页岩气藏开发的关键因素

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2018-10-16
简介
本文简述国内外页岩气开发现状,对北美页岩气藏开展研究并总结其勘探开发成功经验,综合地质评价是页岩气资源投入开发的基础,储层改造技术是动用页岩气储量的核心。阐述了地质参数及钻完井优化的主要内容,采用适合工程参数以增大缝网改造体积和效率,进而提高单井产量。

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页岩气泛指赋存于暗色页岩或高碳泥页岩中的有机质在一定温度或微生物条件下发生裂解或降解作用所产生的气态烃[1],与煤层气、致密气同属于非常规天然气。页岩气藏属连续性气藏[2],普遍具有含气面积广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点[3],是非常规气勘探开发的重要领域。1国内外页岩气开发现状页岩气分布广泛,主要分布在北美、中亚、中国、中东和拉美等地区[4]。据美国国家石油委员会(NPC)统计,截止2007年底,全球页岩气资源量约为456万亿m3。页岩气主要分布在北美(占23.8%)、中亚和中国(占21.9%)、中东和北非(占15.8%)、拉美(占13.1%)等国家和地区[5]。北美地区是全球唯一实现页岩气商业开发的地区。美国于1821年完成第一口页岩气生产井,之后页岩气开发受制于高成本,发展缓慢[6]。1986年,美国开始开发巴奈特(Barnett)页岩气田。随着水平井和水力压裂技术的应用,页岩气开发加快,并逐渐成熟。美国地区已发现页岩气盆地近30个,发现巴奈特(Barnett)、海涅斯维尔(Haynesville)、费耶特维尔(Fayetteville)、伍德福特(Woodford)、马塞洛斯(Marcellus)、安特里姆(Antrim)6套高产页岩,据美国能源资料协会(EIA)统计数据显示2011年美国页岩气年产量达1.8×1011m3,约占总天然气产量的19%[7]。值得注意的是近几年Haynesville、Fayetteville、Woodford及Marcellus页岩气产量呈指数增长(图1[7])。加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家,使北美地区成为世界能源新的增长点。加拿大页岩气主要集中在西部盆地地区,其中霍恩河(HornRiver)盆地和蒙特尼(Montney)盆地的页岩气资源最为丰富,截止2011年产量约4×109m3。此外,欧洲的德国、法国、瑞典、波兰等也开始了页岩气研究和试验性开发,波兰Lane能源公司获得了页岩气的区块勘探权。中国页岩气勘探开发工作仍处于起步阶段。2009年10月,中国国土资源部在重庆启动中国首个页岩气资源勘查项目,标志着中国正式开始对页岩气资源进行勘探开发的研究工作[8]。自2009年国土部油气中心在重庆彭水部署钻控了页岩气战略调查渝页1井以来,石油公司已在川南、渝东、鄂西、泌阳、济阳、东濮、鄂尔多斯、沁水、辽河东部等开展了大量页岩气老井试气和钻探评价工作,加快了四川、泌阳、鄂尔多斯等盆地页岩气的勘探开发,并取得一定突破。2012年3月,中国批准设立“四川长宁—威远国家级页岩气示范区”和“滇黔北昭通国家级页岩气示范区”。目前,长宁—威远国家级页岩气示范区完钻17口井,直井日产量2×103~3.3×104m3,水平井日产量1×104~16×104m3。滇黔北昭通国家级页岩气示范区完钻7口井,完成压裂试气两口井,直井日产2.5×103m3,水平井日产1.5×104~3.6×104m3。中国页岩气勘探已获得重大发现,从2009至2012年底,国土资源部、地方有关部门和油气公司累计完钻129口页岩气井,其中水平井28口,初步掌握了页岩气藏压裂技术,展示出较为良好的开发前景。
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