页岩气国内外研究现状
一、页岩气的定义
关于页岩气的定义，Curtis 认为页岩气可以是储存在天然裂隙和颗粒间孔隙中的游离气，也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或者是干酪根和沥青质中的溶解气。中国地质大学张金川教授给出的定义是：主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中，以吸附和游离状态为主要存在方式的地层中的天然气聚集。
二、页岩气资源的地质特征
2.1 多相态存在于致密页岩中
页岩气是以有游离、吸附和溶解状态存在于暗色泥页岩中的天然气，其赋存形式具有多样性，但以游离态和吸附态为主，溶解态仅少量存在。从美国的情况看，游离气在20%~80%之间，吸附气在80%~20%之间，范围很宽，其中部分页岩气含少量溶解气。游离气主要存在于粒间空隙和天然裂隙中，吸附气则存在于基质表面。随着页岩气研究的不断深入，学者们开始认为吸附态页岩气至少占到总储量的一半。天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，如图1 所示，当吸附在基质表面的气量达到饱和后，富余的气体会解析进入基质孔隙，然后随着天然气的产出，裂隙内压力降低，基质内气体进入裂隙聚集后流出。
2.2 源岩层系
页岩系统包括富有机质页岩，富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹层，粉砂岩、细砂岩夹富有机质页岩；页岩气形成于富有机质页岩，储存于富有机质页岩或一套与之密切相关的连续页岩组合中，不同盆地页岩气层组合类型不相同。即页岩气为源岩层系天然气聚集的一种，为天然气生成后，未排出源岩层系，滞留在源岩层系中形成的。源岩层系油气聚集除页岩气外，还包括煤层气、页岩油和油页
岩。
2.3 页岩气为连续型油气聚集
Curtis对页岩气（Shale gas）进行了界定，并认为页岩气在本质上就是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，它具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭和相对很短的运移距离，它可以在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在，在干酪根和粘土颗粒表面上以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。即页岩气为连续型气藏（图1）。
2.4 页岩气为源岩层系油气聚集
在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，甚至砂岩地层中，为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。从某种意义来说，页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。
中国页岩气藏与北美地区相比较有以下特殊性：( 1) 海相页岩热演化程度较高(Ro值为2. 5%～5. 0% ) 、构造活动较强，需寻找保存有利的地区，避开露头和断裂破坏区：( 2) 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强：( 3) 地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深(5000～7000m) 。所以在勘探开发过程要有针对性地采取合理措施开发我国页岩气。张金川等学者认为页岩气成藏模式介于煤层气和根缘气之间，表现为过渡特征，并将我国页岩气资源富集类型分为：南方型、北方型和西北型。
2.5 渗流机理
国内目前对于页岩气渗流机理方面的研究几乎处于一片空白，能查阅到的相关文献很少，只有西南石油大学的段永刚教授在参考文献中做过相关的研究，对页岩气无限导流压裂井压力状况及渗流机理等进行了研究分析。针对页岩气存在吸附—解吸附复杂的渗流过程，国外学者做了一定工作，取得了不少的成果。在参考文献中，M. Brown 等学者给出了一种非常规油藏“三线性”渗流模型，渗流示意状况如图2，此模型合理地简化了页岩气开发的复杂模型，对于研究页岩气藏渗流模型具有很好的借鉴价值。该模型假设：( 1)水力裂缝中流动是一维线性流；( 2) 在水力裂缝间的内部油藏的流动和在水力裂缝外部油藏的流动都被假定为是线性的；( 3) 来自外部油藏的流体流动方向垂直于内部油藏流体流动的方向，这三点即为“三线性”的定义来源，该模型相对于其他半模型优势即为简化后可给出了页岩气压裂水平井筒中压力的解析解。
页岩气渗流机理有四大难点：( 1) 用合适的数学公式描述页岩气吸附—解吸附之间的物理化学机理，目前大多数学者采用适用于北美某些页岩气藏的处理方式: 兰氏等温吸附方程。( 2) 油层内多重介质渗流机理模型。气体在页岩气藏中渗流伴随着基质、小裂隙和大孔隙之间的复杂流动。( 3) 与水平井段的衔接模型。目前大部分开发的页岩气藏基本都采用水平井技术，而水平井的渗流状况本
身就比较复杂，加上与页岩气藏中裂缝气体向井筒中流动将更加难以描述。( 4) 各个流动阶段的耦合，页岩气在地层中的渗流要经历多个复杂的过程并涉及众多复杂的物化机理，将这些过程合理简化并进行耦合使之可以进行求解并指导实际是一个非常困难的过程。
三、页岩含气量和影响因素
3.1 页岩含气量
页岩含气量是指每吨岩石中所含天然气折算到标准温度和压力条件下（101.325kPa，25℃）的天然气总量，包括游离气、吸附气、溶解气等，目前主要关注吸附气和游离气（图3）。游离气是指以游离状态赋存于孔隙和微裂缝中的天然气；吸附气是指吸附于有机质和粘土矿物表面的天然气，以有机质吸附为主，伊利石等粘土矿物也有一定的吸附能力。
从形成机理和过程的角度看，富有机质页岩含气量的大小取决于生烃量和排烃量，即页岩含气量＝生烃量－排烃量。其中，生烃量受有机质的类型、含量和成熟度的控制；排烃量主要受排烃门限高低的控制，突破压力大，排烃门限高，则在相同的生烃条件下，含气量高。
从等温吸附研究的结果看，按每10m水柱＝14.5MPa 换算，若页岩地层处于正常流体压力状态，在1150m 以浅，特别是在700m以浅，页岩气中的吸附气含量随着深度增加而明显增加，在1150m 以深，吸附气含量增加缓慢，在
2000m以深，吸附气含量曲线变得十分平缓，吸附气增加量已经不明显。而游离气随着埋深的增加表现出平稳增加的趋势，波动比较小（图3）。实验结果也显
示出，在1150m左右，游离气和吸附气的含量基本相等，之后，随着埋深的增加，游离气含量逐步增加，在埋深达到2800m左右时，游离气达到吸附气的2 倍以上。总体上表现出在1150m以深，页岩气的存在状态主要以游离气为主的趋势。
3.2 页岩气的储集空间
页岩气的储集空间包括孔隙和微裂隙。Jarvie 等认为，页岩中的孔隙以有机质生烃形成的孔隙为主，如果页岩有机质质量百分含量为7%，则体积百分含量为14%，若这些有机质有35%发生转化，则会使岩石增加4.9%的孔隙空间。
微裂缝是页岩的另一种主要储集空间，长度在微米级至纳米级。微裂缝的成因多种多样。页岩在生烃过程中，随着烃类生成量的增加，内压增大，当达到突破压力后，会形成大量的微裂隙，为烃类排出提供通道，同时也形成新的储集空间。在成岩过程中，矿物相的变化也会使微裂隙形成。构造活动过程中也会形成大量的微裂隙。
3.3 影响页岩气含量的因素
3.3.1 压力、温度
压力与埋深直接相关。富有机质页岩含气量总体随压力的增加而增加，其中，吸附气在低压条件下增加较快，当压力达到一定程度后，增加速度明显减缓，而游离气仍然在明显增加，并成为页岩气的主体。温度增加会降低富有机质页岩的吸附能力，任何富有机质页岩在高温条件下吸附能力都会明显下降，温度升高1倍，吸附能力下降近2倍。即随着地温的不断增加，富有机质页岩的吸附能力不断下降，游离气的比例不断增加（图7）。
3.3.2 有机质含量
有机质含量决定了页岩的生烃能力、孔隙空间的大小和吸附能力，对富有机质页岩的含气量起决定性的作用。从国内外的实测结果看，有机质含量直接影响含气量，有机质含量越高，含气量越大。两者具有近似线性的相关关系，相关程
度很高。
3.3.3 其它因素
除以上影响因素外，岩石的湿度、有机质类型、粘土矿物含量、地层水矿化度等，对富有机质页岩的含气量也有不同程度的影响。其中，干岩石的含气量明显高于“湿”岩石；伊利石的吸附能力高于蒙脱石，高岭石的吸附能力最弱。而
地层水矿化度对生物成因页岩气的含气量有明显的影响。
从以上富有机质页岩含气量的影响因素看，页岩气的聚集和保存也是需要一定条件的。开展页岩气聚集条件研究，是寻找页岩气富集有利区的基础。
四、含气量的确定方法
4.1 直接测定
包括保压取心测定和密闭取心测定。国外研究人员认为，保压取心测定页岩含气量的方法不但价格昂贵，而且准确度不高，不建议使用。通过密闭液覆盖可保存大部吸附气和部分游离气。密闭取心测定页岩含气量的方法偶尔使用。
4.2 分类测定
通过分类测定页岩中的游离气、吸附气和残留气，得到页岩气总含气量，是目前应用最广的页岩气含气量测定方法。游离气的测定首先通过岩心确定含水饱和度，如果含油，确定含油饱和度，进而确定游离气含气饱和度。通过建立岩电关系，利用饱和度测井确定游离气含量。吸附气含量主要通过解吸和测井手段获取。
4.3 等温吸附模拟
等温吸附模拟是解吸的逆过程，在煤层气研究中为成熟技术，在国外页岩气含气量研究中也为成熟技术，在国内页岩气研究中，还有一些新问题需要解决，结果也基本可用。通过等温吸附模拟，可以研究不同有机质含量、类型、湿度等富有机质页岩的吸附特征和能力，获得吸附气含量参数数据，并与解吸等其它手段获得的数据综合，得到富有机质页岩的含气量及其变化规律的参数数据。
需要注意的是，解吸获得的含气量一般大于等温吸附模拟的含气量，有时也会低于等温吸附模拟的吸附量。其原因主要是解吸气与吸附气之间不是等量关系。解吸获得的页岩气中包括一定量的残留游离气和大部分吸附气。如果两者的和大于吸附气量，再加上游离气，就会出现总含气量大于等温吸附模拟获得的总含气量；如果小于吸附气量，再加上游离气，就会出现总含气量小于等温吸附模拟获得的总含气量。
4.4 含气量测井解释
通过测井资料综合解释确定富有机质页岩含气量，已经在北美页岩气勘探开发中普遍应用。通过测井资料确定富有机质页岩的含气量，首先要建立岩电关系，包括岩石密度与有机质含量的关系，放射性物质含量与有机质含量的关系，有机质含量与含气量的关系等。在岩电关系的基础上，通过测井资料解释吸附气含量、游离气含量和总含气量。
五、页岩气地质评价
页岩气等非常规油气勘探不同于常规油气勘探，非常规油气勘探不但包括发现全新的油气藏，还包括过去错过或不经济天然气的再发现。如致密砂岩气和煤层气，发现历史很长，但由于经济和技术原因没有得到开发。在技术进步的推动下，如今又被重新认识和开发。
页岩气地质评价包括对新的勘探区页岩气的评价，更多的是对已经开展常规油气勘探地区的重新评价。因此，充分利用已有资料信息和知识是页岩气地质评价的捷径。
5.1 评价内容
由于页岩气的特殊性，研究内容的侧重点较其它非常规天然气资源有所不同。页岩气的勘查开采需要研究的内容包括下述12 项：
（1）地层和构造特征
（2）岩石和矿物成分
（3）储层厚度和埋深
（4）储集空间类型和储集物性（孔隙度和渗透率、裂缝的长度、宽度和导流、裂缝与孔隙度的关系）
（5）泥页岩储层的非均质性
（6）岩石力学参数
（7）有机地球化学参数
（8）页岩的吸附特征和聚气机理
（9）区域现今应力场的特征
（10）流体压力和储层温度
（11）流体饱和度与流体的性质
（12）开发区的基本条件等
5.2 地质研究
首先开展区域地质研究，分析研究区地层构造和沉积、演化；在区域地质研究的基础上，研究区域应力场的特征和变化规律，确定最大主应力、中间主应力和最小主应力的大小和方向，确定水平最大、最小主应力的大小和方向，为钻井设计提供基础参数。
在区域地质研究的基础上，针对页岩气勘探开发要开展以下3个方面的针对性研究。
5.2.1 富有机质泥页岩的基本特征
通过地质和地球物理、地球化学资料，确定富有机质泥页岩的层位、分布、厚度和埋深。分析确定页岩层系的岩石类型和剖面组合，分析沉积微相的特征。研究岩石的矿物组成。
研究岩石的TOC含量及其在剖面、平面上随岩石类型和沉积微相的变化规律；确定有机质成熟度。
在有地震和钻井资料时，通过地震和井筒资料可以对以上各项参数进行研究和标定。其中，测井资料可以标定岩石的矿物组成、有机质类型和演化程度，划分沉积微相。地震资料可以识别富有机质泥页岩层系和空间展布，并编制富有机质泥页岩厚度、埋深平面图。
5.2.2 岩石孔渗特征和储层力学参数、敏感性参数
通过岩心、测井资料，研究富有机质泥页岩层系各类岩石的孔隙度和渗透率。通过岩心和薄片分析，研究岩石宏观和显微裂缝的特征；通过扫描电镜，研究分析岩石微观孔隙、裂缝的特征和矿物成分；通过低压注N2、CO2、CH4和高压压汞，研究岩石的孔隙结构、孔喉半径等。在建立岩电关系的基础上，通过测井数据，研究解释富有机质泥页岩层系的物性特征和变化规律。
通过岩石力学实验，确定岩石的弹性模量、泊松比和岩石的抗张、抗剪、抗压数等参数数据。通过敏感性实验，确定岩石的水敏、酸敏、碱敏、速敏、压敏等参数，为钻井和压裂提供基础参数。
5.2.3 富有机质泥页岩层系的含气性
以岩心资料为基础，标定饱和度数据资料，并建立岩电关系，通过测井资料，确定富有机质泥页岩层系的游离气含量；通过岩心解吸，确定岩心吸附气含量和残留气含量。最终确定富有机质泥页岩层系的总含气量。
在经过岩心资料标定后，可通过测井数据同时确定富有机质泥页岩地层层系的游离气、吸附气和总页岩气含量。
5.3 页岩气资源潜力分析
对目标区的页岩气地质资源量和资源丰度进行预测，得到页岩气资源潜力数据，为目标区页岩气开发提供决策依据。
通过以上工作，确定页岩气的关键参数下限。美国多个盆地页岩气经济开发的关键参数主要包括孔隙度、含水饱和度、含油饱和度、渗透率和总有机质含量。要求孔隙度大于4%、含水饱和度小于45%、含油饱和度小于5%、渗透率大于100nD、总有机质含量大于2%。
5.4 页岩气有利区优选
页岩气作为聚集于源岩层系的连续型油气聚集，其分布层位明确，分布面积大，但有富集区存在。资源潜力评价要同时考虑以游离态和吸附态存在的天然气。目前，国外页岩气资源潜力的评价方法有体积法、类比法、统计法、成因法等。在勘查阶段主要采用体积法和类比法，其中体积法是基础方法。体积法预测资源潜力、确定富集区的主要指标包括目地层的厚度、面积、密度和含气量。目地层的厚度和面积要结合含气量指标，通过地质和地球物理手段确定，获得页岩的吨岩含气量及其分布十分关键。
目前，美国页岩气有利区优选要求有机质含量达到一定指标。美国主要页岩气层TOC一般大于2%，最好的在2.5%~3.0%以上；有机质热成熟度在生气窗范围之内，Ro一般在1.1%以上，美国主要页岩气层Ro为1.1%~3.5%，包括处于1.1%~2.0%生气高峰阶段的页岩气，也包括2.0%以上处于生气高峰后的页岩气，都有成功开发的实例。
富有机质页岩的厚度达一定规模，一般在15m以上，区域上连续稳定分布，TOC 低的页岩的厚度一般在30m 以上，要求有一定的保存条件，盆地中心区或构造斜坡区为有利区；脆性矿物、微裂缝发育，其中石英、方解石、长石等矿物含量大于30%~40%。大面积区域富集、连续分布，气藏面积与有效气源岩面积相当，因此资源量非常巨大，可能是常规资源的2~3倍或更多。
若要有效开发，必须应用先进的勘探开发技术来提高单井产量和采收率，并降低成本，主要技术包括水平井钻井、分段压裂等
六、页岩气开采工艺
美国开发页岩气的关键技术是水平井技术和压裂技术。水平井分段压裂是开发页岩气的核心技术。水力压力从1985 年开始用于页岩储层增产作业中，多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂和重复压裂是目前页岩气水力压裂常用技术。唐颖等人认为清水压裂是现阶段中国页岩气开发储层改造的适用技术，开采长度大的页岩气井，可以适用多级分段清水压力技术，同步压裂是规模化页岩气开发的客观需要，重复压裂增产措施对于低渗、天然裂缝发育的地层很有效，特别是页岩气藏，重复压裂可以有效地改善页岩气单井产量与生产动态特征，建立良好的生产井产能。
近几年，在压裂改造储层方面出现的一些新技术的进展对于开发页岩气起到了巨大的推动作用，如大规模水力压裂技术、页岩气体积改造技术等。2011年9月由中国工程院、中国石油学会、中国石油天然气集团公司共同在四川成都召开的非常规天然气有效开采工程技术论坛暨发展前景高端研讨会上，沈忠厚院士开创性地提出了超临界CO2系统开发非常规油气技术，特别是利用CO2在超临界状态的独特物理化学性质系统开发页岩气和非常规油气资源。超临界CO2喷射钻井不仅能够在页岩层中获得较高的机械钻速，同时不会使页岩层产生粘土膨胀、水锁等效应; 利用超临界CO2流体进行储层压裂改造，能使储层产生更多微小裂缝，有助于页岩气生产; 最重要的是，CO2与页岩的吸附强度高于CH4，因此CO2能够置换吸附在页岩上的CH4，在提高产量和生产速率的同时，实现CO2永久埋存，更加契合了当前环保的主题。超临界CO2开发页岩气无论从技术或是经济上去审视，均具有极大优势，该项课题的研发和实践，将具有重大的意义。
美国页岩气勘探开发经验表明，技术突破是页岩气发展获得成功的关键因素之一。我国含油气盆地类型较多、盆地结构较为复杂，页岩分布层系广、发育类型多。南方海相古生界页岩保存条件差，烃源岩演化程度普遍偏高，构造及地表地貌条件复杂多变，不同地区埋藏深度差异大；中新生代盆地页岩层系较多，有机质丰度较高，但演化程度较低，多处于生油窗阶段，生气潜力有限，加之盆地面积小，页岩分布比较局限，粘土矿物含量高。因此，我国页岩气资源在成藏条件及分布规律方面具有独特的地质特征，不能简单地照搬美国页岩气勘探开发理论和方法。必须针对我国页岩层系的特点，从国家层面组织各方力量，加强页岩
气成藏机理及资源评价等基础地质研究，形成适合我国地质条件的页岩气地质理论、资源评价方法参数体系。在工程技术攻关上，要积极学习和引进水平井＋多段压裂技术、清水压裂技术和同步压裂技术，在消化吸收的基础上加强自主创新，加快形成适合我国页岩气勘探特点的工程工艺配套技术系列。
国内外页岩气研究进展 摘要：页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。从某种意义来说,页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。在目前的经济技术条件下, 页岩气是天然气工业化勘探的重要领域和目标。美国页岩气勘探的巨大成功,极大地鼓舞了在世界范围内的类似页岩层序中寻找天然气资源的勘探热情，已成为全球油气资源勘探开发的新亮点，正在我国油气资源领域孕育着新的重大突破。 关键词：页岩气勘探资源现状 1 国内外页岩气勘探开发概况 据Rogner（1997）估计，全球页岩气资源量为456.24×1012m3，主要分布于北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联，其中约40%将是可采出的，即世界页岩气可采资源量为180×1012m3。按2008年的世界天然气产量计算，仅全球页岩气资源就可以生产60年。 1.1 北美地区 以北美加拿大为例：加拿大页岩气资源分布广、层位多,预测页岩气资源量超过28.3×1012m3,其中加拿大西部不列颠哥伦比亚地区的白垩系、侏罗系、三叠系和泥盆系的页岩气资源量约7.1×1012 m3。目前,已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气开发试验,2007年该区页岩气产量约8.5×108 m3,其中3口水平井日产量较高(9.9×104~14.2×104 m3)。 然而，美国的页岩气主要发现于中-新生代（D-K) 地层中，其页岩气广泛的商业性开采直到1980年实施了非常规燃料免税政策以后，特别是1981年Mitchell 能源公司在得克萨斯州北部Fort Worth盆地Barnett页岩钻探了第一口页岩气井后，再一次引起了人们对页岩气的兴趣。先后继续对页岩气投入了开发，产量如图1-1所示： 2006年，美国页岩气井增至40000余口，页岩气产量达到311×108 m3，占全国天然气总产量的 5.9%，至2007年,美国页岩气产气盆地已有密歇根盆地(Antrim页岩)、阿帕拉契亚盆地(Ohio、Marcellus页岩)、伊利诺伊盆地(New Albany 页岩)、沃斯堡盆地(Barnett页岩)和圣胡安盆地(Lewis页岩)、俄克拉河玛盆地(Woodford页岩)、阿科马盆地(Fayetteville页岩)、威利斯顿盆地(Bakken页岩)等20余个盆地。如图 据预测，世界范围内页岩气资源量为456×1012 m3，相当于煤层气与致密砂岩气资源量的总和，占3种非常规天然气(煤层气、致密砂岩气、页岩气)总资源
致密油气国内外研究现状 一、致密油气居国外非常规之首 在国外，与其他非常规油气资源相比，致密油气开发最早，而且产量最大。目前，美国进行商业性开发的非常规气包括致密气、煤层气、页岩气三种。在2000年，煤层气和页岩气开发规模还不大，致密气约占美国非常规气产量的70%；到2010年，尽管煤层气特别是页岩气产量急剧升高，致密气仍占48.8%。 目前世界大部分地区发现了致密油资源：主要包括中东波斯湾北部、阿曼、叙利亚；北海盆地、英国；远东俄罗斯；北美加拿大和美国、墨西哥；南美阿根廷；中国。 致密油在美国石油产量中占重要地位。过去5年来，美国石油资源中约有500×108bbl 来自致密油发现，而致密油的开采更使美国持续24 年的石油产量下降趋势得以扭转。2011年产量达3000×10４ｔ，预计到2020年产量达1.5×10８ｔ。 作为一种重要的能源供给形式，致密油的勘探开发在美国和加拿大获得巨大成果，其产量大幅提升已经逆转了该地区石油产量下降的趋势。目前，北美是除了欧佩克之外原油产量增长最快的地区，预计2010—2016年产量将增长11%（EIA，2011），这主要归功于加拿大油砂产量增长及陆地致密油储层产量的增长。 北美地区已在艾伯塔中心和得克萨斯南部发现了大量致密油资源，其他有利区带包括洛杉矶区域、墨西哥湾、南部和加拿大东部。成熟致密油远景区主要包括：美国北达科他州、蒙大拿州和加拿大萨彻斯温、曼托尼州的Bakken页岩；威明顿和科罗拉多州Niobrara页岩；得克萨斯州南部Eagle Ford页岩；加利福尼亚州Monterey/Samtos 页岩；俄亥俄州Utica 页岩。可以说致密油是美国长期保持产油大国地位的重要支柱之一。 二、致密油气已成为中国油气产量的重要部分 中国致密油分布范围广，类型多。根据国土资源部等部委联合完成的“新一轮全国油气资源评价”，在我国可采的石油资源中，致密油占2/5。采用资源丰度类比法进行的预测和初步评价认为，中国主要盆地致密油地质资源总量为( 106.7 ～111.5) ×108t，可采资源量为( 13 ～14)×108t。据统计，2003年中
吴晓东复杂结构井/页岩气勘探开发技术现状与展望 6非常规气藏开发中面临的主要问题及解决思路？ （1）深层超高压气藏的开发 ①动态监测，包括地层压力变化、底水上升、压敏性影响等： ?安全高效的钻完井技术； ③高压下的地面安全集输技术： （2）髙含硫气田的开发 ①防毒防腐的安全开采及集输技术； ②硫沉积的相态问题及英防治技术，有的还含C02,更加复杂化； ?生产动态的监测问题： ④地面脱硫与硫的综合利用： （3）大而积低渗透气田的开发 ①加强气藏描述，在差中选优，寻找相对富集区，逐步滚动发展，提高钻井成功率: ②提高单井产能：大型压裂、进一步提高压裂液的流变性能和携砂性能，减少压裂液对地层的伤害是大型压裂水平升级的关键，大型压裂的优化设计技术。 复杂结构井技术：提髙泄流范围，提高单井产能，尽可能穿过更多的质量较好的气层； 水平井段倾斜，减小对垂直流动造成的可能阻碍：尽可能穿过更多的与河道相交的水平和垂直阻流带：穿过多个砂体和裂缝带 ③降低建井成本 降低钻井成本（提高钻速，改变管理体制，市场化） 发展小井眼技术； （4）火山岩气田开发 ①火山岩气藏储层受火山口控制，岩性复杂，岩相变化剧烈，裂缝比较发冇，识别难度大，需要加强有效储层的描述和预测； ?渗透率低，发展有效的提高单井产能的技术； ③C02防腐及其分离和综合利用： （5）多层疏松含水气藏开发 ①防砂控水，研究出水后的防砂技术： ②大跨度、长井段开采工艺技术： （6）多层疏松含水气藏开发 ①C02的防腐： ? C02的分离及利用： 7页岩气综合地质评价？ （1）基础地质特征①没有找到②页岩厚度和而积保证：充足的有机质，利于页岩气生成：储渗空间，利于页岩气富集。（2）地化分析①地化参数测试②生炷特征（3）储层研究①物性特征：孔隙度与页岩的气体总量之间呈正相关关系：随孔隙度的增加，含气疑中游离气量的比例增加。②温压条件。温度对页岩气成藏的影响：在相同压力下，温度增高，吸附气含量降低。压力对岩气成藏的影响：一方面，含气量与压力之间呈正相关关系：另一方面，压力对
中国油页岩资源及分布现状 1.油页岩资源概况 中国是一个油页岩资源丰富的国家，储量仅次于美国、俄罗斯、扎伊尔和巴西，居世界第5位。中国油页岩主要分布于15个省份（区），主要集中在东北和中南地区，查明资源储量329.89×108t，远景储量达万亿吨。其中，油页岩查明资源量吉林省174.27×108t、广东省55.15×108t、辽宁省45.05×108t，分别占全国油页岩查明资源量的52.83%、16.72%和13.65%。 油页岩在我国广泛分布，各个时代地层均有所发现。我国第三系是油页岩最主要的分布层位，平面上分布于东部和中部地区，东部自北而南为东北地区、华北地区、鲁西地区、鲁东地区、苏浙皖地区和两广地区，中部从晋东南地区、洛阳地区、南阳地区、江汉地区、赣湘粤地区到雷琼地区。白垩系油页岩主要分布于天山、祁连山、秦岭到淮河以北的广大地区，侏罗系油页岩主要分布于西北地区和东北地区，三叠系油页岩主要分布于鄂尔多斯盆地和滇西断陷带，古生代油页岩分布于山西地区。 中国油页岩沉积环境为陆相湖泊、海相以及海陆交互相，但以陆相为主。油页岩中的有机质由低等植物和高等植物及动物碎片组成。在还原条件下经过成岩作用和煤化作用过程，转变为固体的可燃有机岩。其造岩矿物主要为粘土类硅铝酸盐矿物、二氧化硅、氧化铝、氧化铁含量较多，氧化钙含量较少。油页岩分布在大小沉积盆地有90多处，主要盆地有松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、阴山-大青山区、茂名盆地、下辽河-抚顺盆地、尚志-依兰-罗北盆地等，约有34个主要含矿区（图9-8）。 图9-8 全国查明油页岩资源分布图[1] 中国陆相油页岩的形成主要受构造、沉积环境、气候等因素控制。也有学者提出中国松辽盆地油页岩的形成与海侵事件有关。对于陆相断陷盆地,气候和构造运动对内陆盆地油页岩的形成、赋存和分布起着重要控制作用,很大程度上决定了矿产形成和分布规律。赋存油页岩的沉积盆地中生代以坳陷湖盆为主,新生代以断陷湖盆为主。从中国油页岩时空分布来看,油页岩富矿主要富集于新生代断陷湖盆中。
致密油气国外研究现状 一、致密油气居国外非常规之首 在国外，与其他非常规油气资源相比，致密油气开发最早，而且产量最大。目前，美国进行商业性开发的非常规气包括致密气、煤层气、页岩气三种。在2000年，煤层气和页岩气开发规模还不大，致密气约占美国非常规气产量的70%；到2010年，尽管煤层气特别是页岩气产量急剧升高，致密气仍占48.8%。 目前世界大部分地区发现了致密油资源：主要包括中东波斯湾北部、阿曼、叙利亚；盆地、英国；远东俄罗斯；北美加拿大和美国、墨西哥；南美阿根廷；中国。 致密油在美国石油产量中占重要地位。过去5年来，美国石油资源中约有500×108bbl 来自致密油发现，而致密油的开采更使美国持续24 年的石油产量下降趋势得以扭转。2011年产量达3000×10４ｔ，预计到2020年产量达1.5×10８ｔ。 作为一种重要的能源供给形式，致密油的勘探开发在美国和加拿大获得巨大成果，其产量大幅提升已经逆转了该地区石油产量下降的趋势。目前，北美是除了欧佩克之外原油产量增长最快的地区，预计2010—2016年产量将增长11%（EIA，2011），这主要归功于加拿大油砂产量增长及陆地致密油储层产量的增长。 北美地区已在艾伯塔中心和得克萨斯南部发现了大量致密油资源，其他有利区带包括洛杉矶区域、墨西哥湾、南部和加拿大东部。成熟致密油远景区主要包括：美国北达科他州、蒙大拿州和加拿大萨彻斯温、曼托尼州的Bakken页岩；威明顿和科罗拉多州Niobrara页岩；得克萨斯州南部Eagle Ford页岩；加利福尼亚州Monterey/Samtos 页岩；俄亥俄州Utica 页岩。可以说致密油是美国长期保持产油大国地位的重要支柱之一。 二、致密油气已成为中国油气产量的重要部分 中国致密油分布围广，类型多。根据国土资源部等部委联合完成的“新一轮全国油气资源评价”，在我国可采的石油资源中，致密油占2/5。采用资源丰度类比法进行的预测和初步评价认为，中国主要盆地致密油地质资源总量为( 106.7 ～111.5) ×108t，可采资源量为( 13 ～14)×108t。据统计，2003年中
美国页岩气开发情况的分析 美国页岩气的快速发展为世人瞩目，对美国乃至全球的能源格局形成了不容忽视的影响。在此我们进行介绍，以期对我国页岩气产业的发展提供借鉴。 页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，它与煤层气、致密砂岩气一起，被称为非常规油气资源的三大品种。相对常规天然气而言，页岩气实际上是原生原储的天然气贫矿。有一个形象的说法，常规天然气好比是“大金娃娃”，页岩气相对富集的地质块体不过是“甜点”。就是这种贫矿，十年前美国的开采还微不足道，而现在已占美国天然气开采总量的约1/4，一场页岩气开发热潮正在美国上演。而且，页岩气的开发也在深刻影响着美国的能源利用和应对气候变化行动。 美国页岩气开发现状 美国是世界上最早进行页岩气资源勘探开发的国家，开采历史可以追溯到1821年。但是，页岩致密低渗的特点导致页岩气开采难度大、成本高，在本世纪以前，页岩气大规模开发并不具有经济上的可行性。随着水平井技术和水力压裂技术的成熟，开采成本大幅下降，页岩气的商业化开发具备了可行性。 近年来美国页岩气勘探开发的发展速度惊人。2004年，美国页岩气井仅有2900口，2005年不过3400口，2007年暴增 至41726口，到2009年，页岩气生产井数达到了98590口。而且，这种增长势头还在继续保持，2011年仅新建页岩油气井数就达到了10173口。 美国页岩气的大开发，提高了美国能源自给水平，美国能源对外依存度降至20世纪80年代以来最低水平。美国石油进口从2005年占石油总消费量的60%下降到2012年的42%，净进口量从1300多万桶/天降至800万桶/天。而且，美国60年来首次成为炼油产品出口国，美国在2009年已经超越俄罗斯成为最大的天然气生产国。国际能源署在2012年11月份发布一份十分乐观的预测：在2017年将超过沙特成为最大的石油生产国，到2035年美国将实现能源自给自足。 美国页岩气开发热潮出现的原因 北美大陆页岩气储量丰富。2013年，由美国能源信息署组织的研究团队对世界41个国家、137个页岩气沉积盆地进 行了全球页岩气评估。结果显示，全球页岩气技术可采资源量为206.68万亿立方米，与常规天然气探明可采储量相当。其中，北美洲页岩气资源最为丰富，占全球总量的23.4%。按照国家分布情况，美国页岩气技术可采资源量为18.8万亿立方米，位居世界第四。
可再生能源概论课程设计题目：我国页岩气开发前景分析 院系能源动力工程学院 专业班级热能动力工程1208班 姓名 学号 指导教师 2016年4月17日
摘要 本文概述了页岩气开发的意义，分别介绍了国外和国内页岩气开发的现状，通过对比美国与中国页岩气特点和开发技术，分析中国页岩气开发的前景，并对中国页岩气开发提出建议。 关键词：页岩气；开发的现状；中国；前景
Abstract（Time New Roman小2号加粗居中） This article outlines the significance of the development of shale gas, and briefly introduces the status of shale gas development in the foreign and domestic. Through comparing shale gas characteristics and development of technology between the United States and China, the paper analysis the prospect of development of shale gas in China, and puts forward some suggestions on the development of shale gas in China. Key Words：Shale gas; development status; China; Prospect
页岩气是一种非常规天然气，它与常规天然气的理化性质完全一样，只不过赋存于渗透率极低的泥页岩之中，开采难度更大，因此被业界归为非常规油气资源。但是随着技术的突破，页岩气开发逐渐进入我们的视野，并以其巨大的资源储量引得各国油气公司纷纷将眼光投向这块未来能源新领域[1]。 在中国开发页岩气资源的前景十分广阔，近年来,我国的油气勘探专家、学者也积极开展了泥页岩气的探索,初步研究表明,我国泥页岩气资源十分丰富,估算资源量为23.5×1012～100×1012,中国的泥页岩气资源主要分布在松辽盆地白垩系、渤海湾盆地及江汉盆地的古近系和新近系、四川盆地中生界、扬子准地台、华南褶皱带和南秦岭褶皱带等,其勘探潜力巨大。泥页岩气的勘探开发将成为未来我国天然气能源新的增长点[2]。 尽管如此我国的页岩气资源的开发却也只是处在勘探阶段，开发技术十分不成熟，为了为我国的页岩气的开发提出建议，做出指导，对开发页岩气所需要的各方面技术进行调研与分析是不可或缺的工作。美国作为开发页岩气的先驱也指出技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键[3]。 1988年到2007年Barnett页岩气产量与技术的关系如下[4]： 图1 产量与技术关系 由图中我们可以看出每一次技术的进步都带来了页岩气产量的飞速增长，特别是在重复压裂以及水平井分段压裂技术的引入之后产量的增长更为显著。因此我们进行页岩气调研，不仅可以对我国页岩气开发中的增产作业做出指导，也可以为日后的工程研究提供一些基本的理论知识，推动我国页岩气压裂增产技术的进步。 对于页岩气储层的评价与常规储层应该有所不同，常规储层首先想到的都是储量，孔、渗、饱等储层物性参数，而对于页岩气我们应该首先考虑的则是，该处的页岩是否有能够适应压裂的一些特性。因为不能通过压裂增产的页岩是没有开采价值的。从这个考虑出发，我们跟据美国开发的经验初步拟定了如下的一些特性评价标准： 天然裂缝存在并可以在压后维持一定的导流能力对于页岩气的生产是十分
美国页岩气开发现状及对四川盆地页岩气开发的建议 张家振张娟孙永兴戴强杜济明 川庆钻探钻采技术研究院钻完井中心，广汉，618300； 摘要：伴随着世界能源供需矛盾的加剧和美国页岩气商业性开发的巨大成功，全世界将目光不约而同的聚焦于页岩气开发。四川盆地拥有潜力巨大的页岩气资源，且作为中国天然气的主要产区之一，加快页岩气的勘探开发及配套技术的研究和战略储备已迫在眉睫。本文着重调研了美国几个主要页岩气藏的完井开发现状，对四川区块的页岩气勘探开发做了简要概述，并针对目前情况提出了几点建议。 页岩气是产出于暗色泥页岩或高碳页岩中的天然气资源，和煤层气、致密砂岩气藏一样属于非常规天然气范畴。全球页岩气资源量巨大，据专家预测可能为常规天然气资源量的2倍，全世界的页岩气总资源量约为456×1012m3[1]。 页岩气藏储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气体的阻力比常规天然气大，采收率比常规天然气低，一般认为必须采用水平井钻探并进行大型水力压裂增产作业，或采用多分支井等其他技术增加井眼与气藏沟通面积才可获得商业油气流[2]。1 美国页岩气资源 美国本土48个州范围内页岩气藏的分布广泛，其中蕴藏的页岩气资源也非常丰富。钻井和改造技术的进步为页岩气的商业开采做出了巨大贡献。美国页岩气产量近几年内飞速增长，产气量由2006年的311×108m3增至2008年的507×108m3，2009年的900×108m3，预计2010年页岩气产量将占美国天然气产量的13%。图1展示的是美国本土48州中富含天然气的高碳泥页岩分布范围。 图1美国页岩气藏分布范围 美国页岩气藏的开采达到商业化依赖于以下三种因素的综合作用：水平井钻井技术的巨大进步、水力压裂技术的极大成熟、近年来天然气价格的快速增长。其中，水力压裂技术的进步对页岩气商业开采起到了至关重要的作用。前两项技术的贡献使得许多之前无法开采的天然气资源实现了商业性开发。 Navigant咨询公司的调查数据表明，近几年Barnett页岩气藏等较早开采的页岩气藏页岩气开发获得了巨大成功：Barnett页岩气产量从1998年的266×104m3/天增长到2007年的0.85×108m3/天，增长率超过3000%；同时，Fayetteville页岩、Haynesville页岩、Woodford页岩和Marcellus页岩均表现出了相似的增长势头。该公司对生产商的调研结果显示预期页岩气产业在未来将会有持续且高速的增长。据预测美国南部7大页岩气藏在下一个十年里持续产量保守估计在7.65~11.04×108m3/d，有可能占到美国天然气产量的一半左右[3]。 美国的页岩气藏的分布超过20个州至少21个
非常规油气资源概况 为充分了解认识国内外非常规油气资源勘探、开发及行业发展现状，为集团公司十二五发展规划要求进行技术储备，根据集团公司领导批示，集团公司科技部组织研究院、油田公司、勘探公司、规划部、资源与勘探开发部、炼化公司等六个单位的专业技术人员参加了2009年8月在大连召开的、由中国石油和石化工程研究会、中国煤炭加工利用协会共同组织的“煤层气、油页岩、油砂矿综合利用技术研究会”，收集、了解了国内外相关企业在非常规油气资源勘探、开发及深加工等领域的现状，为集团公司未来发展非常规资源提供了借鉴。 1.研讨会概况 伴随着中国经济的快速发展，国家对能源的需求量越来越大，能源危机也逐渐显现，因此，能源的合理开发利用至关重要。为改善我国能源结构，发展新能源和替代能源，非常规油气资源的开发利用已越来越引起大家的关注。本着推进非常规油气资源开发、利用及保护生态环境，加快煤层气、油母页岩、油砂矿等非常规能源的发展，中国石油和石化工程研究会、中国煤炭加工利用协会共同主办了本次“煤层气、油页岩、油砂矿综合利用技术研究会”。 1.1会议主题内容 （1）中国能源政策与发展战略； （2）我国煤层气、油页岩、油砂矿等非常规油气资源分布及开发前景； （3）煤层气勘探开发技术分析； （4）页岩油、页岩气资源开发利用； （5）煤层气、油页岩地质环境生态保护及国家相关规定； （6）煤层气、油页岩项目设计及融资环境； （7）页岩油、煤层气深加工与循环经济产业发展建议。
1.2参会单位及人员概况 本次会议时间从2009年8月9-12日共4天，到会人员126人，会上国土资源部、环境保护部相关领导及中石油、中石化、中海油、中联煤层气、神化、中煤能源、中国石油大学、中国地质大学（北京）等各大型能源企业有关负责人和从事煤层气、油页岩、油砂矿勘探开发利用和设计研究有关院所的专家就煤层气、油页岩、油砂矿勘探开发、利用与保护生态环境等共20人次发表了专题报告，会后出版论文集1本，收录了26篇相关论文。 1.3研究会概况 （1）中国石油和石化工程研究会 研究会创建于1984年，是在国家有关部门和企业、事业单位的支持下、由有志于推动我国石油和石化工程技术进步、经济发展的高级科技和管理人员自愿组成的跨部门、跨行业、跨地区、跨学科的全国性技术与经济研究的非盈利学术性社团组织。随着国家政府机构改革的变迁，其业务主管部门先后从原国家经委、能源部变更到国家计委、国家石油和化学工业局、国家经贸委。现在由国务院国有资产监督管理委员会主管（社政字第4366号）。 经民政部批准登记注册，该研究会下设四个专业委员会：炼油化工专业委员会，海洋石油和石化工程专业委员会，天然气专业委员会，石油和石化技术装备专业委员会。 （2）中国煤炭加工利用协会 该协会是1982年由国家计委、国家环保总局、煤炭、电力、冶金、化工等13个部委联合组建，经国家经贸委批准、民政部注册登记的全国性社会团体，是由企事业单位、国内外公司、科研院校、设计单位及个人自愿组成的全国性行业协会。 协会设有秘书处、洗选加工部和环保节能部三个职能部门和《煤炭加工与综合利用》杂志编辑部。下设有“低热值燃料发电分会”、“煤转化专业委员会”、
中国油页岩第一大省—吉林 秦为胜 油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩。它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源。 油页岩又称为油母页岩，是一种重要的能源矿产资源，不仅可以提取油页岩油及相关石油化工产品，而且可作为燃料用来发电、取暖和运输等。它既属于固体矿产资源，又属于非常规油气的一种资源，含油率大约在3.5%左右。它是在内陆湖海或滨海溻湖深水还原条件下，由低等植物和矿物质形成的一种腐泥物质，是高灰分的腐泥煤。凡腐泥煤灰分为50%一70%者称为油页岩，含有类似天然石油的页岩油。油页岩原始有机物质主要来源于水藻等低等浮游生物，其中以蓝藻、绿藻、黄藻最为重要。油页岩外观多呈褐色泥岩状，其相对密度为1.4～2.7。油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合，难以用一般选煤的方法进行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。 世界油页岩资源丰富，意义重大。全球油页岩资源丰富，分布广泛，美国、中国、俄罗斯、约旦、摩洛哥、澳大利亚、爱沙尼亚、加拿大等国家都有丰富的储量。全球油页岩折合油页岩油资源约4400多亿吨，超过传统石油资源量（2710亿吨）的50%还多。在这些储量丰富的国家中，美国是全球油页岩资源最丰富的国家，居世界第一位，储量约占全球储量的70%以上，中国位居第二位。加拿大是全球沥青砂资源最丰富的国家，储量约占全球储量的90%以上。全球油页岩资源十分丰富，据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿吨，比煤炭资源量多40%。 中国油页岩沉积环境为陆相湖泊、海相以及海陆交互相，但以陆相为主。油页岩中的有机质由低等植物和高等植物及动物碎片组成。在还原条件下经过成岩作用和煤化作用过程，转变为固体的可燃有机岩。其造岩矿物主要为粘土类硅铝酸盐矿物、二氧化硅、氧化铝、氧化铁含量较多，氧化钙含量较少。油页岩分布在大小沉积盆地有90多处，主要盆地有松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、阴山-大青山区、茂名盆地、下辽河-抚顺盆地、尚志-依兰-罗北盆地等，约有34个主要含矿区。 中国油页岩的勘探开发研究再次提速了。在国家发改委、能源局等部门和吉林省的大力推动下，油页岩原位开发项目已被列入国家能源技术革命创新行动计划。在中国目前已评价的1000米以浅的油页岩，其资源量就达7199亿吨，按照6.6%的平均含油率算，折合成油页岩油约476亿吨，相当于全国常规石油资源量的62%，储量巨大。这是中国继页岩气、煤层气之后，在非常规能源方面的又一重大突破。中国油页岩分布范围覆盖了22个省和自治区、47个盆地。其中，松辽盆地是最大的含油页岩盆地，而坐落于松辽盆地的吉林省是全国油页岩资源最丰富的省份，约占全国油页岩总资源量的30%，资源总储量高达142亿吨，其探明储量是中国石油探明总量的近两倍。在国家政策的大力支持下，若油页岩能够大规模开发利用，将唤醒一个沉睡多年的石油大省。 虽然吉林省和黑龙江省同位于油气产量丰富的松辽盆地，但在石油等传统化石能源方面，吉林省占据优势并不大。近年来，再加上油田老化等原因，吉林省原油产量呈现逐渐递减的趋势。2016年，该省最主要的油田—吉林油田的产量仅为380万吨左右。随着工业化、城镇化进一步的发展，吉林省化石能源总量不足的矛盾将越来越严重。而油页岩的出现或将扭转这一局面。 根据吉林省发布的《能源“十三五”规划》，吉林省油页岩已探明储量为1086亿吨，折
页岩气发展现状
指导老师：江茹 姓名：涛 学号：2012220051 日期：2013.12.20 目录 第一部分：国外页岩气发展 (3) 1.国外页岩气开发现状 (3) 2.国外页岩气开采技术 (4) 2.1地震勘探技术 (4) 2.2钻井技术 (5) 2.3测井技术 (5) 2.4页岩含气量录井和现场测试技术 (6) 2.5固井技术 (6) 2.6完井技术 (6) 2.7储层改造技术 (7) 2.7.1多级压裂 (7) 2.7.2清水压裂 (7) 2.7.3同步压裂 (8) 2.7.4水力喷射压裂 (8) 2.7.5重复压裂 (8) 第二部分：我国页岩气开发现状与存在问题 (9)
2.1页岩气研究与开发情况 (9) 2.2页岩气开发存在的问题 (10) 2.3我国页岩气开发适应技术分析 (11) 2.3.1国外页岩储层特性对比 (11) 2.3.2国页岩气开发技术适应性分析 (11) 第三部分：对我国页岩气开发建议 (12)
第一部分：国外页岩气发展 1.国外页岩气开发现状 目前全球对页岩气的勘探开发并不普遍，但美国和加拿大做了大量工作，欧洲多开始着手页岩气的研究，俄罗斯仅有局部少量开采。美国页岩气资源总量超过28×1012 ，页岩气技术可采资源达到3.6×1024，近30年来页岩气开发的发展很快。20世纪70年代中期美国页岩气开始规模化发展，70年代末期页岩气年产量约19.6×108 ；2000年5个页岩气产气盆地的生产井约28000口，年产量约122×108 ，2007年页岩气产气盆地有20余个，生产井增加到近42000口，页岩气年产量为450×108 ，约占美国天然气年产量的8%，成为重要的天然气资源之一。2009年美国页岩气生产井约98950口，页岩气年产量接近1000×1088 ，超过我国常规天然气的年产量。2012年美国页岩气年产量为1378×108 。加拿大页岩气资源分布广、层位多，预测页岩气资源量超过42.5×1012 。目前，已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气开发试验，2007年该地区页岩气产量约8.5×108 。欧洲受美国启发，近年来一些开始着手页岩气的研究。2009年初，“欧洲页岩项目”在德国地学实验室启动，此项跨学科工程由政府地质调查部门、咨询机构、研究所和高等院校的专家组成工作团队，工作目标是收集欧洲各个地区的页岩样品、测井试井和地震资料数据，建立欧洲的黑色页岩数据库，与美国的含气页岩进行对比，分析盆地、有机质类型、岩矿物学成分等，以寻找页岩气。目前，为此工作提供数据支持的有Mararhon、Statoior、埃克森美孚、Gare France Suez、德国地学实验室等13家公司和机构。
第13卷第2期重庆科技学院学报（自然科学版）2011年4月 收稿日期：2010-11-29 基金项目：国家重大专项（2008ZX05022-005） 作者简介：胡进科（1985-），男，四川合江人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为页岩气储层保护理论与技术、欠平衡钻 完井。 页岩是一种渗透率极低的沉积岩，通常被认为是油气运移的天然遮挡。在含气油页岩中，天然气产自其中，页岩既是气源岩，又是储层。天然气可以储存在页岩岩石颗粒之间的孔隙空间或裂缝中，也可以吸附在页岩中有机物的表面上。我国页岩气勘探开发起步较晚，尚有待进一步发展完善。美国是世界上勘探开发页岩气最成功的国家。在此我们对国外页岩气勘探开发现状进行分析，以资借鉴。 1资源量概况 从全球范围来看，页岩气拥有巨大的资源量。 据统计，全世界的页岩气资源量约为456.24× 1012m 3，相当于致密砂岩气和煤层气资源量的总 和，具有很大的开发潜力，是一种非常重要的非常规资源[1]。页岩气资源量占3种非常规天然气（煤层气、致密砂岩气、页岩气）总资源量的50%左右，主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区，与常规天然气相当。页岩气的资源潜力甚至还可能明显大于常规天然气。世界各地区非常规天然气分布和资源量情况如表1和图1所示，图1中1tcf=2.8317×1010m 3。 2 勘探开发情况 2.1 勘探 勘探方面主要采用地震勘探技术。高分辨率三 维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质 国外页岩气勘探开发综述 胡进科 李 皋1 陈文可2 姚 远3 蒋延娜4 （1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都610500； 2.中石化江苏油田钻井处泥浆公司，扬州225263； 3.中石化胜利油田钻井泥浆公司，东营257064； 4.中石化西南石油局地质录井公司，绵阳621605) 摘要：美国是世界上勘探开发页岩气最成功的国家，主要采用水平井+水力压裂进行开发。调研表明，页岩气资源 量约占全球非常规天然气资源量的一半。国外页岩气勘探主要采用三维地震和微地震技术优化设计，已形成一套资源评价系统。国外钻井选择直井和水平井两种方式。完井储层改造多采用裸眼、筛管等完井方式，配合大型水力压裂改善页岩的超低渗透率。 关键词：页岩气；钻井；完井；储层改造中图分类号：TE132 文献标识码：A 文章编号：1673-1980（2011）02-0072-04表1 世界各地区非常规天然气资源量分布情况 m 3 地区页岩气 煤层气致密砂岩气合计 北 美 108.7×10 12 85.4×10 12 38.8×1012 232.9×1012拉丁美洲59.9×1012 1.1×101236.6×101297.6×1012中欧+西欧15.5×10127.7×101212.2×101235.4×1012前苏联17.7×1012112.0×101225.5×1012155.2×1012中东+非洲79.9×1012 1.1×101245.5×1012126.5×1012中亚+中国99.8×101234.4×101210.0×1012144.2×1012太平洋地区65.5×101213.3×101220.0×101298.8×1012其他亚太地区8.9×1012 1.1×101221.0×101231.0×1012全世界456.0×1012256.1×1012 209.6×1012 921.7×10 12 图1 页岩气全球资源分布情况
页岩气国内外研究现状 一、页岩气的定义 关于页岩气的定义，Curtis 认为页岩气可以是储存在天然裂隙和颗粒间孔隙中的游离气，也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或者是干酪根和沥青质中的溶解气。中国地质大学张金川教授给出的定义是：主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中，以吸附和游离状态为主要存在方式的地层中的天然气聚集。 二、页岩气资源的地质特征 2.1 多相态存在于致密页岩中 页岩气是以有游离、吸附和溶解状态存在于暗色泥页岩中的天然气，其赋存形式具有多样性，但以游离态和吸附态为主，溶解态仅少量存在。从美国的情况看，游离气在20%~80%之间，吸附气在80%~20%之间，范围很宽，其中部分页岩气含少量溶解气。游离气主要存在于粒间空隙和天然裂隙中，吸附气则存在于基质表面。随着页岩气研究的不断深入，学者们开始认为吸附态页岩气至少占到总储量的一半。天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离，如图1 所示，当吸附在基质表面的气量达到饱和后，富余的气体会解析进入基质孔隙，然后随着天然气的产出，裂隙内压力降低，基质内气体进入裂隙聚集后流出。 2.2 源岩层系 页岩系统包括富有机质页岩，富有机质页岩与粉砂岩、细砂岩夹层，粉砂岩、细砂岩夹富有机质页岩；页岩气形成于富有机质页岩，储存于富有机质页岩或一套与之密切相关的连续页岩组合中，不同盆地页岩气层组合类型不相同。即页岩气为源岩层系天然气聚集的一种，为天然气生成后，未排出源岩层系，滞留在源岩层系中形成的。源岩层系油气聚集除页岩气外，还包括煤层气、页岩油和油页
岩。 2.3 页岩气为连续型油气聚集 Curtis对页岩气（Shale gas）进行了界定，并认为页岩气在本质上就是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合，它具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭和相对很短的运移距离，它可以在天然裂缝和孔隙中以游离方式存在，在干酪根和粘土颗粒表面上以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。即页岩气为连续型气藏（图1）。 2.4 页岩气为源岩层系油气聚集 在页岩气藏中，天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，甚至砂岩地层中，为天然气生成之后在源岩层内就近聚集的结果，表现为典型的“原地”成藏模式。从某种意义来说，页岩气藏的形成是天然气在源岩中大规模滞留的结果。 中国页岩气藏与北美地区相比较有以下特殊性：( 1) 海相页岩热演化程度较高(Ro值为2. 5%～5. 0% ) 、构造活动较强，需寻找保存有利的地区，避开露头和断裂破坏区：( 2) 陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强：( 3) 地面多山地、丘陵等复杂地表，埋藏较深(5000～7000m) 。所以在勘探开发过程要有针对性地采取合理措施开发我国页岩气。张金川等学者认为页岩气成藏模式介于煤层气和根缘气之间，表现为过渡特征，并将我国页岩气资源富集类型分为：南方型、北方型和西北型。
第31卷 第4期2010年7月 石油学报 A CT A PETROLEI SINICA V o l.31July N o.4 2010 基金项目:国家自然科学基金项目(No.40730422)资助。 作者简介:陈尚斌,男,1983年3月生,2009年获中国矿业大学硕士学位,现为中国矿业大学在读博士研究生,主要从事煤层气与页岩气地质的学习 和研究工作。E mail:shangbin chen @https://www.doczj.com/doc/6917514699.html, 文章编号:0253 2697(2010)04 0689 06 综 述 中国页岩气研究现状与发展趋势 陈尚斌1,2 朱炎铭1,2 王红岩3 刘洪林3 魏 伟3 罗 跃1,2 李 伍1,2 方俊华1,2 (1 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室 江苏徐州 221116; 2 中国矿业大学资源与地球科学学院 江苏徐州 221008; 3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007) 摘要:借助维普中文科技期刊全文数据库,系统检索了中国页岩气的研究论文,分析了这百余篇论文的分布特征,归纳了研究机 构、科研群体及基金资助等情况,综述了中国页岩气研究现状,探讨了未来其研究的走向和发展需求。研究结果表明: 中国页岩气论文总数少,具有典型发展初期阶段分布特征,说明基础研究与勘探开发刚驶入一个全新的起步发展阶段,在未来一个较长时期,页岩气资源评价理论与方法将是研究的主要方向,地质基础研究工作必受重视,勘探试井及与之相关的产能模拟、压裂等增产开发措施研究也会逐步展开; 基于地质条件、成藏要素及油气产区特殊条件的综合分析,四川盆地南部地区很可能会成为中国第一个页岩气勘探开发的先导性试验建设基地;!在政策扶植和基金支持下,坚持科技攻关,开展多种合作,增进学术交流,促进人才培养,中国页岩气研究将迅速发展,并会较早结束探索阶段而逐步向商业化方向发展。 关键词:页岩气;论文分布特征;研究现状;发展趋势;综述;维普中文科技期刊全文数据库;中国中图分类号:T E 122 2 文献标识码:A Research status and trends of shale gas in China CH EN Shangbin 1,2 ZH U Yanm ing 1,2 WANG H ongyan 3 LIU H onglin 3 WEI Wei 3 LUO Yue 1,2 LI Wu 1,2 FANG Junhua 1,2 (1.K ey L abor ator y of Coalbed Methane Resour ces and Reser voir For mation Pr oces s of the M inistr y of Ed ucation , China Univers ity of M ining and T echnolo gy ,X uz hou 221116,China; 2.Schoo l of Resour ces and E ar th Science ,China Univer sity of M ining and T echnology ,X uz hou,221008,China; 3.L angf ang Br anch,Petr oChina Ex p lor ation and D evelop ment Resear ch I nstitute ,L ang f ang 065007,China) Abstract :W ith the aid of VI P Chinese sci tech periodical full text dat abase,the present paper systematically searched for the research papers on shale gas in Chinese,analyzed the distributio n char acter istics of these ov er o ne hundred paper s,summarized the research units,research gr oups and fo undation sponso rships,etc.involved in shale g as researches,r eview ed the cur rent status of shale g as researches in China,and pr obed into the tr end and develo pment necessity of shale g as researches in the futur e.T he r esults sho wed that firstly,shale g as paper s in Chinese ar e character ized by a limited number and a typical distributio n of the initial r esear ch,indica t ing an infancy for both the basic research and the explo ration and develo pment.W ithin a longer per iod of time in the fut ur e,the as sessment theor y and met ho ds on shale gas resour ces w ill be the focus of the research,basic r esear ches on geo log ical analyses w ill be highlighted,and studies on the prospect ing well testing and t he related pro duction and development measures including capacity sim ulat ion and fr act ur ing w ill be gr adually put o n the agenda as well.Secondly ,comprehensiv e analyses o f geolog ical conditio ns,reser v oir elements and specific conditio ns o f oil gas pro vinces indicated that the so uthern r eg io n o f the Sichuan Basin is mor e likely t o be the first pioneering ex per imental area fo r shale g as explorat ion and development in China.T hirdly ,the shale gas r esear ch in China will develop rapidly ,end the explor ing stag e soo n and trend to the co mmercial develo pment pr og ressively prov ided that the po licy fostering and fund suppor t ar e ava ilable,key problems in scientific and technolog ical researches are solved via persistent effo rts,var i eties o f co operation are ex panded,academic exchang es are enhanced and personnel tr aining is pr omoted. Key words :shale gas;paper distr ibut ion char acter istics;r esear ch status;developing trend;rev iew;VIP China sci tech per iodical full tex t database;China 随着油气资源的日趋紧缺和对于能源安全的考虑,页岩气这一新能源已成为世界能源研究的热点 之一,而中国的页岩气研究与勘探开发尚处于探索起步阶段 [1 2] 。一个领域内论文的分布蕴含着丰富