页岩气开采中遇到问题和应对措施

《页岩气开采中遇到问题和应对措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、页岩气开采中遇到问题和应对措施　　摘要：页岩气是一种储量巨大的非常规天然气，但是页岩气藏储藏层结构复杂，多为低孔，低渗型，开发技术要求很高，需要大量技术资金和人员投入。重点介绍了国内外页岩气勘探开发技术，主要包括储层评价技术，水平井增产技术，射孔优化技术以及压裂增产技术；分析了国内在页岩气研究开发中存在的主要问题，指出了当前页岩气开发技术的发展趋势。关键词：页岩气开发；储层评价；水平井增产；射孔优化；压裂增产中图分类号：F470.1文献标识码：A全球页岩气开采共同面临的最大未知因素，就是环境后果。尤其是对地下水资源的破坏、

2、污染，以及引发地震灾害的可能性。面对这些威胁，在美国和欧洲，都曾引发各种各样的政治和社会反应，从无视这些威胁，到彻底禁止开采页岩气，各种立场都有。一、对资源的污染6中国不仅是地震高发区，水资源方面也面临各种各样的问题。相对而言，南方和东部地区（包括四川盆地）在大多数年份下并不缺水，不过它们有时也会受到旱灾威胁，而且城乡人口密度都很大。这些地区的农耕活动也非常活跃。如果生产安全和环境保护方面工作不到位，页岩气的开采就可能会在当地遇到较大阻力。中国北部和西北部地区人口密度虽然不大，但其严重的缺水问题不容忽视。6中国是继美国和加

3、拿大之后，着手勘探开发页岩气资源的国家。如何尽最大可能减少对页岩气开采对环境的危害，是摆在所有油气公司面前的难题。规天然气储藏在多孔或具有天然裂缝的岩层中，容易开采。而页岩气是存在于致密页岩及其缝隙中的非常规天然气，开采成本较高。每个开采平台的地面上都排列着许多口井，像章鱼的触角一样深入地层。其中一个钻井架上，鲍勃所操作钻头的钻井深度已达2000米，钻井方向逐渐倾斜，即将进入水平井的阶段。水力压裂技术，是目前惟一可以开启页岩气矿藏的金钥匙。当高压液体注入钻井并使岩层裂开后，高压液体中的支撑剂可以保持住裂缝，使其成为油气导向

4、钻井的高速渗透通道。使用水力压裂法开采页岩气的地区，地下饮用水中甲烷含量比未钻探区域高出17倍，这种甲烷污染与水力压裂法的应用有关。水力压裂液中的成分，也是争议焦点之一。美国三名民主党议员2010年4月在一份报告中说，美国14家油气公司过去五年的页岩开采中使用了约295万立方米的压裂添加剂，其中包括750种化学产品，以及有毒物质苯和铅等。回流的压裂液如果未及时处理或造成泄漏，对生态环境的影响不可低估。在世界上最大的非常规天然气田――美国马塞勒斯页岩气田，大量回流水被倒入特拉华河流域，而该流域是宾夕法尼亚等几个州的饮用水来源

5、。页岩气钻探大量消耗地表水或地下水，很可能影响当地水生生物的生存、捕鱼业、城市和工业用水等。根据美国能源部统计，每一个页岩气钻井平均用水量甚至高达1.5万立方米。中国目前实施的水资源和环境保护法律，以及正在制定的《石油天然气开采业污染防治技术政策（征求意见稿）》等，都没有考虑页岩气开采引起的特殊资源环境问题。美国地质调查局提出，钻探用水不能给当地的水资源带来冲击、避免小流域和河流的退化、选定合适方法处置含有污染物质的大量钻探回收水。中国页岩气田的分布与缺水地区的分布重合比较多。在水量相对充裕的长江流域，只在四川和江汉盆地发

6、现了页岩气；而在西北、华北地区，页岩气储量丰富，水资源却相当紧张。其中，由于地表水缺乏，或者是水质污染严重，华北平原和沿海地区的页岩气开采将主要依靠地下水。而华北平原是地下水超采最严重的地区之一，一些沿海地区则因为地下水水位下降，引起了海水入侵，导致地下水水质恶化。无论是就近取水，还是污水处理，都是中国页岩气开发中的隐患。二操作难点分析1)由于页岩地层裂缝发育,长水平段(12006m左右)钻井中易发生井漏、垮塌等问题,造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具等工程事故。2)页岩气水平井钻井中,水平段较长,摩阻、携岩及地层污染问题非

7、常突出,钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护效果。3)页岩气单井产能低,勘探开发成本高,需要优化钻井工艺及研发低成本钻井技术及其配套装备,提高采收率,降低钻井工程成本。2需要重点解决的问题1)针对页岩具有易膨胀、易破碎的特点,开展页岩气钻井井壁稳定性研究,避免钻井过程中井壁的缩颈或坍塌。2)针对页岩地层特点,开展预防水平井钻井工程事故的研究,优选或研制有关事故预防和处理工具,避免卡钻、埋钻具等工程事故发生。3)深入开展适合页岩地层特点的控压或欠平衡钻井工艺技术研究,优化钻井液性能,降低钻具有效摩阻,提高钻

8、井效率,预防井漏发生。4)根据页岩地层及浆埋深特点,有针对性的研究优化井身结构和完井方式,满足高效、安全、保质及低成本要求。5)根据地质和井深条件,研究合理优化的井下配套仪器(一般技术指标:工作温度低于150°C,工作压力小于140MPa,工作时间120h),以满足适合页岩特点的水平井钻井需要。66)开