国外页岩气开发实践对我国的启示

美国出现的“页岩气革命”引发了世界各国对页岩气的高度关注,本文希望通过分析目前国际上对页岩气的开发经营状况,为我国页岩气的开发运营提供借鉴.本文首先阐述页岩气的开发对我国经济发展的重要战略价值,然后甄别页岩气开发运营与传统能源的不同,接着综述世界主要国家和地区在页岩气开发经营中的经验和遇到的问题,最后对我国页岩气开发运营提出相应的建议.     

美国煤层气和页岩气勘探开发现状及对我国的启示

作为常规化石能源的最有效补充,非常规天然气因资源量巨大,在全世界已受到广泛重视。美国因其先进的技术和较成熟的地质理论,已对煤层气和页岩气两种非常规天然气实现了商业性开采,并走在了当今世界前列。文章从煤层气和页岩气的概念和特征、美国的地质认识进展、勘探开发现状、评价内容等方面进行了综述,以期对加快我国非常规天然气的勘探开发有所启示。并认为,当前我国煤层气和页岩气应重视以下三方面的工作:充分认识其战略地位和重大研究意义;着力解决当前阶段的关键地质和技术问题;深入研究现实国情下的勘探开发和管理政策。     

关于我国页岩气产业的思考

页岩气作为清洁能源,近来受到广泛关注。北美页岩气革命的成功,加速了全球页岩气的勘探开发步伐,中国页岩气资源潜力巨大,能源需求量大,但页岩气产业仍处于起步阶段,北美的成功经验对我国页岩气产业发展具有很大的借鉴意义。为此,回顾了北美页岩气的勘探开发历程,梳理了北美页岩气勘探中的扶持性的政策以及促进页岩气发展的市场环境,在总结我国页岩气产业发展现状的基础上,对比美国页岩气革命成功的经验,对我国页岩气产业的发展提出了几点建议：一是引进技术结合自主创新;二是转换补贴思路;三是进一步地开放市场;四是实行常规油气区块合法退出机制。立足我国的资源情况、地质条件及页岩气产业政策,对比国外页岩气勘探开发的成功经验,相信我国具有很好的页岩气勘探开发前景。     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度（Ro<3.0%）、埋藏较浅地层（<4 000 m）页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发。我国南方下古生界成熟很高（Ro=2.5%~4.0%）、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法。为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础。     

北美页岩气研究及对我国下古生界页岩气开发的启示

北美近10 a来对构造较简单、中-高成熟度(Ro＜3.0％)、埋藏较浅地层(＜4 000 m)页岩气的形成、赋存与富集机理、评价方法与核心区预测作了大量研究,取得了实质性的进展,并实现了页岩气的大规模工业开发.我国南方下古生界成熟很高(Ro=2.5％～4.0％)、构造改造强烈、现埋藏深度差异大,对于这套地层的页岩气的评价,缺乏相关理论与方法.为规避风险、获得效益,需以北美页岩气研究为借鉴,针对其地质地球化学特点,在广泛开展相关基础研究的基础上,重点发展页岩含气量的现场测试技术与原地气量的定量评价体系,评估勘探开发示范区页岩的资源潜力,确定页岩气的主控因素,为实现我国南方下古生界页岩气的高效开发提供理论指导与方法基础.     

欧盟页岩气水力压裂法开采生产基本准则及启示

欧盟页岩气储量丰富,但技术有限,考虑到水力压裂技术所带来的对公众健康和环境安全的潜在影响,欧盟委员会于2014年1月发布了《页岩气水力压裂法开采生产基本准则建议案》,从环境维护、基础环境数据监测、勘探与开采地选择、操作规范、物质使用及监管措施等方面对页岩气开发加以规范。我国页岩气利用前景与问题与欧盟类似,未来应借鉴欧盟经验,加快我国页岩气开发标准规范的制定,推进形成符合我国国情的页岩气开发管理制度。     

美国西南能源公司页岩气勘查开发经验与启示

美国西南能源公司在美国和加拿大拥有丰富的天然气资源。2014年,其天然气证实可采储量达3043亿m3、天然气产量达217亿m3,在页岩气勘查、开发、生产等领域具有丰富的经验。通过梳理美国西南能源公司的成功经验,总结出该公司具有良好的商业发展理念,能够不断挖掘自身潜能将技术创新做到极致,通过业界驰名的低成本保障其能够稳定获利,具有精炼的人员结构和"一条龙"垂直整合模式等,这些宝贵经验值得我国学习和借鉴。同时,对我国页岩气勘查开发具有如下启示:一是加强与国外先进公司的合作共赢,二是要加大适合中国特点的勘查开发技术攻关,三是努力降低页岩油气开发初期成本制约,四是大力增强企业内部竞争和激发活力。     

国外煤炭循环经济发展对我国的启示

我国正处于工业化加速发展时期,在经济增长与资源、人口、环境之间的矛盾日益突出的情况下,发展煤炭循环经济是新型工业化的必然要求。以德国、美国、澳大利亚等为代表的西方发达国家的煤炭循环经济发展较好,对我国有很重要的借鉴意义。通过分析德国鲁尔区、美国阿巴拉契亚煤炭工业区、澳大利亚猎人谷矿区循环经济的发展,从中得到对我国煤炭循环经济发展的启示,即依靠经济、法律、行政和政策等手段的协作与配合,在加强政府引导作用的前提下,注重加强煤炭产业的技术和管理创新,并兼顾生态恢复和环境保护。     

国外煤炭循环经济发展对我国的启示

我国正处于工业化加速发展时期,在经济增长与资源、人口、环境之间的矛盾日益突出的情况下,发展煤炭循环经济是新型工业化的必然要求。以德国、美国、澳大利亚等为代表的西方发达国家的煤炭循环经济发展较好,对我国有很重要的借鉴意义。通过分析德国鲁尔区、美国阿巴拉契亚煤炭工业区、澳大利亚猎人谷矿区循环经济的发展,从中得到对我国煤炭循环经济发展的启示,即依靠经济、法律、行政和政策等手段的协作与配合,在加强政府引导作用的前提下,注重加强煤炭产业的技术和管理创新,并兼顾生态恢复和环境保护。     

国外煤矿安全生产管理经验对我国的启示

分析介绍了几个典型国家的煤矿安全生产技术与管理水平及经验，提出了对我国煤矿安全生产的启示。     

页岩气产业资金问题研究及政策建议

页岩气是一种非常规的天然气资源,我国具有丰富的页岩气资源基础,勘探开发页岩气对于保障我国能源供给,促进经济长期可持续发展具有重要意义。但是,我国页岩气产业还处于发展的初期,页岩气勘探企业面临的风险巨大,应该加大政策扶持力度,重点加大对招标前区块的调查评价以降低勘探风险,以及通过政策设计使勘探企业之间形成资金循环。对于已经进入开发阶段的企业,由于其已经能够产生一定的现金流,而且获得资金支持也较容易,因此补贴政策应根据开发的经济性而定,当企业能够通过合理经营实现盈利时,补贴政策就应该取消,而对于目前页岩气开发的补贴政策,本文建议应根据开发的难易程度进行适当调整,并加入一些激励因素。     

页岩气碳同位素倒转：机理与应用

碳同位素倒转是北美某些页岩气的典型特征,对比现有数据可将其分为两类：一是部分倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2<δ 13C3;二是完全倒转,表现为δ 13C1>δ 13C2>δ 13C3。目前对页岩气碳同位素倒转机制的认识主要有：① 干酪根热降解气和原油热裂解气的混合;② 页岩中残余有机质同其他物质（如金属和/或水）的相互反应;③ 扩散和吸附/解吸过程中的同位素分馏。碳同位素倒转往往与页岩储层的超压及页岩气高产有关,因此,可应用于指示页岩气富集区。     

煤层气/页岩气开发地质条件及其对比分析

从煤层气、页岩气基本概念入手,系统分析了煤层气/页岩气开发地质条件,主要包括成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件3个方面,进一步对煤层气/页岩气开发地质条件进行了对比分析,揭示了煤层气/页岩气开发地质条件的共性和差异性。煤层气/页岩气赋存于煤层/页岩中的一种自生自储式非常规天然气,其富集成藏主要取决于“生、储、保”基本地质条件是否存在、质量好坏以及相互之间的配合关系。在一定埋藏深度范围内煤层气/页岩气都发生过解吸-扩散-运移,并普遍存在“垂向分带”现象,有机质演化程度越高解吸带深度越小,风化带越深解吸带深度越大,解吸带内煤层气/页岩气富集在一定程度上服从于常规天然气的构造控气规律;原生带内煤层气/页岩气富集却可能更多地受控于煤储层/页岩层的吸附特性。不同赋存环境条件下所形成的煤/页岩储层差异性大,使煤/页岩储层中吸附气和游离气相互转化,导致煤层气/页岩气成藏类型、规模和质量等方面的差异性。影响煤层气开发的主要地质因素有：煤层厚度及其稳定性、含气量大小或煤层气资源丰度、构造及裂隙发育与渗透性和煤层气保存条件等方面;影响页岩气开发的主要地质因素包括页岩厚度、有机质含量、热成熟度、含气量、天然裂缝发育程度和脆性矿物含量等。     

中国南方海相页岩气与华北煤系页岩气储层特征差异

我国海相页岩气的勘探开发已经取得了一定的进展,相比之下,煤系页岩气研究成果较少,本文以贵州凤冈区的海相页岩和沁水盆地的煤系页岩为例,通过干酪根类型、总有机碳含量、矿物组成、孔隙等四方面进行储层特性对比,分析海相页岩气储层和煤系页岩气储层差异,查明不同沉积环境下页岩气储层特点,为煤系页岩气的进一步勘探开发奠定基础。结果表明两者既有相似又有所区别：海相页岩和煤系页岩干酪根类型存在明显差异,前者以Ⅰ型、Ⅱ型为主,后者主要为Ⅲ型干酪根;海相页岩较煤系页岩总有机碳含量和脆性矿物含量高;两者均发育有机质孔,且以中孔(2~50nm)为主,低温氮气吸附曲线都为Ⅳ型,但海相页岩孔隙比表面积较高。加之煤系页岩单层厚度薄,连续性差,因此对煤系煤岩的勘探开发不能完全照搬海相页岩的开发模式,可以考虑与煤层气致密砂岩气一起勘探开发,提高资源利用率,实现经济开采。     

城口地区页岩含气特征及影响因素研究（增刊）

重庆城口地区地处大巴山弧形构造带,经历过多期构造运动,地质条件复杂,区内早寒武世水井沱期沉积的一套浅海深水陆棚相页岩。本文通过对位于北大巴山的重庆城口地区水井沱组页岩气生烃条件,储集条件、保存条件分析研究,结合区域钻井岩心样品现场解吸及等温吸附含气特征,分析该区域页岩吸附气量与Toc、伊/蒙混层等指标相关性,综合总结复杂地区页岩含气特征影响因素及影响机理,为区域页岩气规模化勘探开发提供地质参考。     

考虑含水和多组分气体的页岩气含气量预测模型

基于体积法建立页岩气含气量预测模型,含气量包括吸附气量和游离气量,在计算吸附气量时考虑了页岩矿物组成、温度、压力、水分和非甲烷多组分气体,在计算游离气量时考虑了吸附相体积,最终采用涪陵焦石坝地区焦页1井页岩现场解吸数据验证模型。结果表明,当考虑吸附相体积时,含气量模型计算值与现场解吸数据较吻合,当不考虑吸附相体积时,页岩含气量被高估27%～38%;水分对页岩含气量的影响较小;多组分气体不仅改变页岩含气量,也改变页岩气的赋存状态,不考虑多组分气体将高估目标区域含气量5. 6%～31. 8%。所建含气量模型精确性依赖于室内岩芯实验结果,未来应进一步开展含水页岩对多组分气体吸附实验研究,准确计算页岩气含气量。     

页岩孔隙水中溶解气的主控因素与地质模型

页岩孔隙水中溶解气是目前研究较少的页岩气资源。通过PVTSim模拟软件对天然气在页岩孔隙水中溶解度进行了模拟。结果表明:页岩孔隙水中天然气溶解度受孔隙水盐度、地层温度和地层压力3者共同作用的影响,随孔隙水盐度的增大而降低,随页岩埋深的加大而升高。在超压条件下,其溶解能力大幅增加,更有利于天然气的保存。通过对川西南威远地区下古生界含气页岩的实例分析,发现在静水压力条件下,该套页岩孔隙水中甲烷溶解度可达3.79~11.34 m3/m3,页岩中溶解气含量可达0.018~0.054 m3/t。根据前人计算的游离气储量,认为孔隙水中溶解气可占游离气的2.2%~8.6%,是值得重视的页岩气资源。