页岩气压裂技术现状及发展建议

页岩气分布广泛,开发潜力巨大,是常规石油天然气的理想接替能源。但是,页岩气成藏规律、储集空间、渗流规律以及开发模式有其自身特点,特别是储层具有低孔特征和极低的基质渗透率,给有效开发带来很大的困难和挑战,而水平井分段压裂是页岩气成功开发的主体技术。北美地区页岩气开发已实现商业化,并逐渐形成了一系列以实现“体积改造”为目的的页岩气压裂技术。我国页岩气资源丰富,前景广阔,但尚处于起步阶段。因此,了解北美地区页岩气储层特点和开发技术,加快技术研发和应用力度,尽快形成和配套适应我国页岩气压裂技术应用的基础理论与技术系列,对于加快我国页岩气勘探开发步伐具有现实意义。概述了国内外页岩气开发现状,详细分析了页岩气的储层特征,重点介绍了国外页岩气压裂技术进展和形成的系列工艺技术,并结合目前形势对我国页岩气压裂技术的发展提出了一些建议。      

油页岩流化床燃烧过程中灰粒自脱硫的数学模型

在耦合辐射、对流和传导三种形式的传热及氧气与二氧化硫传质和化学反应动力学的基础上，首次建立了油页岩灰粒固硫的等温和非等温模型，考虑了由于氧化钙在灰粒中含量较少，且呈微细粒均匀分布，固硫过程中不发生堵孔现象的潜在优势。模型计算结果表明，在６～１０ｍｉｎ内，钙的利用率＞５０％。这显示了油页岩由于其独特的高灰分含量，灰分在流化床燃烧工艺中将发挥固硫作用。颗粒页岩灰固硫属非催化气固反应，传统的研究方法是采用准稳态假设，其结果影响了模型的精度和应用。本研究则考虑了时间变量，建立了气固颗粒反应的瞬态模型，并通过对模型中偏微分方程的离散化处理，开发了一个有界Ｗｅｇｓｔｅｉｎ数值求解方法。此方法具有收敛快、计算精度高等优点。     

松辽盆地古龙页岩油原位成藏理论认识及勘探开发实践

松辽盆地古龙地区青山口组一段—青山口组二段页岩油资源丰富,实现了具有战略意义的勘探突破,开发先导试验取得初步成果,展现了广阔的页岩油勘探开发前景。古龙页岩油为典型的原生源储原位油藏,其源储关系、运移特征、聚集动力、边界条件等成藏特征和流体相态相变机理、微米—纳米级缝孔体系梯次输运机制等渗流特征与致密油、夹层型、混积型页岩油具有明显区别,为实现高效开发,形成了以"箱式开发"为核心的关键技术系列,并初见成效。页岩中与黏土矿物共生的层状藻类体生烃后,形成以有机孔为主的孔缝体系,受毛细管力、黏滞力等作用的综合影响,油气分子未发生运移而原地超压保存,形成规模分布、相对独立、具有不同压力系统及流体性质的微米—纳米级含油孔隙集合体,构成原生源储原位油藏。增加人工裂缝复杂程度,使不同压力系统的含油孔隙逐步达到流体启动压力、孔隙内赋存的原油梯次流向裂缝网络,是实现古龙页岩原位油藏开发、油井保持长期稳产的核心。勘探开发实践推动形成了以"有机相+应力级差"为核心的箱体划分技术、以"可动油含量"为核心的黄金靶体优化技术和箱体内"一次布井、多靶叠置、立体交错、整体动用"一体优化技术,应用成效明显。古龙页岩油原位成藏理论认识丰富了传统石油地质理论,必将引领世界原位型页岩油理论发展,将页岩油革命推向新的高度。古龙页岩油的规模效益开发,对保障国家能源战略安全、促进区域经济社会发展具有重要战略意义。     

我国非常规油气资源勘探开发前景

对我国非常规油气资源从类型、资源量、富集程度、分布特征等方面进行了探讨。我国非常规油气资源类型多、分布范围广、资源量巨大,有着广阔的勘探前景。其中,油页岩、致密砂岩气、煤层气、和页岩气开发价值较高,是目前最为现实的非常规油气资源。注重和加强对我国非常规油气资源的勘探开发研究,转变传统观念、创新地质理论、研发特色工艺,加强技术合作交流,将能有效的促进我国非常规油气资源工业的发展。     

新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用

以小分子量聚合醇、金属催化剂、氨水、高温保护剂、改性剂为原料,制得钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂JAI,外观为浅黄色黏性液体。研究表明,JAI处理剂抗黏土污染量达到40%以上,过40目、28目筛的滚动回收率分别为63.8%、51.2%,并使膨润土在清水中的膨胀体积由9.8 mL降至2.75 mL,抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力较好,各项性能与国外同类产品Ultrahib相当。在93 200℃范围内,2%JAI溶液的钻屑回收率和pH值随温度变化较小,平均值分别为63%和9.5。与甲酸盐和KCl盐水体系的配伍性良好。在两口井的现场应用表明,JAI抑制剂可大幅提高体系的抑制性,有效解决大段泥页岩导致的严重垮塌和膨胀缩径,以及严重造浆等复杂问题。     

江汉盆地潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层特征研究 ——以潜34-10韵律为例

江汉盆地始新统潜江组盐间页岩油是近年来研究的热点和难点.为了明确盐间页岩储层岩相及其储集物性,综合运用岩心观测、岩石薄片鉴定、X衍射、高压压汞和页岩孔渗等资料,对潜江凹陷潜江组盐间页岩油储层岩相发育特征及其对储集物性的影响进行了研究.该区盐间页岩油储层主要包括富碳纹层状泥质白云岩相、富碳纹层状云/灰质泥岩相和钙芒硝充填...     

页岩气富集高产主控因素分析——以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组一段页岩为例

以四川盆地涪陵地区五峰组-龙马溪组海相页岩为研究对象,综合岩心观察、地化分析、测井和地震资料,分别从页岩气富集和高产两方面开展主控因素系统分析,明确有机碳含量、微-纳米尺度孔隙和保存条件是页岩气富集主控因素。其中有机碳含量不仅是评价页岩原生品质的重要参数,同时影响微-纳米尺度孔隙发育特征,而保存条件是页岩气富集的重要基础保障。页岩气高产受脆性矿物含量、埋深、构造形态和裂缝因素影响,其中脆性矿物含量越高,页岩可压性越好;页岩埋深及构造形态对于地应力影响较大,从而影响页岩储层的压裂改造效果;裂缝的发育导致压裂过程中压力的定向性泄压,无法形成有效复杂缝网。      

基于脉冲注入理论的页岩储层微破裂试井解释技术及应用

微破裂测试可以获取页岩储层大规模体积压裂之前的物性参数,为资源量计算以及地质、工程双"甜点"的评价提供关键信息.目前基于常规关井压力恢复试井理论的解释方法在处理微破裂测试这类"短暂注入、长期关井"的特殊问题时精度低,且常出现流态无法识别及参数难以诊断的问题.结合微破裂测试的特殊性,提出了一种基于脉冲注入理论的页岩储层微...     

川东南盆缘复杂构造区深层页岩气富集特征

以川东南盆缘复杂构造区南川地区为研究对象,基于钻井、实验分析测试等资料,开展深层页岩气富集特征研究,重点讨论地层温度、地层压力等成藏环境变化对深层页岩气富集的影响作用。研究认为：(1)优势沉积相带是页岩气藏成烃的基础,研究区五峰组—龙马溪组一段形成于深水陆棚沉积环境,优质页岩发育,具备形成页岩气藏的良好物质条件。(2)有机碳含量控制纳米级有机质孔隙的发育程度,高压—超高压环境有利于孔隙的保持,对改善深层页岩物性发挥积极作用。(3)深层页岩气具有高温、高地应力的典型地质特征。温度较压力对页岩吸附能力的影响更为明显,深层页岩气赋存方式以游离气为主;高上覆地层压力导致页岩渗透率呈指数下降,页岩气运移能力显著减弱,逸散程度降低,有利于页岩气原位聚集。(4)温度、压力变化对气体扩散作用影响复杂,高温会增大气体的扩散系数,加剧气体的运移和逸散,而高压可以减缓或抑制气体的流动,有利于页岩气保存。(5)埋深与压力系数呈现一定的正相关性,埋深对向斜型页岩气藏压力系数的影响作用显著,表明深层向斜型页岩气保存条件趋好。埋深较大的残留向斜核部、凹中隆、有反向逆断层遮挡的斜坡区是复杂构造区页岩气勘探的有利目标。