中国迎来页岩油气革命了吗?

世界能源消费量随着经济的发展持续增长，但油气在世界一次能源消费中的主体地位将长期保持稳定。页岩油气在全球油气供应中的占比在不断增大，这主要得益于美国页岩革命的成功。页岩气开发使美国成为天然气净出口国，而页岩油使美国的石油对外依存度大幅下降。美国页岩革命带动了美国经济的发展，同时也对世界能源格局产生了深远的影响。在中国政府的大力推动下，通过国家石油公司的积极实践，中国页岩气在短期内快速实现了重大突破，中国成为继美国和加拿大之后第三个具有进行商业化开发页岩气能力的国家。虽然中国的页岩气勘探开发取得了较大的进展，但仍面临着诸多挑战，而这些难题的解决需要理论、技术和机制等方面的创新。中国具有巨大的页岩油资源潜力，但页岩油勘探开发困难重重，在陆相页岩油富集机理、分布规律、甜点预测与低成本开发等方面都需要开展深入的研究。总体来看，中国正迎来页岩气革命，而页岩油革命还未到来。     

页岩油气革命及影响

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统;管理革命实现页岩油气低成本开发;战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践,明确了地下原位加热转化技术是中—低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩油经济开发的有效途径,指出鄂尔多斯盆地延长组7段中—低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中—高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前,中国3 500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验,海陆过渡相和3 500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响:页岩油气革命突破传统找油理念,助推"源岩油气"成为新的油气系统;页岩油气革命推动"技术爆发",加快能源类型迭代;页...     

页岩油气革命及影响

页岩油气革命延长了世界石油工业生命周期、助推了全球油气储量和产量增长、影响着各国能源战略格局。地质历史时期生命大爆发及生物大灭绝事件控制了全球富有机质页岩的形成和演化。结合世界页岩油气勘探开发实践分析,页岩油气革命包涵科技革命、管理革命和战略革命。科技革命将资源视野从源外单一资源类型扩展到"源岩油气"系统;管理革命实现页岩油气低成本开发;战略革命重塑世界能源新版图。通过系统介绍中国陆相页岩油、海相/陆相页岩气两大领域的工业实践,明确了地下原位加热转化技术是中—低成熟度页岩油资源规模开发利用的现实探索,水平井体积压裂技术是实现中—高成熟度页岩油经济开发的有效途径,指出鄂尔多斯盆地延长组7段中—低成熟度页岩油和四川盆地侏罗系自流井组大安寨段中—高成熟度页岩油具有很大的资源潜力。当前,中国3 500 m以浅海相页岩气开发已有成功经验,海陆过渡相和3 500 m以深海相页岩气勘探取得了重要突破。地下煤气化试验探索煤炭清洁化和可持续利用新模式。页岩油气革命对中国能源发展具有深远影响：页岩油气革命突破传统找油理念,助推"源岩油气"成为新的油气系统;页岩油气革命推动"技术爆发",加快能源类型迭代;页岩油气革命开启"坚持常规、突破非常规、开启新能源"的发展道路,有望实现中国"能源独立"。     

俄罗斯四大石油公司开始涉足页岩油

俄罗斯最初对北美非常规油气热不屑一顾,而最近有迹象表明俄罗斯正在迎大赶上。据《石油情报周刊》报道,俄罗斯4家最大石油公司：俄罗斯石油、鲁克石油、俄气石油、苏尔古特油气,分别披露了各自要在俄石油工业腹地西西伯利亚开发非常规油的计划。     

页岩气大有可为

纵观国内外石油石化行业的发展历程,每次重大的理论和技术突破,都会在生产实践中引发一系列深刻变革,甚至改变一个国家的能源格局,影响世界历史的进程。世界石油工业正是靠着一次次技     

页岩油气突破“三个传统”的启示

近年来,世界页岩油技术取得重大突破,成为非常规能源最为耀眼的明星。页岩油气的革命,打破了三个传统。第一是突破了传统资源禁区,增加了资源类型与资源量。常规勘探开发中将页岩作为生气层,而非储层,并没有把页岩气作为一种有效资源。     

非常规油气勘探开发现状及发展前景

随着常规油气资源的快速消耗,新增资源的勘探开发难度增大,全球油气资源勘探开发正在由传统的常规油气为主转为常规与非常规油气并重的局面。详细阐述了非常规油气勘探开发现状和发展前景,非常规油气资源主要包括页岩油、页岩气、煤层气和致密气。我国非常规油气资源潜力远大于常规油气资源,加快非常规油气的勘探开发对提高我国油气资源供应能力具有重要的现实意义,制定长远发展规划,加强非常规油气资源的探索性研究和技术准备,是我国非常规油气资源发展和提高油气资源自给能力的关键。     

页岩油形成机制、地质特征及发展对策

页岩油是储存于富有机质、纳米级孔径为主页岩地层中的成熟石油,是常规-非常规"有序聚集"体系的重要类型之一,对中国陆相页岩油形成的沉积环境、储集空间、地球化学特征和聚集机制等基本石油地质问题进行了分析总结。富有机质页岩主要发育在半深湖—深湖环境,不同岩性组合共生沉积;发育纹层结构,微米—纳米级孔喉和微裂缝是主要储集空间;有利页岩以Ⅰ型和ⅡA型干酪根为主、Ro值为0.7%～2.0%、TOC值大于2.0%、有效厚度大于10 m;揭示了页岩孔隙演化和页岩油滞留聚集模式,储集空间、脆性指数、黏度、压力、滞留量等是页岩油"核心区"评价的关键。中国陆相页岩油在湖盆中心连续聚集,初步预测可采页岩油资源量约30×108～60×108t,水平井体积压裂、改造"天然裂缝"、注粗颗粒"人造储集层"等可能是页岩油工业化发展的核心技术,提出加快页岩油"分布区"研究、加强"核心区"评选、加大"试验区"建设的"三步走"发展思路。借鉴北美海相页岩气突破成功经验,陆相页岩油工业化有望在中国首先突破。     

致密油与页岩油的概念与应用

通过国内外大量的文献调研,了解和分析了致密油和页岩油术语的不同含义与应用情况,对比了它们之间的异同点,并提出了应用和完善致密油和页岩油概念的建议。致密油含义有广义与狭义之分;页岩油除用于指油页岩加工的石油外,其含义也有广义和狭义之分。致密油与页岩油异同点表现为3种情况:①致密油与页岩油概念完全不同,属于不同的非常规石油资源类型;②致密油与页岩油含义完全相同,可以互换使用;③致密油与页岩油概念既有关系,也有差别。在应用致密油和页岩油术语时,要遵循"尊重习惯、方便交流"的原则。致密油和页岩油有不同含义,不要只从字面上机械理解,要真正理解它们的实际内涵。对于致密油和页岩油术语使用中遇到的问题,应采取"不断完善,适时修正"的原则,不断完善致密油和页岩油术语的定义,使它们的定义和应用更加科学、规范,同时也要方便、适用和与国际接轨。     

美国页岩油气扭转美国油气产储量

《中东经济观察》周刊上周发表了美国能源信息署（EIA）前主任默克莱恩博士的文章,作者介绍了美国页岩油和页岩气的发展经历,以及对美国油气储产量的影响。     

页岩气渗流机理对气藏开采的影响

页岩气藏具有自生、自储、自封闭的成藏特点,页岩气储层孔隙结构复杂、类型多样,具有储集流体和提供流动空间的双重作用,复杂的孔隙结构决定了页岩气渗流机理的复杂多样,然而渗流机理是影响页岩气开采的关键.从页岩储层孔隙结构人手,对不同尺度孔隙结构主导的5种渗流机理进行了深入分析.在此基础上,结合页岩气储层物性特征、相渗特征和吸...     

随钻测井技术在页岩气钻井中的应用

我国页岩气钻井存在着较高的风险,主要问题是"甜点"钻遇率低、井壁坍塌问题严重、钻井周期长、经济效益差。利用随钻测井技术,可进行页岩岩石力学与油层物理特征分析、建立地层应力和三压力剖面、确定储层"甜点"、并指导地质导向作业,能减少页岩气钻井的井壁失稳问题、缩短钻井周期、降低钻井风险、提高钻井效率。文章总结了北美地区进行页岩气钻井时利用随钻测井技术解决页岩气钻井难题的方法,我国应借鉴北美经验,大力开展页岩气随钻测井技术和工具的研发,提高随钻测井技术在页岩气钻井中的应用程度,实现页岩气开发中的安全高效钻井。     

中国页岩气资源勘探潜力

页岩气是以吸附和游离状态同时存在于泥页岩地层中的天然气,它分别在天然气的成因机理、赋存相态、成藏聚集机理、分布变化特点及其与其他类型气藏关系之间存在广泛的变化性。由于页岩气成藏边界条件可有适度地放宽且变化较大,各成藏地质要素之间具有明显的互补性。基于地质、测井、地震等方法和手段,可对页岩气进行快速识别。研究表明,中国存在页岩气大量发育的区域地质条件,初步计算中国页岩气资源量约为（15~30）×10¹² m³。平面上以中国南方和西北地区最为有利（也包括鄂尔多斯盆地及其周缘）,剖面上以古生界资源量为最大,中生界位居其次。     

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对页岩气成藏机理进行了全面分析，获得了四个方面的认识。①页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征，体现出了复杂的多机理递变特点。②在页岩气的成藏过程中，天然气的赋存方式和成藏类型逐渐改变，含气丰度和富集程度逐渐增加。③完整的页岩气成藏与演化可分为3个主要的作用过程，自身构成了从吸附聚集、膨胀造隙富集到活塞式推进或置换式运移的机理序列。④相应的成藏条件和成藏机理变化对页岩气的成藏与分布产生了控制和影响作用，岩性特征变化和裂缝发育状况对页岩气藏中天然气的赋存特征和分布规律具有控制作用。研究了我国的情况，认为我国的许多盆地存在工业性页岩气藏发育的基本地质条件，其中，吐哈盆地吐鲁番坳陷的水西沟群是页岩气发育的重要区域之一。     

威远构造页岩气钻井技术探讨

当前常规天然气资源经过长期开采已逐步衰竭,页岩气等非常规天然气资源已引起新的重视。国外页岩气勘探开发表明其生产周期长、单井产量低、产量递减快、资金回收慢、环境污染等问题,是阻碍页岩气藏工业化开发步伐的主要因素。而水平井是页岩气藏成功开发的关键因素,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。文章以四川油气田威远构造的第一口龙马溪页岩气水平井—威201-H1井为依托,进行页岩气水平井钻井技术的探讨,为今后在该区块的钻井设计和钻井技术提供了一定基础支撑。     

气体钻井中泥页岩地层遇水时的井壁稳定性研究

常规钻井液钻井中,水在正压差、毛管力和化学势等作用下进入泥页岩发生井壁失稳,而气体钻井除了自身的力学失稳外,主要在毛管力作用下吸收下部地层水造成泥页岩地层井壁失稳。因此,随着气体钻井技术的发展,在钻遇下部地层出水后,泥页岩地层的井壁失稳机理值得研究。从分析气体钻井条件下泥页岩吸水扩散系数、吸水膨胀系数和吸水后的力学参数变化入手,结合建立的力学化学耦合模型,紧紧抓住气体钻井和水基钻井液钻井的不同点,使得该模型能较好地运用到气体钻井泥页岩井壁稳定性的分析中,并通过DY1井气体钻井实践验证了文中的模型。     

四川盆地页岩气成藏地质条件

与传统上的“泥页岩裂缝气”并不完全相同,页岩气是主体上以吸附相和游离相同时赋存于泥岩及页岩地层中的天然气。四川盆地经历了克拉通和前陆盆地演化过程中复杂的构造变动,形成了与美国典型页岩气盆地相似的构造演化特点和地质条件,其中的古生界页岩不仅是盆地内常规气藏的烃源岩,而且还是页岩气成藏及勘探的主要对象,目前已发现了页岩气存在的大量证据。根据演化及勘探地质特点,四川盆地非常规天然气具有两分格局,东南部以页岩气为主而西北部以根缘气为主,古生界主体发育页岩气而中生界主体发育根缘气。川东和川南地区（包括川西南）古生界生气页岩发育厚度大、有机质含量高、埋藏深度小,下寒武统和下志留统具有良好的页岩气成藏及勘探地质条件;川中地区同时发育中、古生界烃源岩,上三叠统、下志留统和下寒武统可作为页岩气勘探的有利层位;川西中生界泥/页岩常与致密砂岩形成频繁互层并产生具有砂岩底部含气特点的根缘气,整体上存在着页岩气发育和勘探的远景条件,局部埋藏相对较浅的高碳泥/页岩是页岩气勘探的基本对象。     

硬脆性泥页岩地层气体钻井最小注气量影响因素分析

气体钻井由于其低压,具有机械钻速高、避免井漏、消除泥页岩水化及保护储层等不可比拟的优势,目前已受到钻井界越来越多的青睐。但该技术在川西地区三叠系须家河组硬脆性泥页岩钻进过程中,经常发生井下掉块、崩落等现象,造成扭矩增大、钻具憋跳,严重时可能造成井壁坍塌、卡钻、埋钻等井下事故。目前气体钻井对于该类地层钻井可供借鉴经验并不多,还缺乏理论和实践的指导。通过对泥页岩性能分析,并建立与其相对应的单位时间岩屑量方程与安全携岩最小注气量的关系,结合修正的携岩模型进行数值模拟,计算结果与川西某区块实际钻进情况较为吻合。这对今后该地层硬脆性泥页岩钻进最小注气量和机械钻速提供了重要的参考依据。     

页岩气吸附模型对比分析与应用

页岩气等温吸附数学模型的建立对于计算页岩气吸附量具有重要意义,常用的理论吸附模型有分子层吸附模型、微孔充填模型、SLD吸附模型及Ono-Kondo吸附模型。各理论模型都具有一定的应用条件,能否直接用于描述致密页岩储层下超临界吸附过程还有待深入探讨。通过归纳总结目前已有的页岩气吸附模型,结合模型适用条件与页岩气吸附特征,先后对比分析了19种单组分页岩气等温吸附数学模型,讨论了各模型的优势与不足。认为分子层模型多无法描述页岩气超临界吸附特征,而基于分子势能所建立的吸附模型恰能弥补这一不足,但需完善模型在高温高压下的适用性论证。同时,为确保页岩气等温吸附模型的可靠性,应依据页岩储层实际情况进一步完善等温吸附实验条件及吸附模型。     

北美页岩气开发的关键技术

为了解决中国页岩气资源经济有效开发问题,依据北美地区页岩油气藏开发案例进行了类比分析,总结了成功开发页岩气的关键技术和油藏管理方法。研究结果表明:页岩油气富集的"甜点区"识别、长水平段水平井钻井、分段清水压裂以及微地震监测是页岩气藏开发的支撑技术;重视压裂液水资源管理和采用同井场多井的水平井钻井技术有利于降低开发成本;中国页岩气储层具有非均质性强的特点,应有针对性地进行储层表征研究。