页岩气勘探开发技术进展

通过对全球页岩气的资源量、分布状况、勘探开发技术研究现状的分析,指出页岩气的资源评价、储层评价、裂缝预测、储层改造、水平井钻采工艺等是当前国际页岩气勘探开发技术研究的热点。当前和未来国际页岩气研究将主要关注:页岩气成因机理研究、成藏机制探讨、有效页岩气层识别、页岩气产层压裂改造、水平井和多分支井等技术。我国页岩气研发总体还处在起步阶段,当前主要任务是进行资源量评价和有利目标区域优选,以及开展关键技术的试验先导性研究。我国今后需要进一步加强页岩气成藏机理和模式研究、加大对页岩气勘     

页岩气勘探开发对地球物理技术的需求

近几年来,伴随着建设低碳经济的需要和对清洁能源需求的增长,页岩气产业发展迅速升温,特别是北美页岩气的发展已经改变了现今能源供应格局。我国页岩气资源潜力巨大,开发前景广阔,已经引起人们的高度重视。我国页岩气勘探开发仍处于起步阶段,特别是地球物理技术在页岩气勘探开发中究竟具有什么样的作用,还存在一些困惑。本文通过页岩气地球物理技术的需求分析和对未来发展的展望,明确指出地球物理技术作为页岩气储层评价和增产改造的关键技术,将在页岩气勘探开发中发挥重要的作用。     

页岩气评价标准与储层分类

随着中国页岩气勘探开发的迅猛发展,页岩气评价标准和储层分类方法的建立显得尤为重要。在调研国内外页岩气地质特点、生气能力、储气能力和易开采性等资料的基础上,结合中国四川盆地具体地质情况,筛选出10个储层评价参数,并界定了评价参数分级分值。随后,采用灰色关联分析法定量化各因子之间的大小关系,计算出了各主、次因子的权重和页岩气储层质量综合评价因子,从而进行了储层分类。分析发现,我国四川盆地页岩气储层与美国五大页岩气盆地地质特点极为相似,并且龙马溪组和筇竹寺组储层综合评价因子分别为0.48和0.45,与美国New Albany页岩气盆地储层评价因子相差不大,开发潜力巨大。实例证明,储层分类结果与实际生产情况吻合度非常高。该评价方法可为我国页岩气储层评价和选区提供依据。     

生物成因硅确定方法及其在页岩气储层可压裂性评价中的应用

四川盆地上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部页岩被证实富含大量生物成因硅质矿物。为了定量计算储层生物成因硅的含量,研究其在储层可压裂性评价中的作用,利用改进后的元素标准比值法定量确定了目的层段生物成因硅含量,其最高可占总硅含量的70%以上。通过改进传统的可压裂性计算方法,将硅质矿物分为生物成因和非生物成因,研究不同成因硅质矿物对储层可压裂性的影响,弥补了传统方法不区分硅质成因带来的不足。研究结果表明,有机质含量高的储层段并不一定是最好的可压裂层段;在不考虑生物成因硅时计算的可压裂指数偏小,在实际压裂过程中容易错误认识储层可压裂情况。结合现场实际压裂示踪施工情况与累积产气占比,在考虑生物成因硅时划分的储层可压裂级别更加符合现场压裂情况,对现场压裂施工具有一定的指导意义。     

天然气经济评价中应注意的问题及解决方法

针对不同类型气藏时进行合理的经济评价．结合气田开发的一般规律和经济效益变化的特点．研究了不同类型气田不同开发阶段的经济效益分析方法．论证了在进行天然气开发决策时。要提高气田开发经济效益应注意勘探投资的计算、采气成本的预测、经济产量模式和天然气价格。     

对我国页岩气发展的建议

借鉴美国页岩气勘探开发的成功经验,结合我国地质研究与勘探评价的实际情况,对我国页岩气发展提出建议,以期对中国页岩气的勘探开发有所参考。加强页岩气发展的战略规划     

考虑滑脱效应的页岩气压裂水平井产能评价理论模型

水平井多级压裂和储层低孔低渗特性使页岩气呈现长期的瞬态线性流,吸附气的解吸和纳米级基质孔隙中气体的滑脱效应使页岩气藏的产气规律不同于常规气藏.基于瞬态线性流和吸附气解吸的特点,考虑基质孔隙中气体的滑脱效应,建立并求解页岩气多级压裂水平井产能评价模型.在此基础上,通过数值反演和计算机编程绘制页岩气多级压裂水平井产量典型曲线,总结出页岩气多级压裂水平井包含裂缝线性流、双线性流、基质线性流和边界效应4个流动阶段.参数敏感性分析发现储容比、窜流系数、气藏尺寸对典型曲线的影响较大.通过分析滑脱效应对产能的影响,得到滑脱效应考虑与否的判定图版,对页岩气产能模型的选择具有指导意义.     

低孔低渗裂缝-孔隙型砂岩储层的分类评价--以川中公山庙油田沙一储层为例

公山庙油田中侏罗统沙溪庙组一段属三角洲前缘与滨浅湖交互沉积的低孔低渗裂缝-孔隙型砂岩储层。首次提出将表征储层裂缝发育程度的“岩体破坏接近度系数（η）”作为这类储层分类评价的重要指标;认为综合η值、岩石类型、粒度、储层微相、成岩作用特征、孔隙类型、孔隙度、基质渗透率、毛管压力曲线类型和孔隙结构参数等指标的分类评价体系可以较客观的反映该类储层的本质;依据该指标体系将本区沙一段储层分为好（Ⅰ类）、较好（Ⅱ类）、中等（Ⅲ类）和差（Ⅳ类）四类储层,其中Ⅲ类储层通过压裂改造有望成为较典型的裂缝-孔隙型储层,使公山庙油田沙一段储层产能进一步增加。     

南方海相地层油气勘探研究中应注意的几个问题

中国南方是全球特提斯巨型油气富集带的组成部分，原始沉积提供有丰富的烃源。由于构造格局变化频繁，勘探中要十分注意研究地史发展中的动态平衡和平衡后的新动态。南方总体上处于压扭性构造环境，要特别注意地层致密化后的运移和次生成藏问题，要更加慎重地落实勘探目标。     

北美裂缝性页岩气勘探开发的启示

北美实践证明，非常规油气资源——页岩气是现实的接替能源，勘探风险在于能否从低渗透的页岩储集层中获取经济可采储量，勘探目标是有机质和硅质含量高、裂缝发育的脆性优质烃源岩。页岩气生产机制复杂。涉及吸附气与游离气、天然裂缝与诱导裂缝系统之间的相互关系。在地质、地化、测井和地震综合评价基础上，通过水力压裂等增产措施提高储集层渗透能力是页岩气开采的关键。中国广泛分布海相和湖相细粒碎屑岩，有效烃源岩多富含炭质、灰质或硅质，已陆续发现裂缝性油气藏，有条件寻找丰富的页岩气资源，特别是液态烃在高成熟或过成熟阶段裂解产生的甲烷气滞留在烃源岩内形成的连续分布武非常规页岩气资源。图3表5参34     

页岩气井压裂技术及其效果评价

页岩气作为一种重要的非常规能源,目前只有美国和加拿大取得商业开发成功。页岩气商业开发成功主要取决于水平钻井和压裂技术的突破。目前页岩气井常用的压裂技术有多级压裂、清水压裂、缝网压裂、重复压裂和同步压裂等。此外CO_2和N_2泡沫压裂也日益得到人们的重视。从压裂液、压裂方式和裂缝监测技术及效果评价方面对页岩气压裂技术进行了介绍。     

我国页岩气资源现状及勘探前景

非常规天然气资源—页岩气是可接替能源。因此,其资源勘探开发备受世界瞩目。目前,美国和加拿大率先进入到页岩气的勘探开发阶段,而中国页岩气的勘探还处于起步阶段。在调研了国内外页岩气研究成果的基础上,分析了页岩气储层的特征以及储层空间类型。页岩本身既是烃源岩又是储层,页岩气主要以吸附和游离状态存在于页岩之中,因此与常规的天然气有很大的区别。中国页岩气广泛分布于海相、陆相盆地,资源丰富,预计资源量约为(15～30)×1012m3,勘探潜力大。但由于我国起步晚,还需要加速对页岩气的勘探开发以缓解中国对油气能源的需求压力。     

国内外页岩气勘探开发技术研究现状及进展

页岩气是二十一世纪潜力巨大的非常规天然气资源,可以作为常规能源的重要补充,能够有效地缓解世界能源压力。页岩气开采对于中国来讲既是机遇又是挑战。页岩气存储于泥页岩中,具有自生、自储、自保的特性,且每个页岩气藏都其自身勘探开发的特性。国外页岩气开发正处于发展阶段,先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、PAD水平井钻井的发展历程,水平井及欠平衡钻井技术的应用加速了页岩气的开发进程,页岩气固井主要采用泡沫水泥固井技术,完井方式以套管固井后射孔完井为主。在增产方面,采用了大型水力压裂技术,包括清水压裂、直井压裂、水平井分段压裂、重复压裂和同步压裂等,并对裂缝进行实时监测以提高采收率。     

Chemical analyses of shale gas and conventional natural gas

Abstract

Shale gas is essentially non-traditional natural gas (NG). Shale gas can be considered an unusual alternative energy source. Shale gas production is a method of obtaining the NG trapped between deep underground rocks. Shale gas production is not economical, except for horizontal drilling and hydraulic fracturing methods. Advanced analysis of shale gaseous samples can be done using gas chromatography, mass spectrometry and other modern testing methods. The Orsat apparatus includes three absorption pipettes containing chemical solutions that absorb gases. Absorbents are a 33% by weight aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) for carbon dioxide (CO₂), alkali pyrogallol for oxygen (O₂) and ammoniacal cuprous for carbon monoxide (CO) measurement. Oxygen is absorbed in alkaline pyrogallol or in a chromous solution. Shale gas can be analyzed best gas chromatographically. The capillary column can be separated from all the hydrocarbons and their isomers by alumina, which is used as a stationary phase in the gas chromatographic column, because alumina is highly selective for hydrocarbons. Silica is a specific adsorbent that exhibits greater applicability for hydrocarbons. The chemical contents of shale gas are similar to those of the conventional NG. The processing, transfer and storage and distribution of shale gas are assumed to be similar to the conventional NG.     

页岩气成藏特征研究

文章主要从页岩气成藏机理、成藏条件、储集条件和富集规律、盖层及保存条件论述页岩气成藏特征。页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理意义,在表现特征上具有典型的过渡意义;页岩气成藏受多种因素综合影响,包括沉积环境、总有机碳含量、干酪根类型和热演化程度等。页岩的埋深和厚度、孔隙度和渗透率、裂缝是页岩...     

页岩气储层压裂改造技术

通过资料调研,分析了页岩气的储层特征:页岩气藏储层中的页岩既是烃源岩也是储层,普遍富含有机质;页岩气藏储气类型以自由气和吸附气为主,吸附气以吸附状态赋存在于酪根和粘土颗粒的表面;页岩矿物组分复杂,渗透率极低,天然裂缝较发育.介绍了国外不同页岩气藏储层压裂改造工艺及相关配套技术;北美页岩气藏开发形成了以水平井完井和分段压裂为主的主体技术,以滑溜水和复合压裂液为主的压裂液体系,以分段多簇射孔、快速可钻式桥塞封隔、微地震裂缝监测和大规模连续混配的配套技术.中国页岩气资源量达20×10(12)-30×10(12)m3,开发潜力巨大,通过了解和学习国外页岩气开发现状和技术,从而加快中国在页岩气成藏理论、构造背景、地质成因、生储盖理论、开发方式、压裂改造技术及相关配套工具等方面的研究步伐,尽快实现中国页岩气的商业化开发.     

页岩气藏储层压裂实验评价关键技术

页岩气藏勘探开发潜力巨大,因其基质具有超低渗透特点,使得开发过程中需要进行大规模水力压裂,裂缝网络是获得工业性气流的关键。页岩气井的缝网压裂设计有别于常规低渗透砂岩储层压裂设计,特殊的室内实验评价技术是缝网压裂设计的重中之重。为此,从常规的压裂实验评价入手,分析对比了致密砂岩气与页岩气储层力学性质特征,针对页岩岩石脆性特征以及储层岩心敏感性等实验评价关键技术,开展了大量的实验评价研究,并与现场压裂缝高示踪剂监测、地面微地震裂缝监测结果进行了对比分析。所取得的认识可为页岩储层实验评价分析及缝网压裂优化设计提供参考。