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.     

中国页岩气勘探开发进展与发展前景

全球掀起了轰轰烈烈的"页岩气绿色革命",北美以外地区有20余个国家在进行页岩气前期评价和勘探开发先导试验,页岩气资源成为潜力较大、较重要的天然气开发目标。中国发育海相、海陆过渡相—陆相煤系和湖相3类富含有机质页岩,都具备页岩气形成与富集条件,页岩气资源丰富。中国在页岩气资源潜力评价和勘探开发先导性试验上取得了重要进展,正在寻求实现页岩气资源有效开发。本文系统总结了中国页岩气勘探开发实践,分析了中国页岩气资源前景,指出中国页岩气资源丰富。目前已在中国多处发现了页岩气资源,发展前景良好。与北美相比,中国页岩气形成与发展具明显的特殊性,许多地质与开发难题亟待解决。随着页岩气地质评价与开发理论创新及相关关键技术突破、经济条件改善和国家政策支持,未来中国页岩气资源发展前景广阔,有望改变中国天然气发展乃至整个能源发展格局。     

页岩气开采技术与我国页岩气开发建议

对我国页岩气开采技术、发展现状、存在问题及发展建议进行了简要介绍和思考,认为页岩气勘探开发技术的更新与进步、成藏与勘探理论的系统归纳、管理机制的完善是页岩气勘探开发的必由之路.为此,我们要因地制宜,借鉴国外经验,探索符合我国特色的页岩气勘探开发之路.     

相关国家页岩气勘探开发概况及启示

概述了世界页岩气的预测储量和相关国家页岩气勘探开发的现状,指出了大规模勘探开发页岩气所面临的诸如需要巨额投资、技术更为复杂、对生态经济及社会等可能造成负面影响以及受制于天然气市场行情等诸多挑战.认为我国勘探开发页岩气须根据区域地质特点进行细致的地质调查研究、做好项目的前期投资风险分析及技术经济可行性论证、加强政府对勘探开发的统筹和监督.     

中国页岩气发展现状及前景展望

中国许多盆地分布着丰富的页岩气资源,具有较好的发展前景,但对页岩气研究起步晚。介绍了中国页岩气示范基地设立、研究进展、技术与装备现状及勘探开发现状,分析了中国发展页岩气的"瓶颈",指出要实现中国页岩气经济有效开发,必须组织技术力量,建立适合我国地质条件的页岩气开发关键技术体系,实现到2015年全国产量达到65×108 m3的总体目标。     

国际石油公司页岩气开发技术策略分析与展望

在页岩气开发早期,起主导作用的是中型独立石油公司,尽管某些大型石油公司也较早地参与了页岩气的开发,但取得的成果很差。为此,研究了独立和大型石油天然气公司所采用的页岩气开发技术策略,分析了其成功或失败的原因,并根据已开发的和新的页岩区块的图表数据及其理想的开发技术策略,认为将来在页岩气储层描述、甜点识别、钻井完井和增产措施优化方面也会有重大进展。     

中国页岩气勘探开发进展及发展展望

中国页岩气进入了快速发展的黄金时期,随着天然气在能源消费结构中的比重不断攀升,以及在川南地区页岩气商业化开发的成功,页岩气成为中国未来最可靠的能源接替类型。文章系统梳理了近10年来中国页岩气在勘探开发实践中的理论认识和开发技术进展,总结了中国页岩气商业开发的成功经验,明确了页岩气在中国未来天然气发展中的前景与地位。中国页岩气资源潜力巨大,是未来天然气产量增长的现实领域;获得工业性页岩气资源的条件包括“两高”(含气量高、孔隙度高)、“两大”(高TOC集中段厚度大、分布面积大)、“两适中”(热演化程度适中、埋藏深度适中)和“两好”(保存条件好、可压裂性好);中国海相页岩气最具勘探开发潜力,是目前页岩气上产的主体,已形成适用于四川盆地及周缘奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩气开发的六大主体技术系列(地质综合评价技术、开发优化技术、水平井优快钻井技术、水平井体积压裂技术、工厂化作业技术、高效清洁开采技术)。中国页岩气商业开发的成功经验可总结为四点:①选准最佳水平井靶体层位;②配套优快钻进和高效体积改造技术;③促进地质工程一体化数据融合;④探索先进组织管理模式。对中国页岩气未来发展的三点建议:①加强非海相及深层海相页岩气低成本开发关键技术与装备攻关;②重视提高区块页岩气采收率问题,实现整体规模效益开发;③重视非资源因素对页岩气上产节奏的影响。     

世界页岩气勘探开发现状

非常规油气包括页岩气、煤层气、致密砂岩气、水溶性天然气、天然气水合物、稠油、油砂及油页岩等。而致密砂岩气、页岩气等非常规气藏储量巨大,分布广泛,发展前景广阔,已经成为现今世界各国勘探开发的重点。我国的非常规油气资源勘探尚处于起步阶段,但由于国家的高度重视,在国内已掀起了页岩气勘探开发的热潮,本文将介绍世界页岩气的勘探开发现状。     

地球物理勘探技术在页岩气开发中的应用

页岩气工业化生产成为我国一项战略工程,能够有效弥补我国石油天然气资源的相对不足的短板,在一定程度上补充资源供给,对于我国能源结构的改善也有重要的意义。     

川南深层页岩气开发实践与面临的挑战

深层页岩气资源量丰富,开发潜力巨大,但工程地质条件相对略差,效益开发难度较大。为支撑深层页岩气的效益开发,以四川盆地南部地区威荣和永川气田的开发实践为例,针对深层页岩气构造复杂、断缝发育、优质储层薄、产量递减快、最终可采储量低等难点,以“布好井、打好井、管好井”为目标,在气藏精细描述、渗流实验等研究基础上,采用地球物理—地质建模—压裂模拟—数值模拟一体化方法,形成了以地质甜点评价与预测技术、复杂构造区井网优化设计技术、“四位一体”钻井跟踪保障技术和全生命周期生产精细管控技术为核心的开发关键技术体系。同时,根据开发中暴露出的问题,梳理总结了在“构造—断裂—应力场”耦合机理、小—微尺度裂缝精细刻画、开发技术政策优化等方面的难点,提出了持续攻关的方向。研究认为：①深层页岩孔隙度、含气量等地质参数与中深层基本相当,但工程参数更复杂,具有地应力高、水平应力差高和破裂压力高的特征,改造难度大;②深层页岩气已在甜点评价与预测、建模—数模一体化技术和精细生产管理等方面形成了关键配套技术,取得了较好的开发效果;③目前深层页岩气主要面临套变、压窜、最终可采储量不达标等方面的难题,需要持续深化地质精细评价、流体运移规律和建模—数模一体化等技术攻关。     

中国页岩气技术标准体系建设与展望

中国高度重视页岩气这一新兴产业的发展,在国家产业政策的指导和支持下,该产业快速发展,3 500 m以浅的页岩气已迈入规模化开采阶段。为了规范页岩气产业的健康快速发展、确保国家对页岩气勘探开发的监管有标准可依、快速复制页岩气高效勘探开发技术,需要制订页岩气全产业链的技术标准和技术标准体系。为此,分析了中国页岩气勘探开发技术现状,重点阐述了页岩气技术标准制订对促进页岩气技术进步的作用和意义,进而展望了页岩气勘探开发技术及标准制订下一步的发展方向。研究结果表明:①中国已经建立了符合中国国情的页岩气勘探开发理论和技术体系,形成了页岩气地质综合评价、开发优化、水平井优快钻井、水平井体积压裂、工厂化作业、特色高效清洁开采等6大技术系列共计27项特色技术;②已经规划制订页岩气特色标准173项,有力地支撑了中国页岩气产业的快速高质量发展,2019年页岩气年产量已达143.6×10⁸ m³。结论认为,页岩气技术标准体系的建设,促进了中国页岩气勘探开发技术不断完善、推动了技术水平大幅度提升、确保了质量安全环保全面受控。     

世界页岩气资源与勘探开发技术综述

在当前国际能源供需矛盾日益突出的形势下,页岩气资源勘探开发备受世界瞩目。在概述世界页岩气储量、产量的基础上,介绍了页岩气地质理论、勘探方法和开发技术,以及美国、加拿大和中国3个国家页岩气勘探开发的情况。     

鄂尔多斯盆地延长探区陆相页岩气勘探开发进展、挑战与展望

鄂尔多斯盆地为大型富油气叠合盆地,发育二叠系和三叠系多套页岩层系,陆相页岩气资源丰富。相比较于海相页岩,陆相页岩存在较多特殊性,其勘探开发面临诸多挑战,制约陆相页岩气难以实现经济开采,在地质特征、资源背景及勘探开发技术等方面对鄂尔多斯盆地页岩气勘探开发实践中取得的成果进行归纳,对目前的技术难点进行分析,以期在陆相页岩气发展进程中,有效利用机遇及时应对挑战。综合分析认为:延长探区陆相页岩厚度、有机碳含量、成熟度、含气量等参数达到国家标准规定的页岩气有利层段参数下限标准,具备页岩气成藏地质条件;陆相页岩气在宏观和微观非均质条件控制下,相态和规模上具有差异性富集特征,存在吸附成藏和吸附+游离复合成藏两类成藏模式,不同成藏机理指导陆相页岩气有利区优选及页岩气井生产。陆相页岩气勘探实践中形成多项关键配套工艺技术,建立起适用于强非均质性陆相页岩的测井评价方法,研发出适用于陆相页岩的水基钻井液体系和系列钻完井配套技术装备,形成CO_2压裂技术体系和井场废液回收处理—利用技术。同时,面临精细"甜点"预测、钻井提速提效、压裂环保增效、降低成本等诸多挑战。目前中国陆相页岩气仍处于勘探开发初期,成本高,初期产量低,还需通过开展陆相页岩气勘探开发先导性试验,实现科技突破,形成资源接替,促进陆相页岩气产业取得经济效益。     

四川盆地涪陵气田白马区块效益开发实践与对策

近年来,涪陵页岩气田在积极推进焦石坝等高压页岩气藏开发调整的同时,为了确保气田持续稳产能力,开发对象也向白马等复杂构造区块稳步拓展。基于白马区块构造变形强、地质条件复杂、单井产能低、开发难度大等问题,通过断裂带方解石U-Pb定年、三维应力场建模、地质工程一体化评价等技术方法,深入研究白马区块的构造变形期次、应力场分布特征、开发有利目标、开发技术对策等,取得了积极进展：提出了逆冲推覆作用力是涪陵地区海相常压页岩气藏构造变形差异的主控因素;创建了“两类6项”的开发选区评价参数体系,明确了白马向斜核部以南为效益建产最有利目标;形成了以天然裂缝发育特征为核心的差异化开发技术政策;形成了基于气井埋深、应力性质、裂缝等不同地质特征的工程工艺对策。在上述认识基础上,按照“整体部署、评建一体、平台接替”思路,2021—2022年部署实施开发井位30口,平均机械钻速提高38%,压裂施工速度提升2~3倍,单段压裂费用降至85万元,日产气量稳定在80万方,2022年年产气量达2.24亿方,基本实现了效益开发。     

影响页岩气开发因素及勘探开发技术展望

页岩气的勘探开发在缓解能源供给压力、发展低碳经济和调整优化能源结构等方面具有不可忽视的作用。以此为契机,在系统研究页岩气藏地质特征、开发特征和成藏机理的基础上,主要从有机质含量、成熟度、矿物成分、裂缝发育程度等几个方面着手,综述分析了影响页岩气产能的客观控制因素;针对页岩气储层物性差、开采难度大的特点,重点介绍了北美开采页岩气过程中采用的特殊完井工艺、水平井钻井技术、水力压裂等储层改造技术及裂缝监测等先进技术。同时对我国页岩气资源的勘探开发前景进行了简述,为实现页岩气大规模商业化开采,提供理论依据和技术思路。     

页岩气地质工程一体化管理实践与展望

地质工程一体化是促进页岩气勘探开发“降本增效”的必由之路,总结地质工程一体化管理实践经验对于页岩气高效开发具有重要意义。为此,在系统梳理页岩气地质工程一体化内涵、管理实践的基础上,借鉴页岩气开发国际经验,结合国内实际,对页岩气地质工程一体化管理优化提出了发展展望。研究结果表明：(1)集成管理是实现“降本增效”的快速通道,油气公司可设立具有统筹管理权限或协调功能的项目集成管理部门,并建立健全一体化项目中人、财、物等资源的统筹配置机制,以充分发挥一体化管理的集成、高效优势;(2)信息集成管理是油气行业实现数字赋能的基础,油气公司应加速推进一体化平台建设、强化信息质量管控,推动页岩气勘探开发数据的集成共享;(3)数字化工作模式是企业提升信息时代生存发展能力的重要依托,油气公司应重点提升“金数据”挖掘利用能力、打造一体化工作流程,加速数据资产价值释放。结论认为,页岩气地质工程一体化管理实践虽然成果丰富,但尚处于经验理念到理论体系的过渡阶段,亟需完善相适应的系统管理理论体系,应深化组织结构、业务模式、流程管理和信息管理等方面的研究与探索,进而促进页岩气勘探开发效益的全面提升。     

渝东南常压与高压页岩气典型差异性分析及效益开发对策

渝东南地区处于四川盆地东南缘的盆缘转换带,发育常压、高压两种类型页岩气藏。为提高常压页岩气开发效益,从常压与高压页岩气典型差异性分析入手,通过开展钻井、岩心观察、实验分析、成藏条件及生产动态等研究,结合渝东南地区页岩气勘探开发实践,明确了常压页岩气具有优质页岩厚度较薄、孔隙度较低、保存条件较差、含气量中等的典型地质特点。常压页岩气富集受沉积相带、保存条件及地应力场控制,受多期构造改造及差异性抬升影响,形成机理复杂,具有初产较低、稳产期短、递减较慢、返排率高的生产特征。与高压页岩气在地质特点、富集规律、形成机理及生产规律等方面具有明显的地质特征差异性。针对渝东南地区常压页岩气资源品位较差的问题,提出了常压页岩气效益开发的4个关键对策：(1)深化基础地质研究,明确富集规律和甜点目标;(2)建立变井距、长水平段、小夹角、强改造、低高差、控压差的开发技术政策,提高单井产量;(3)加大低成本钻井和高效压裂等工程工艺创新,实现提速提效降本;(4)创新体制机制建设,打造高效组织运行模式。4个关键对策有效促进了常压页岩气由资源向储量、从储量向效益的转变,助力渝东南常压页岩气实现规模效益开发。     

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.     

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。     

重庆将开发千亿方页岩气

国土资源部日前确定了川南、黔北、渝东南、渝东北等7个国家页岩气先导试验区。重庆市凭借得天独厚的资源优势,成为页岩气开发重点城市。重庆能源集团将充分利用燃气开采技术优势,开发渝东北和渝东南等5个区县的页岩气,这将有效缓解该地区的天然气紧缺现状。