尔多斯盆地
松辽盆地
P-J
准噶 尔 盆 地
P-J
吐
哈盆
塔 里 木
盆地
地 银
塔里木盆地
柴达
河西
木
走
盆 地
廊 盆
€
羌 塘
盆
地
盆 额
地 群
地
地
鄂 尔 多 斯 盆 地
T 海拉尔盆地
二 连 盆
盆 地
海 湾
松
K
辽
盆 地 渤
1、政府支持是推进页岩气产业进程的有效途径
《鄂尔多斯盆地东南部页岩气高效开发示范工程》、《陕西延长页岩 气高效开发示范基地》和“延长石油延安国家级陆相页岩气示范区”设立， 为延长石油集团页岩气勘探开发提供了良好的发展平台。
2、地质认识的深化是陆相页岩气突破的前提
通过基础地质及页岩气形成条件研究，认 识到陆相沉积盆地具备页岩气形成基本地质条 件，为陆相页岩气勘探突破奠定基础。
布
藏
特
特
自生、自储成藏
征
征
2、页岩气与常规天然气区别
页岩气开发具有储层压力 低、单井产量低、采收率低、 产量递减快、投资大、生产周 期长的特点。
页岩气开发以水平井为基 本井型 (占85%) ，一般无自 然产能，所有井必须实施压裂 改造。
3、陆相页岩气与海相页岩气的区别
45
按照沉积环境，页岩气可分
四、主要问题
� 三是地形地貌复杂，施工难度大，勘探开发成本相对高
陕北地区地形地貌及气候条件复杂，水资源相对缺乏，具备资质的 施工队伍及设备有限，勘探开发成本相对高，影响页岩气产能建设进程。
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
页岩气勘探开发进展状况调查及前景分析
页岩气勘探开发进展状况调查及前景分析摘要：页岩气是一种清洁、高效的能源，全球页岩气总资源量相当于常规天然气的1.4倍，其作为一种非常规天然气，已成为全球油气资源勘探开发的新宠。
美国是页岩气研究开发最早、最成功的国家，目前页岩气产业已至快速发展阶段。
而加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家，其页岩气勘探初步形成规模。
我国页岩气勘探开发还处于探索起步阶段，北美地区页岩气开发为中国页岩气展示了良好的前景，为加快中国页岩气发展提供了先进的经验和有益的技术借鉴。
关键词：页岩气勘探；进展情况；前景1 页岩气分布概况及前景评价页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，页岩气是位于暗色泥页岩或高碳泥页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规油气聚集，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源[1-2]。
具有自生自储、分布广、埋藏浅、生产周期长等特点。
全球页岩气总资源量456万亿方，相当于常规天然气的1.4倍，而据美国能源信息署（eia）的最新统计数据显示，当前全球页岩气可采资源189万亿方。
其中北美地区拥有55万亿方，位居第一；亚洲拥有51万亿方，位居第二；非洲30万亿方，位居第三；欧洲18万亿方，位居第四；全球其他地区占35万亿方。
近年来，随着全世界对清洁能源的需求不断扩大，人们对页岩气的机理研究不断加深，水平井与水力压裂等勘探技术水平不断完善，页岩气勘探开发热潮正由北美向全球扩张。
页岩气作为一种非常规天然气，已成为全球油气资源勘探开发的新宠。
加快页岩气资源勘探开发，已成为世界主要页岩气资源大国和地区的刻不容缓的能源战略决策。
2 国内外页岩气开发现状美国是页岩气研究开发最早、最成功的国家，目前页岩气产业已至快速发展阶段。
而加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家，其页岩气勘探初步形成规模。
我国页岩气勘探开发还处于刚刚起步阶段[3]，北美地区页岩气开发为中国页岩气发展展示了良好的前景，为加快中国页岩气发展提供了先进的经验和有益的技术借鉴。
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（二）、页岩气的赋存机理
（三）、页岩气的运聚机理 （四）、页岩气的产出机理
（一）页岩气生成机理
• 通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，可知道页岩气 是连续生成的生物成因气、热成因气或两者的混合。 • 页岩气生成机理：生物成因、热成因、混合成因
1.生物成因
• 在埋藏阶段的早期成岩作用或近代，在低温条件下经厌氧微生 物分解作用形成的天然气。最普遍的标志是甲烷的σ13C值很低 （<-55‰）。 1）生物成因作用方式： Ⅰ、二氧化碳的还原作用 Ⅱ、醋酸盐的发酵作用 醋酸盐发酵作用：CH3COOH→CH4 +CO2 CO2还原作用：CO2+4H2→CH4+2H2O （主要方式）
2）页岩气生物成因作用的条件：
a、富含有机质的泥页岩--物质基础 b、缺氧环境、低硫酸盐环境、低温环境是--必要外部条件
c、足够的埋藏时间—前提保证
2.热成因
• 热成因：指随着埋深的增加，温度、压力增大，泥页岩中 大量的有机质由产甲烷菌的代谢发生的化学降解和热裂解 作用。
与生物成因气相比，热成因气生成于较高的温度和压力 下，因此，在干酪根热成熟度（镜煤反射率Ro）增加的 方向上，热成因气在盆地地层中的体积含量呈增大趋势。
然气中以页岩气所占比例最大为49%。
• 3.开采技术的支持：美国和加拿大是目前世界上已经实现 页岩气商业开发的国家。尤其是美国，由于技术的进步，
其页岩气勘探开发取得了巨大成功，页岩气年产量稳步上
升，为其他国家涉足页岩气树立了榜样。
2.页岩气的分布
图2-6
页岩气地质储量全球分布图（2011年路透社引用）
• 化学吸附作用是物理吸附作用的继续，当达到某一条件 是就可以发生化学作用（包括化学键的形成和断裂），它 具有吸附时间长、不可逆性、不连续性、有选择性等特 点。由于所需的活化能也比较大，所以在常温下吸附速度 比较慢（据张开，1996）。
1.吸附机理
• 页岩完成对天然气的吸附是通过物理和化学的共同作用完 成的，但两者所处占主导优势的地位随成藏条件以及页岩 和气体分子等改变而发生变化。吸附作用开始很快，越后 越慢，由于是表面作用，被吸附到的气体分子容易从页岩 颗粒表面解吸下来，进入溶解相和游离相，在吸附和解吸 速度达到相等时，吸附达到动态平衡。
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。
中国主要盆地页岩气分布图(已修改)
3.页岩气及页岩气藏的特点
一、页岩气特点
1.岩性：富含有机质的暗色和黑色页岩、高碳泥页岩及其间夹层 状的粉砂质泥岩等。 2.矿物成分：30-50% 粘土矿物+15-25% 粉砂质+2-25% 有机质。 3.气源：干酪根、沥青裂解、油裂解、生物成因。 4.既是气源岩也是储气层。 5.总有机碳总量一般＜2%，镜质体反射率Ro介于0.4-2%。 6、孔隙度一般＜10%，含气有效孔隙度1-5%。 7.具广泛的饱含气性，赋存状态多变，以吸附态和游离态为主， 溶解态少量存在。 8.页岩气勘探具隐蔽性特点。
页岩气及其勘探开发
报告人：XXX 2015、6、18
主要内容
•页岩气的概述
•页岩气的成藏机理 •页岩气的勘探和开发
1.页岩气的定义
• 天然气包括常规天然气和非常规天然气。常规天然气是指采自 气田的天然气和油田伴生气；非常规天然气是相对“常规”而
言的，特指成因来源、地质过程、赋存特征、化学特点、分布
1.吸附机理
• 吸附机理是通过吸附作用实现的，可分为物理吸附（主 要方式）和化学吸附。 • 物理吸附作用一般认为是由范德华分子力引起的，它具 有吸附时间短、可逆性、普遍性、无选择性等特点。它能 发生多级吸附，但总优先选择能量最小一个能级范围内的 分子吸附，接着进行下一能级的分子吸附（能量最小原 理）。
二、页岩气藏的特点
1.成藏时间早（页岩集“生、储、Байду номын сангаас”三位一体） 2.自身自储 3.无明显圈闭，不受构造因素控制。 4.储层超致密（原始孔隙35%＋变为≤10%） 5.气体赋存状态多样（吸附态、游离态及溶解态） 6.页岩气藏较易保存（地层沉积特征、连续气藏、2090%为吸附态） 7.与常规油气共生共存（凹陷或盆地中心） 8.生产周期长 9.自然产能极低（90%＋的页岩气井需经储层改造） 10.采收率变化大（美国页岩气藏证实：5-60%）
式中：V—气体体积；M—气体质量；μ —摩尔质量；T—绝 对温度；P—气体压力;Z—气体压缩系数
游离气体的含量的大小取决于孔隙体积、温度、气体压力和 气体压缩系数。
3.溶解机理
当天然气分子从满足吸附后很可能进入液态物质中发生 溶解作用。页岩气一部分以溶解态存在于干酪根、沥青和 水中。溶解度取决于液体的温度、矿化度、环境压力和气 体成分等。溶解机理主要有间隙充填和水合作用。 间隙充填: 页岩气体分子和液态烃类接触，由于分子的 扩散作用进入干酪根和沥青等烃类分子间的空隙中的作用 ，称为间隙充填。间隙充填主要受温度和压力影响较大。 水合作用: 页岩中气体分子和水分子相互作用结合或分 解的过程为水合作用。这是一个可逆过程当结合和分解的 速度相等时它们的达到了一种动态平衡。
总甲烷含量、吸附甲烷含量与压力的关系图
2.游离机理
• 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）。
游离气量数学表示： PV=M/ μ RT
对理想气体状态方程为：V=nRTZ/p
吸附于岩石表面的天然气
吸附能力的控制因素
1 、页岩组成 ：矿物 质含量、粘土矿物、 总有机质含量。 2、孔隙结构：岩石 的孔隙结构 3、温度：气体吸附 是放热过程，需要 控制并降低温度
图1－3 吸附气含量与总有机碳含量的关系
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。
压力下降 页岩层 产出单 压力继续 相的水 下降 部分甲烷 和天然气 混合形成 气泡
水的流
动受阻
水的相 对渗透 率下降
气量增 加，为 两相状 态
随着压力 下降，饱 和度降低
气的相 对渗透 率增大
导致
水达到饱 和，气泡 连成线状
压力进一 步降低
非饱和 单相流
页岩气成藏的阶段
成藏机理小结：
页岩气成藏作用使页岩中的天然气赋存相态本身构成了从 典型吸附到常规游离之间的序列过渡，具有典型煤层气、深 盆气和常规圈闭气成藏的多重机理，经历了吸附气成藏过程 (煤层气) 、活塞式气水排驱过程（深盆气) 和典型的置换 式运聚过程(常规气) ，因而可以在基础地质条件研究的基 础上，借助煤层气、深盆气、常规气的综合研究手段，解释 页岩气成藏的特点及规律，为页岩气的勘探开发提供帮助。
规律、开发方式以及地域分布等方面与常规天然不同的天然气。 • 非常规天然气主要包括深盆气 ( deep gas ) 、致密砂岩气 (tight gas ）、煤层气 ( coalbed methane ) 、天然气水合物 (Arctic and subsea hydrates) 以及页岩气( shale gas ) 。 • 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。（张金川等，2003）
为什么要进行页岩气的勘探开发？
• 1.资源利用大背景：随着石油储量的减少和环保问题的严
重，近年来，世界天然气的产量和消费量都逐年增加，据 专家估计，数年后人类对天然气的消费将超过石油。 • 2.页岩气丰富的可采储量：天然气包括常规天然气和非常 规天然气，其中后者是前者资源量的1.65倍，而非常规天
三、页岩气的勘探和开发
1、页岩气的勘探
通过对页岩气成藏的分析，影响页岩气资源的地质条件 主要包括: 资源丰度、页岩单层厚度、页岩厚度/地层厚 度、母质类型、有机碳含量、热演化程度、含气量、吸 附气含量、裂缝发育程度和构造强度( 下表2) 。综合考 虑地质状况、经济效益、环境影响等多方面的因素，建 立了页岩气勘探开发的选区指标(范柏江、师良、庞雄奇，
道），浮力作用促使天然气以置换式向泥页岩层外运移，
为常规圈闭气的气藏打开了通道（据张金川等，2003）。 该阶段孔隙度比以前明显增大，游离态的天然气占优势地 位，同时扩散作用也有很大的提高，表现为常规天然气运 聚机理。
活塞式运聚机理：若地层岩石足够致密，储层孔隙半径足够 狭小，当天然气压力较大时，天然气与孔隙壁之间的束缚水膜 厚度也就足够薄，阻断了地层水穿越天然气所在孔隙段的流 动，运移过程中天然气顶、底界的地层水之间无法通过自由流 动来实现势能交换，则气水排驱过程服从活塞式原理，表现为 天然气从底部对地层水的整体推移作用，边、底水无以存在， 浮力作用无法产生，出现天然气位于地层水之下的气水倒置分 布关系（图1－4），典型的深盆气藏形成机理。 根缘气藏 规圈闭气藏
4.综合机理
• 页岩气以上述三种机理赋存并不是相互独立的，一成不变 的，当页岩生烃量发生变化或外界条件改变时，三种赋存 机理的表现形式可以相互转化。
（三）页岩气运聚机理
• 页岩气的运移距离短,在页岩中生成的天然气一部分将赋存
在页岩层表现出典型的吸附机理，当生气量达到一定规模
的调整运移时表现出典型的活塞式运聚机理，同时有一部 分天然气运移出页岩表现出典型的置换式运聚机理。 • 置换式运聚机理：若天然气的生存量不断增加，则彼此连 通性较差的裂隙网络组合构成较大的裂缝（运移高速通
2011 ) 。
主要的勘探技术
1、地震勘探技术
获得页岩储层的关键参数：深度、岩性、岩相、厚度、 孔隙度、压力、总有机碳含量、古应变、断裂分布等。
2、井测井评价技术