美国页岩气开发环境风险控制措施及其启示

美国页岩气产业快速发展对美国和世界能源格局产生了重要影响,但其页岩气开发带来的环境风险也较大,包括土地占用与污染、水资源大量消耗与污染、大气污染与温室气体排放等。为此,从政府监管措施和环境友好开发技术两方面分析了美国页岩气开发环境风险控制措施,主要包括建立多级协调的监管体系、实行页岩气开发全过程监管并针对其特点新增监管措施、提出一系列降低页岩气开发环境风险的开发指南等。结合中国的实际情况分析认为,部分地区页岩气开发将面临土地紧张、水资源短缺及潜在污染等环境问题,因此在页岩气开发起步阶段即应将环境监管作为促进中国页岩气产业健康发展的重要手段。进而建议：①在政府监管方面,应尽快完善油气开发环境监管法律体系,从国家层面推动页岩气环境监管体系建设,提升环境监管能力,设立页岩气开发环保技术推广补贴和环境保护专项基金,并建立有效的公众沟通机制;②在开发技术方面,对外合作中应优先引进环保开发技术,自主技术研发应以节水、节地和设备小型化为发展方向。     

页岩气开发的现状与前景

美国在页岩气开发技术方面走在世界前列,已探索出水平井加多段压裂技术、清水压裂技术和同步压裂技术等先进的开采技术。到2030年,美国以页岩气为代表的非常规气产量将超过3681×108m3,占其天然气总产量的一半以上。中国主要盆地和地区的页岩气资源量约为（15～30）×1012m3,与美国主要盆地和地区28.3×1012m3的资源量大致相当,经济价值巨大。我国页岩气资源勘探刚起步,经验匮乏,制约着我国页岩气产业的发展,应加快技术研发和与国外的合作以及引进技术的步伐。     

中国页岩气勘探开发适用技术探讨

页岩气藏因其储层物性差、孔隙度和渗透率低，使其开采难度大，需要应用特殊的勘探开发技术。美国在页岩气勘探开发中采用了致密岩石分析技术、录井和测井技术、水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过借鉴国外的页岩气技术，分析技术适应条件，结合国内现有技术，提出适合我国的页岩气勘探开发技术设想及未来发展方向。     

中国页岩气开发遇成本障碍

去年9月,中国化肥生产商建峰化工宣布将转向用页岩气作为基础原料。这是中国首家试水用页岩气生产化肥的公司。     

中国页岩气开发的里程碑

进入新世纪,能源领域的里程碑式变革恐怕非美国“页岩气革命”莫属受益于页岩气勘探开采技术的突破,美国在近几年内实现了页岩气产量井喷式放量增长,并于2009年超越俄罗斯,成为世界最大的天然气生产国     

全球页岩气资源潜力及开发现状

页岩气是一种重要的非常规资源。近年来,美国页岩气产业发展势头强劲,正在改变着天然气的供应格局,甚至将会影响到美国乃至全球未来的整体能源局势。加拿大、中国、澳大利亚等国对其也有所关注。本文针对全球页岩气资源与开发概况、美国页岩气开发的推动因素与障碍、巴耐特页岩气的主要开发指标等进行了重点剖析。     

我国页岩气勘探开发SWOT分析及政策建议

我国页岩气资源可采储量位列全球第一,达到36.1×1012m3,与陆上常规天然气资源量相当,发展潜力巨大.近年来,我国政府非常重视页岩气资源的勘探开发,出台了一系列扶持政策,页岩气勘探开发的步伐不断加快.利用SWOT矩阵分析方法,在对我国页岩气勘探开发外部环境中存在的机会、威胁以及内部条件的优势、劣势进行综合分析的基础上,提出了促进我国页岩气勘探开发的政策建议.     

页岩气开发现状及前景思考

摘要：由于人类社会对能源需求的不断增大,一次性常规化石能源日益消耗,非常规油气资源的开发和利用逐渐受到重视,近年来页岩气的开发利用比较典型。美国是全球页岩气开采和利用最好的国家之一,2011年页岩气年产量已达1800×10^8m3引发了所谓的“页岩气革命”。但综观全球的页岩气开发情况,美国的模式并非适合于所有地区,因为页岩气的开发受到技术适应性、环境、基础设施及配套程度、资金投入、市场机制等各种因素的制约．其距离形成常规油气能源的后备接替资源尚待时日。我国国情和基础配套设施与美国相比差别很大,在非常规天然气的开发上不能完全复制美国模式,必须结合我国的实际情况统筹规划,探索出一套适合于我国国情的非常规天然气开发利用的中国模式。     

立足实际 深化改革 促进页岩气开发

根据我国8年多来页岩气开发实践经验,就页岩气产业进一步发展问题提出了五方面意见和建议:要及时总结经验,加强交流;要通过深化改革实现油气资源高效利用;要坚定不移地走"众人拾柴火焰高"的发展道路;要完善法律法规为改革发展保驾护航;要制定符合国情的石油业发展战略。     

世界页岩气资源勘探开发现状与展望

当前国际能源供需矛盾突出,能源安全日益成为各国关注的焦点,页岩气资源勘探开发备受世界瞩目.页岩气主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中.是以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集,页岩气储层孔隙度一般为4%～5%,渗透率小于1×10-3μm2,世界页岩气储量为456.24×1012m3,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联.页岩气勘探方法有地质法、地球物理法、地球化学勘探法、钻井法,页岩气开发技术主要是水平井、压裂技术.世界页岩气勘探开发方兴未艾.     

煤层气高效开发技术

煤层气储层与常规油气储层具有极大的差异性，其产出特点也不同，常规油气开发技术已明显不适用于煤层气开发。本文从煤层物性的特殊性和保护煤层的角度出发，指出我国煤层气开发的难点；根据我国煤层特点研究分析了煤层气泡沫钻井、波动水力压裂和定向羽状水平井技术的适用性，并对定向羽状水平井技术在沁水煤层气田开发中应用的可行性进行了论述。这些技术对我国煤层气的商业开发具有重要的指导作用。     

中国页岩气勘探评价若干问题评述

页岩油气开采被认为是自石油发现以来最重要的能源开发,是过去半个世纪以来油气工业界在油气地质与工程方面所取得的最激动人心的技术成就。页岩油气的商业开采带来了一场世界性的革命,并已迅速波及国内,形成一股全民热潮。然而,无论从哪个角度来分析,要取得北美地区页岩气的成功都还有很长的艰难道路要走。自2009年开始页岩气钻探以来,中石油、中石化和壳牌中国在四川盆地下古生界海相页岩气勘探方面取得了重要进展,中国也由此成为除北美地区之外唯一一个接入管网开始页岩气商业生产的国家。尽管目前国内的页岩气产量对整个天然气生产的贡献尚微不足道,但这毕竟是一个良好的开端。通过对国内近年来页岩气勘探现状的分析,以及对页岩气热潮的冷静思考,揭示了目前页岩气勘探与评价认识中存在的种种问题,指出在陆相页岩气和南方构造复杂区海相页岩气的勘探方面,以及在页岩气资源的评价认识与发展规划的制定方面,需要做更潜心、认真的研究与科学思考,既要重视页岩气发展的机遇,更要防范页岩气开采中的巨大风险。     

页岩气其实是自由气

针对目前页岩气的很多认识误区,研究了页岩气的赋存状态。页岩是由基质泥岩和微型砂岩条带组成的岩石类型,具有页理结构,是非均质泥岩。砂岩备带尺度小,连续性差,是微型岩性圈闭。基质生成的甲烷气,短距离运移进入砂岩条带并聚集成藏。页岩气是储集在微型砂岩条带中的自由气,页岩基质和砂岩条带中都没有吸附气。页岩气藏不是连续型气藏,而是由无数微型气藏组成的大型气藏。微型气藏之间没有连通关系．开发页岩气需要采用水平井加多级压裂的办法方可将尽量多的微型气藏连通起来。页岩气只有甲烷一种组分．因此没有浓度的概念,也不存在扩散现象。页岩气的开发主要靠压力差驱动的流体流动。页岩气藏是典型的单一介质,而不是双重介质。     

页岩气压裂优化探讨

我国页岩气资源基础雄厚,对页岩气藏的高效合理开发越来越重要,但由于低渗透油藏的渗透率低、渗流阻力大、连通性差,有时水平井的单井产能也较低,满足不了经济开发的要求。     

加强配套技术攻关,不断推进复杂气藏有效开发

据第3次全国资源评价结果,中石化登记天然气勘探或油气兼探区块的天然气远景资源量占全国总量的20%。从探明储量类型和已开发气田状况来看,复杂气藏是中石化天然气开发的主要对象。近年来,针对复杂气藏的开发及其配套工艺技术,中石化加大技术攻关力度、加强开发实践,取得了一定进展,推进了高含硫气藏、低渗透气藏及火山岩气藏的开发建设。针对复杂气藏开发的特点与难点,为实现安全有效开发,特提出如下建议:①加强沉积相、储层预测和含气性预测研究,寻找富集区、富集层布井,是提高钻井成功率的关键;②加强对气藏类型、气井产能、气水关系的研究,不断优化开发方案,优化井位设计,减少井数,是大幅度提高单井产量的保证;③加强对井型、钻具、钻井液、井身结构、完井方式和增产措施的配套技术攻关;④加强管理和优化施工程序,提高钻井速度,缩短建井周期,是降低投资提高开发效益的有效手段。     

四川盆地涪陵页岩气田江东区块下古生界深层页岩气勘探开发实践与启示

目前埋深大于3 500 m的深层页岩气已逐渐成为中国页岩气勘探开发的重要接替领域,开发过程主要面临地层压力增大、储集物性变差、压裂改造形成复杂缝网困难等问题,开发选区及井位优化部署难度大。江东区块是四川盆地涪陵页岩气田二期产能建设的主要区块,埋深大于3 500 m的深层页岩气面积为57.8 km²,约占区块面积的1/2,目的层为上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组(1)—(5)小层优质页岩,是一套富碳、富硅、富页理和富黄铁矿的黑色页岩。采用深层页岩气开发评价选区指标体系及水平井井位优化评价技术研究结果表明,影响深层页岩气井开发效果的主要地质因素包括地层埋深、地应力、裂缝发育特征及页岩地层倾角。深层页岩气水平井与最小主应力夹角不超过40°,A与B靶点高差尽量小于300 m。通过江东区块深层页岩气勘探开发实践,单井获得较高的测试产量和可采储量,勘探开发效果较好,研究成果对四川盆地深层页岩气开发具有重要借鉴意义。     

南华北盆地亳州—阜阳地区页岩气钻井技术

为寻求南华北盆地安徽北部地区油气资源勘查的突破,在亳州、阜阳一带部署了多口勘探井。针对皖亳参1井中古生界地层可钻性差、取心易堵及取心难度大等难点,采用配置双扶正器取心筒、调节岩心爪间隙、优选PDC钻头以及优化取心参数等方法,高效完成230 m破碎层取心,收获率达96.89%;针对皖太参1井二开长裸眼井段发生失返性漏失、卡钻等井下复杂,采用多种堵漏配方堵漏,以及复合震击-卡点爆炸-套铣等一系列工序成功解卡。通过多口井的技术实践,形成了一套适宜于亳州—阜阳地区页岩气调查井的高效取心技术和复杂处理方法,为下一步该地区同类井钻井施工提供借鉴。     

页岩气地球化学异常与气源识别

通过国内外页岩气生产井井口气的地球化学资料与常用的天然气鉴别指标的对比,认为部分页岩气的特征和传统的气源鉴别指标相比存在异常。其主要包括:页岩气乙烷碳同位素反转或倒转普遍存在于各套高过成熟的页岩系统,包括煤系地层;乙烷碳同位素鉴别气源的能力源于同位素反转,但高演化阶段煤成乙烷碳同位素可以很轻,甚至达到油型气标准;开放体系下的常规储层不一定能继承页岩系统的乙烷碳同位素及其倒转现象,常规的油型气乙烷碳同位素也可以很重;在极高的演化阶段,油型气存在乙烷碳同位素的第2次反转,甲烷氢同位素异常轻,甲烷碳同位素异常重,干燥系数极大,轻烃部分表现出煤成气的特征,常用的Bernard图版、Scholl图版和C₇轻烃三角图都可能误判断为煤成气。常规天然气来自于烃源岩且能继承页岩气的诸多地球化学特征,该地球化学异常可能导致气源类型的错误判断,因此在常规天然气的鉴别过程中需引起重视。