页岩气开发技术现状及研究方向

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2011年1月第33卷第1期JournalofOilandGasTechnology(JJPI)Jan2011Vol33No1#119#页岩气开发技术现状及研究方向刘德华,肖佳林中国石油天然气集团公司采油采气重点实验室长江大学研究室,湖北荆州434023关富佳[摘要]页岩气是一种非常规气藏,在全世界都有广泛的分布,近年来在天然气产量中的比例正在不断增加。页岩气是以多种相态存在并富集于页岩地层中的天然气。页岩既是烃源岩又是储集层,属于典型的自生自储型气藏,页

2、岩气主要以基质吸附气和裂缝、孔隙中的游离气存在。页岩气储层具有低孔、低渗特征,在开发上主要表现为常规试气产能低或无产能,正是由于页岩气具有特殊的地质特征,常规气藏的开发技术显然无法适应其高效的开发。目前有关页岩气的研究主要集中在成藏、储层特征等地质勘探方面,对开发方面的研究只涉及到了水平井钻井技术和压裂技术。介绍了页岩气资源的分布状况、页岩气成藏及储层的基本特征,从页岩气测井、水平井钻完井和页岩气储层改造几个方面介绍了页岩气开发技术的现状,指出了开发中存在的诸如储量的准确计算存在困难、渗流机理复杂多样、渗透率的准确

3、测量困难这几个问题,初步探讨了页岩气开发技术的研究方向。[关键词]页岩气;开发技术;研究方向;综述[中图分类号]TE375[文献标识码]A[文章编号]10009752(2011)010119051页岩气资源分布概况123[1]全球页岩气资源量为4562410m,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前83苏联。目前美国已对密西根、印第安纳等多个盆地进行了商业性开采,页岩气产量已超过20010m,[1]占全美天然气产量的3%。加拿大紧随美国之后也积极开展了页岩气方面的勘探及开发试验。在我

4、国,从成藏机理的角度出发,结合部分勘探数据分析认为,四川盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地等含油气盆地及其周缘均有页岩气成藏的地质条件。同时,在含油气盆地以外,如我国南方寒武系、志留系、二叠系等分布区的页岩气勘探前景亦不容忽视。四川盆地下古生界海相粘土岩裂缝发育,气显示活跃,可能在一定范围内存在裂缝性泥页岩气藏,四川[2]盆地各地区的成藏要素对比见表1。采用多种方法对中国主要盆地和地区的页岩气资源量进行初步估123[3]算,结果表明,我国主要盆地和地区的页岩气资源量约为(15

5、~30)10m,与美国的大致相当。表1四川盆地各地区的成藏要素对比分布地区主要发育层系总有机碳含量/%镜质体反射率Ro/%烃源岩有效厚度/m川东地区上二叠统3~75416~3120~120下志留统02~31322~40100~700(400)下寒武统1~3>35(>200)川中地区下侏罗统007~451(119)07~112(<20)上三叠统05~15(114)-20~350川南地区下志留统(龙马溪组)10~4920~401000下寒武统(筇竹寺组)02~998(0

6、97)-200~400川西地区上二叠统05~1522~4025~100侏罗统!红层∀023~161051~104475~114注:括号内数据为平均值。[收稿日期]20100620[基金项目]中国石油科技创新基金项目(2008D50060204)。[作者简介]刘德华(1962),男,1982年大学毕业,博士,教授,博士生导师,现主要从事油藏工程方面的科研和教学工作。#120#石油天然气学报(江汉石油学院学报)2011年1月2页岩气成藏及储层基本特征页岩气成藏具有隐蔽性,成

7、藏机理上具有递变过渡的特点,一般原生页岩气藏具有高异常压力。页岩气藏不以常规圈闭的形式存在,但页岩中裂缝发育有助于游离相天然气的富集和自然产能的提高。当[1,4]页岩发育的裂隙达到一定数量和规模时,就成为勘探的有利目标。盆地内构造较深部位是页岩气成藏的有利区,页岩气成藏和分布的最大范围与有效气源岩的面积相当。当发生构造升降运动时,其异常[5]压力相应升高或降低,因此页岩气藏的地层压力多变。目前可采的工业性页岩气藏埋深最浅为182m。页岩总孔隙度一般小于10%,而含气的有效孔隙度[3]一般只有1%~5%,渗透率则随裂

8、缝发育程度的不同而有较大变化。页岩具有广泛的饱含气性,天[1]然气的赋存状态多变,吸附态天然气的含量变化在20%~85%之间。3页岩气开发技术现状页岩气藏的特性决定了页岩气只有在特定条件下才能被开采出来。与含气页岩有关的特征包括缺少明显的盖层和圈闭、无清晰的气水界面、天然裂缝发育、最终采收率低于常规气藏以及极低的基岩渗透率。31页岩气测井技术页岩气有别

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