页岩气资源与开采介绍

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1、WORD格式可编辑页岩气资源分布、开采技术及体制机制页岩气发现于1821年，但由于开采成本相对较高，开发利用缓慢。近几年，美国页岩气勘探开发技术突破，产量快速增长，对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，世界主要资源国都加大了对页岩气的勘探开发力度。我国国民经济和社会发展“十二五”规划也明确要求“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”，大力推动页岩气勘探开发，增加天然气资源供应，缓解我国天然气供需矛盾，调整能源结构，促进节能减排。一、页岩气及资源概况常规天然气是指采自气田的天然气和油田的伴生气。非常规天然气是指在地下

2、的储存状态和聚集方式与常规天然气有明显差异的天然气聚集，较为典型的有页岩气、煤层气、致密砂岩气等。全球页岩气资源量相当于煤层气和致密气资源量总和。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气聚集。页岩气在成分上与天然气并无明显差别，都是以甲烷为主。而与天然气的主要区别是分布方式不同，页岩气吸附或游离在页岩孔隙中，页岩和页岩气共同存在于页岩矿藏中。而常规天然气形成气田或者与石油伴生，是具有封闭圈的气体聚集，不吸附在任何矿藏内。专业技术资料分享WORD格式可编辑如果想象天

3、然气的状态为一个封闭空间内的所有甲烷等气体的结合，那么页岩气状态的就是封闭空间内装满了泡沫材料后的甲烷等气体的结合。下图详细介绍了各种非常规天然气在地下的储藏深度比例及分布情况。下表对比了天然气和非常规天然气的基本区别。类别气体名称主要成分存在于状态占非常规天然气的比例非常规页岩气甲烷泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层吸附和游离50%煤层气甲烷煤基质颗粒表面、煤孔隙吸附为主、游离为辅28%致密砂岩气甲烷砂岩层，致密砂岩分布游离22%常规天然气甲烷气田或油田伴生聚集游离-全球页岩气资源量丰富。美国国家石油委员会于基于R

4、ognar的数据估算全球非常规天然气资源量约923万亿m3；其中：近半数为页岩气（456万亿m3），常规天然气资源量378万亿m3。专业技术资料分享WORD格式可编辑据美国能源信息署（EIA）统计，2010年美国页岩气的总产量已超过1379亿立方米，占美国天然气年总产量6110亿立方米的近23%，并超过了中国常规天然气2010年的总产量967.6亿立方米。美国页岩气的成功开发使得美国天然气储量增加了40%，这大大增强了美国在能源外交和应对气候变化等方面的主导权。据美国能源信息署预测，2035年美国天然气总产量的74%将

5、来自于非常规天然气的贡献。我国页岩气储量丰富。国土资源部对我国页岩气资源进行了初步的地质勘探调查。经初步评价，我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿m3，可采资源潜力为25.08万亿m3（不含青藏区）。其中，已获工业气流或有页岩气发现的评价单元，面积约88万平方公里，地质资源为93.01万亿m3，可采资源为15.95万亿m3，是目前页岩气资源落实程度较高，较为现实的勘查开发地区。总体上，我国页岩气资源基础雄厚。按省(区、市)统计，全国页岩气资源主要分布在四川省、新疆吾尔族自治区、重庆市、贵州省、湖北省、湖南省、陕

6、西省等，这些省(区、市)占全国页岩气总资源的68.87%。二、页岩气开采技术页岩气具有开采寿命长和生产周期长的开发优点,但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大，目前，只有美国和加拿大等国已实现页岩气的大规模开发。专业技术资料分享WORD格式可编辑从美国和加拿大的页岩气生产实践来看，页岩气的勘探开发大致涉及资源评价、气田勘探和气层开采3个主要阶段。（1）在资源评价阶段需要对页岩及其储层潜力做出评估，并综合考虑其他因素筛选出有利勘探目标区。（2）在气田勘探阶段主要通过地质、地球物理、地球化学以及钻探试验井等多学科综合方法，确

7、定主要产层。（3）页岩气开采的工艺流程主要包括5个环节：①钻竖直井道页岩层，②钻水平井进入页岩储气层，③向页岩气井中注入由水、砂及化学添加剂配比而成的高压混合液，④进行水力压裂，形成岩层缝隙，由砂类支撑剂保持岩层缝隙的张开状态⑤抽采页岩气到地表。其中，页岩气开采的核心技术是水平井技术和水力压裂技术，这两项技术也是我国在页岩气开采方面的技术瓶颈和未来需要攻克的技术难点。另外由于我国地形多变，页岩气富集区（如四川盆地、塔里木盆地等）大多在山区、沙漠等地，并且我国页岩气储藏较深，都增加了勘探和开采的难度。压裂技术中也需要消耗

8、大量的清水及砂类支撑剂，水资源消耗及地下水污染也是潜在的问题。下面两图分别介绍了水平井技术和分段压裂技术。页岩气藏的特征决定开发初期和单井小规模难以形成稳定的投资回报、页岩气产业化开发的有效模式关键是形成规模化专业技术资料分享WORD格式可编辑“采”气，而不像常规天然气开发是否投入产业化的关键是“找”气。三、中国页岩气勘探开发面临