关于页岩气的认识
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页岩气简介一、什么是页岩气1.定义页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
随着能源需求的不断加大,页岩气在美国、加拿大等地已是重要的替代能源。
2011年底,国务院正式批准页岩气为我国第172个独立矿种,这意味着页岩气的勘查和开发上升为国家战略。
这里有两个概念:页岩气——是地质学分类;非常规天然气——却是一个石油工程分类。
2.页岩气的产生与储存状态地质历史上形成的富含有机质的泥页岩层系(可包括煤层),在实践中当不强调地质术语的准确性时可统而简之地称为暗色页岩。
其中特别富含可生油有机质且后期尚未经历深埋条件下的高温压者,因其中有机质在人工加热分馏可产出各类油品(如汽、柴油等),特称油(母)页岩。
而大部分这类页岩在后期经历深埋、有机质在热演化过程中产生大量气态和液态烃类。
其中气态的天然气液态的石油可从生烃层系中运移出去赋存于有孔隙的储层中。
他们在孔渗条件好的储层中高度富集便形成常规油气,因致密而孔隙度渗透性差,并使其油气难采出的就是非常规的致密(储层)油气。
己大量进入储层的油在近地表情况下受地下水氧化和生物降解就形成了非常规的重(稠)油和(沥青质)油砂、甚至更难利用的固体沥青矿。
而在生烃层中不可避免仍有大量气态和液态烃以吸附状态和游离状态而残留,留在煤层中的为煤层气、留在页岩(类)中者则为页岩油、气。
页岩气的赋存状态以吸附和游离为主,也有少量溶解态(图1)。
裂缝和孔隙是页岩气主要的储集空间。
但页岩本身物性很差,孔隙度和渗透率都很低。
因而局部的高孔渗区和裂缝发育区就有可能成为页岩气的“甜点”。
页岩孔隙可以分为原生孔和次生孔隙两种类型。
通常原生孔隙比较常见,但大多由于压实作用而变得十分微小。
地层水和有机酸等与页岩中不稳定矿物反应形成的次生孔隙也对页岩气的赋存具有重要意义。
构造裂缝和成岩裂缝是页岩裂缝的两种基本类型。
构造裂缝相对于成岩裂缝具有长度更长、开角更大等特点,因而是更有利的页岩气储集空间。
页岩气勘探综述通过学习调研,使我们对页岩气的成藏机理、地质特点、储层评价等方面有了一定的了解,对页岩气勘探开发的前景有进一步认识,对非常规油气勘探增强了信心。
页岩气大部分位于泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附、游离状态为主要存在方式聚集的天然气。
在页岩气藏中,天然气也存在于页岩夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,甚至砂岩地层中,页岩气藏是天然气生成后在源岩内或短距离运移就近聚集的结果,它与常规天然气藏最明显的区别是“自生自储”。
一、国内外页岩气勘探开发的情况根据有关资料介绍:全球页岩气资源量很丰富,预计达456.24×1012m3,主要分布在北美、中亚、中国、中东北非和前苏联。
美国的页岩气资源量达14.2×102m3-19.8×102m3。
目前已对多个含气盆地进行商业性开采,页岩气的产量超过了200×108m3,占美国天然气产量的3%。
加拿大紧随美国之后积极开展了页岩气的勘探开发试验。
页岩气的研究勘探开发最早始于美国,1821年,美国就打了第一口具有工业性的页岩天然气井,该井井深8米,由于产气量少,没有引起人们重视。
到1926年,东肯塔基和西弗吉尼亚盆系页岩气田的发现,到20世纪70年代美国能源部才发起并实施对页岩气的研究与开发。
页岩气的产量从1979年-1999年净增7倍。
研究的重要进展是认识到页岩气的吸附作用机理,使页岩气的储量和产量得以大幅度提高。
到2005年美国页岩气的产量占天然气总产量的45%。
美国页岩气主要来之于中-古生界地层中,目前勘探开发的区域正由东北部地区的12个盆地向中西部地区的盆地拓展。
据有关研究部门介绍:我国页岩气资源也十分丰富,预计资源量达100×1012m3,约为常规天然气源资量的两倍。
在我国四川盆地、中下扬子、吐哈等盆地页岩十分发育,最大厚度达1400米,这些地区的页岩都具有页岩气成藏的基本条件,勘探开发的潜力很大。
我国的页岩气勘探开发研究刚起步。
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。
如果想象天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。
全球页岩气资源量丰富。
美国国家石油委员会于基于Rognar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。
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。
中国页岩气形成机理地质特征及资源潜力摘要:页岩气是以自生自储为主的非常规天然气,是油气资源中的新型矿种。
由于页岩气储层低孔低渗,要实现大规模开采必须克服许多理论和技术上的难题。
本文分析中国页岩气基本特征、形成机理与富集条件、面临的难题等, 对中国页岩气资源潜力进行预测, 以期为中国页岩气的研究和勘探开发提供依据。
关键词:非常规油气 ;页岩气;源岩油气页岩气是一种潜在资源量非常巨大的非常规天然气资源,具有含气面积广、资源量大、开采技术要求高、生产寿命长、稳产周期长等特点。
近年来,严峻的能源紧张形势使页岩气资源在世界范围内受到了广泛的关注。
一、页岩气勘探开发现状油气工业的发展主要历经构造油气藏、岩性地层油气藏、非常规油气藏三个阶段。
油气藏分布方式分别有单体型、集群型、连续型三种类型。
从构造油气藏向岩性地层油气藏转变是第一次理论技术创新,以寻找油气圈闭为核心;从岩性地层圈闭油气藏向非常规连续型油气藏转变是第二次理论技术创新或革命,以寻找有利油气储集体为核心,致密化“减孔成藏”机理新论点突破了常规储集层物性下限与传统圈闭找油的理念。
随着勘探开发技术不断进步,占有80%左右资源的非常规油气,如页岩气、煤层气、致密气、致密油、页岩油等已引起广泛关注,并得到有效开发, 在油气储产量中所占比例也逐年提高。
传统观点仅认识到页岩可生油、生气,未认识到页岩亦可储油、储气,更未认识到还能聚集工业性页岩油、页岩气。
近年来,典型页岩气的发展尤为迅速,地质认识不断进步,优选核心区方法、实验分析技术、测井评价技术、资源评价技术、页岩储集层水平井钻完井、同步多级并重复压裂等先进技术获得应用, 形成“人造气”是页岩气快速发展的关键因素。
页岩气突破的意义在于:突破资源禁区,增加资源类型与资源量。
2、挑战储集层极限,实现油气理论技术升级换代,水平井多级压裂等核心技术,应用于其他致密油气等非常规和常规油气储集层中更加经济有效,可大幅度提高油气采收率。
页岩气系列资料总结藏南日喀则地区白垩纪泥岩、页岩有机质丰度及其油气地质意义一、页岩气的定义页岩气指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中(亦可存在于泥页岩层系中的粉、细砂岩,粉砂质泥岩或砂岩夹层中),以吸附或游离状态为主要存在方式(也包括溶解气)的连续式富集(连续型油气藏是指低孔低渗储集体系中油气运聚条件相似、含流体饱和度不均的非圈闭油气藏,具有巨大的储集空间和模糊的油气藏边界,其存在几乎不依赖于水柱压力,主要指非常规气藏,包括致密砂岩气、页岩、深盆气、煤层气、浅层微生物气、天然气水合物6种主要类型/为不间断充注、连续聚集/连续分布成藏)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烃源岩中大规模滞留的结果。
Curtis认为页岩气系统基本上是生物成因、热成因或者生物—热成因的连续型天然气聚集,页岩气可以是储存在天然裂隙和粒间孔隙内的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或是干酪根和沥青中的溶解气。
张金川等认为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,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。
二、页岩气的类型1、按气源成因分类:是最常采用的分类方式。
北美地区目前发现的页岩气藏存在3种气源,即生物成因、热成因以及两者的混合成因,其中以热成因为主,生物成因及混合成因仅存在于美国东部的个别盆地中。
盆地斜坡/中心,倾油有机质经历充分热降解或热裂解,热成因页岩气较发育;有机质成熟度较低、水动力条件优越的盆地边缘,生物成因气发育。
热成因型页岩气又可分为3个亚类:①高热成熟度型,如美国Fort Worth盆地的Barnett 页岩气藏;②低热成熟度型,如Illinois盆地的New Albany页岩气藏;③混合岩性型,即大套页岩与砂岩和粉砂岩夹层共同储气,如East Texas盆地的Bossier页岩气藏。
热成因气的形成有干酪根成气、原油裂解成气和沥青裂解成气3种途径: 原油及沥青二次裂解生成的天然气量大小主要取决于烃源岩中有机质丰度、类型以及液态烃残留量,和储层的吸附作用。
我对页岩气革命的认识一、页岩气革命的背景页岩气是未来能源的“主力军”页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,成分以甲烷为主,是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比,页岩气藏具有自生自储特点,页岩既是烃源岩,又是储层,不受构造控制,无圈闭、无清晰的气水界面。
页岩气埋藏深度范围大,埋深从200米到深于3000米。
大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气,具有开采寿命长和生产周期长的优点。
全球页岩气资源非常丰富。
据预测,世界页岩气资源量为456万亿立方米,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,页岩气的资源潜力可能大于常规天然气。
近年来,随着社会对清洁能源需求不断扩大,天然气价格不断上涨,人们对页岩气的认识迅速提高。
特别是水平井与压裂技术水平不断进步,人类对页岩气的勘探开发正在形成热潮。
页岩气改变着世界能源格局世界上对页岩气资源的研究和勘探开发最早始于美国。
依靠成熟的开发生产技术以及完善的管网设施,目前美国的页岩气成本仅仅略高于常规气,这使得美国成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家。
数据显示,2010年美国页岩气产量已经超过了1000亿立方米。
在过去的5年里,美国页岩气产量增长超过20倍——从2006年仅为其天然气总产量的1%,到2010年增长至美国天然气总产量的20%。
有关专家指出,依靠页岩气的开发利用,在未来的10年里,美国不仅可以一改天然气大举进口的局面,实现全面的自给自足,还有望成为液化天然气出口国。
美国的页岩气革命已经动摇了世界液化天然气市场格局,并且这一影响还将愈发显著,进而改变世界能源格局。
得益于非常规天然气尤其是页岩气开发技术的突破,2009年美国以6240亿立方米的产量首次超过俄罗斯成为世界第一天然气生产国。
概述页岩气的形成机理及开发意义【摘要】页岩气是近年来比较新兴的一种资源,随着世界性能源的紧张以及相关方面科学技术的发展,页岩气的勘探开发变得十分的广泛,页岩气同常规的天然气能源相比具有很强的能源优势,其能源的可利用率较高,同时使用比较的方便,并且该种能源具有很好的环保性,对环境不会造成很大的污染。
在当今这样一个资源节约型和环境友好型的社会,页岩气的发展前景一定很好。
页岩气虽然是一种比较好的清洁能源,但我们对其勘探开发的历史还比较短,在勘探开发技术方面还不成熟。
因此,我们应不断加强页岩气勘探开发技术的探索,引进消化吸收国外先进技术,提高页岩气的勘探开发水平。
本文笔者结合自己在页岩气方面的研究和实际工作经验,对于页岩气的形成机理以及开发的意义进行了分析和探讨,希望对于该领域的研究起到一定的作用。
【关键字】页岩气,形成机理,开发意义中图分类号:p619.22+7 文献标识码:a 文章编号:一.前言近年来,随着经济的发展,特别是随着改革开放的不断深入,我国的经济建设取得了巨大的进步,与此同时,我国在页岩气的开发上也在不断的进步和发展着。
页岩气是属于石油开发和勘探技术方面的资源,其在我国能源的结构比例中占据着一定的分量。
我国在上世纪的时候,在页岩气的开发上还不是十分的先进,这主要是由于那时我国的科学技术还不是十分的发达,同时我们也没有真正认识到页岩气作为一种资源的重要性。
近年来,全球资源日益紧张,特别是在我国,作为一个世界性的人口大国,资源的人均占有率极低,同时加上我国在资源的利用上不是很科学,这就造成我国资源的紧张。
页岩气的开采不仅能够缓解我国资源紧张的局面,促进经济的发展和人们生活水平的提高,同时页岩气作为一种有别于常规天然气的能源,对环境基本上没有太多的不利,做好其开发工作将是一件十分有意义的事情。
二.形成机理分析1.形成气源分析页岩气藏的生烃、排烃、运移、聚集和保存全部在烃源岩内部完成,页岩既是烃源岩、储层,也是盖层。
关于页岩气的认识第一章页岩气开采的相关报道及相关评论12011年4月,美国能源信息署发布数据,称中国页岩气储量约为100万亿立方米,其中可开采资源量为36万亿立方米,位居全球第一,这也是关于中国页岩气储量数据的首次公开发布。
美国能源信息署的这一评估结果一时间让中国能源界哗然,而以国土资源部为代表的中国分管部门及其他权威学术机构也随即展开了对国内页岩气储量的初步摸底,但来自各参与方的最终结论却相差甚远。
资料显示,中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区。
除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件。
重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带,因此被确定为首批实地勘查工作目标区。
2新华08网北京1月12日电(记者朱诸韩莹)近日结束的2013年能源工作会议提出,未来将逐渐减少对传统化石能源的依赖,更多的依靠新能源和可再生能源。
会议对今年的能源工作提出八项任务,其中强调要大力发展页岩气和分布式光伏发电,并且提出了今年光伏发电装机要达到1000万千瓦的目标。
3据国家发改委、财政部、国土资源部和国家能源局正式印发的《页岩气发展规划(2011-2015年)》,未来5-10年,我国将大力推进页岩气开发利用,计划到2015年页岩气年产量将达65亿立方米,2020年页岩气年产量达到600亿-1000亿立方米,经济价值巨大。
此外,中央财政安排专项资金支持页岩气开发,其中2012年-2015年的中央财政补贴标准为0.4元/立方米,补贴标准将根据页岩气产业发展情况予以调整。
4日前,国土资源部网站正式公布第二轮页岩气探矿权中标结果。
本轮页岩气探矿权出让招标产生了19个区块16家中标候选企业,其中中央企业6家、地方企业8家、民营企业2家。
5中石化:四川页岩气产量明年可达3亿立方米中石化集团公司党组成员、副总经理、川气东送建设工程总指挥曹耀峰透露,中石化的页岩气勘探开采有了更新进展。
位于四川盆地边缘川东南的涪陵大安寨页岩气项目区块未来将建成11亿立方米的产能区块。
预计明年产量能达3亿立方米,十二五期间可达10亿立方米。
6目前,有关部门已相继出台多项支持和规范页岩气开发利用的措施。
去年年底,财政部和国家能源局联合下发通知,明确中央财政安排专项资金,支持页岩气开发利用。
按照规划目标,中国争取到2015年达到年产页岩气65亿立方米的能力。
对此,彭齐鸣表示,将扶持关键技术研发,积极推进页岩气勘查开发快速发展。
页岩气地质特征页岩气: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1)页岩气成因生物成因、热解成因、生物成因+热解成因2)页岩气赋存方式•吸附态:吸附于有机质颗粒、粘土矿物颗粒、干酪根颗粒以及孔隙表面,占40%—60%;•游离态:存在于岩石孔隙与裂隙中;•溶解态:少量溶解于干酪根、沥青质、残留水以及液态原油中3)页岩气与其它类型气藏对比表1 页岩气与其它类型气藏对比自生自储的页岩气藏的产气能力受有机碳含量(TOC)、热成熟度(Ro)、无机组分含量、天然和诱导裂缝等因素的影响。
经研究发现,页岩气储层具有以下特点:1)分布面积广;2)井封闭,并且包含水力压裂能量;3)埋藏深度适中;4)厚度大(大于34.08m);5)有机质丰度高( TOC > 3 %);6)在气窗口里的成熟度(Ro在1.1~1.4之间);7)好的气含量>100ft3/t;8)产水量较少,低氢含量;9)黏土含量中等(小于40 %),有很低的混合层组分;10)脆性较高,低泊松比、高杨氏弹性模量;11)围岩条件有利于水力压裂控制。
含气页岩大多为含油气系统中主力烃源岩,尤以受上升洋流影响、倾油混合型干酪根为主的海进体系域黑色页岩为佳,且现今处于大量生气阶段或充注过程中,既保存了较高的残余有机质丰度,储集大量吸附气,又能新增一定孔隙度,容纳足够数量的游离气,有助于提高基质系统的渗透性,使生产井保持较高产气速度,规模化开发生产的经济效益达到最大。
由于页岩的主要以裂缝和微孔隙赋存天然气,因此,在录井过程中需现场进行页岩气含量测定和解吸、吸附等资料的录取,有助于页岩气资源量的评价。
一.工艺流程总览2.页岩气层的钻完井技术2.1钻井技术目前,页岩气井钻井包括垂直和水平井。
在2002年以前,美国页岩气开发主要的钻井方式是垂直井,但在2002 年Devon 能源公司7口Barnett页岩气试验水平井取得了成功之后[8],水平井成为页岩气开发的主要钻井方式。
前者主要用于试验、了解页岩气藏特性,获得钻井、压裂和投产经验,并优化水平井钻井方案;后者主要用于生产,可以获得更大的储层泄流面积,得到更高的天然气产量[6]。
由于水平井在成本上是直井的1~2倍,但产量却是远大于直井,且能够更大面积的使井筒与与裂缝接触,因此,水平井技术的应用可使无裂缝或少裂缝通道的页岩气藏得到有效的经济开发。
2.2固井、完井技术页岩气井通常采用具有浆体稳定、密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点的泡沫水泥进行固井。
泡沫水泥能过发挥较好的防窜效果,并能解决低压易漏长封固段复杂井的固井问题,而且水泥侵入距离短,可以减小储层损害。
在俄克拉荷马州Woodford页岩最近的生产实践表明,使用泡沫水泥固井可比用常规水泥浆固井所获得的天然气产量平均多23%[6]。
除此之外,Barnett页岩气田采用了一种增加了许多碳酸钙的酸溶性水泥体系(ASC)。
当与盐酸(HC1)接触时,水泥就会依随溶解度和接触时间而溶解[10]。
这种水泥浆可满足已固侧钻井和侧钻井长度增加对分段隔离的需要。
两种泥浆的主要特性参数列于表2[10]中。
页岩气井的完井方式主要包括组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井和机械式组合完井[3]。
组合式桥塞完井是页岩气水平井最常用也是最耗时的完井方法,在套管井中,用组合式桥塞分隔各段,分别进行射孔或压裂。
水力喷射射孔完井是以高速喷出的流体射穿套管和岩石的射孔完井方式,不用下封隔器或桥塞,可缩短完井时间,适用于直井或水平套管井。
机械式组合完井采用特殊的滑套机构和膨胀封隔器,适用于水平裸眼井段限流压裂,一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工[3]。
目前一些列新型完井技术也在涌现,如Halliburton 公司的Delta Stim 完井技术,聚能射孔和多级完井,各个阶段对射孔产层使用挠性油管或扣连接的油管供水或喷砂等。
3.压裂增产技术3.1 各种压裂措施3.1.1 清水压裂技术目前美国页岩气开发最主要的增产措施是清水压裂,即:使用添加了一定减阻剂的清水作为压裂液。
这种压裂液主要成分是水,以及很少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂。
之所以使用这种低成本压裂液是因为,水是一种低粘度流体,更容易产生复杂的裂缝网络,而且很少需要清理,是一种清洁压裂技术,可提供更长的裂缝,并将压裂支撑剂运到远至裂缝网络,在像Barnett等低渗透油气藏储层改造中取得很好的效果。
3.1.2 重复压裂技术重复压裂技术用于在不同方向上诱导产生新的裂缝,从而增加裂缝网络,提高生产能力。
如果初始压裂已经无效,或现有的支撑剂因时间关系已经损坏或质量下降,那么对该井进行重复压裂将重建储层到经验的线性流,最终采收率估计提高8 %~10 %,可采储量增加60 %[11],是一种低成本增产方法。
如果要是得重复压裂获得成功,必须评估重复压裂前、后的平均储层压力,渗透率厚度乘积和有效裂缝长度与导流能力等。
所以重复压裂的实施离不开室内试验的帮助。
Barnett 的大部分页岩气井都进行了二次压裂,二次压裂后可接近或超过初次压裂时的产量。
3.1.3 同步压裂技术该技术同时对配对井(offset wells)进行压裂,即同时对两口(或两口以上)的井进行压裂。
它可使压力液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短,从而增加水力压裂裂缝网络的密度及表面积。
该技术已经在美国的Barnett页岩气田试验使用,作业者在相隔152~305m 范围内钻两口平行的水平井同时进行压裂[12],目前已发展到3口、甚至4口井间同时压裂。
据估计,该技术在未来页岩气开采方面将有很大前景。
3.1.4 直井压裂目前的直井压裂设计特征如下:1)有4或5处射孔位置,长度0.61~1.22m;2)5孔/ft(SPF)和60°定相;3)每个射孔孔眼的泵速是1~2bbl/min (1 bbl=0.159m3),或者每个起始位置的泵速是20 bbl/min。
泵入的体积约2500 gal/ft(1 gal/ft=12.418L/m),供给400 lb/ft(1 lb/ft=1.488kg/m)的支撑剂[6]。
在页岩气开发初期,钻垂直井有助于作业者掌握储层特征,获得经验,从而有效的规划以后的生产活动。
在Newark 东页岩气田,直井进行压裂后的产气速度为(0.14~5.7)×104m3/d 以上,预计这些井的最终采出量一般应为(2831~7077)×104m3,但实际采出量却达到了1.98×108m3。
3.1.5 水平井压裂水平井也需要压裂,如果不压裂则不能产气。
目前的水平井压裂设计一般包括:1)2~8段/水平井眼;2)2~4压裂开始位置/段;3)0.61~1.22 m的射孔/位置,6 孔/ft,60°定相;4)每个压裂点20~30 bbl/min,每个射孔点2~ 4 bbl/min;5)体积平均1800 gal/ft[6]。
通过对Newark 东油气田进行水平井压裂,发现其初始产气速度一般比直井快2~3倍。
对Newark气田进行水平井分段压裂,可使其核心区域产量大幅度提高,并且在那些缺少遮挡或遮挡层很薄的区域,水平井压裂比直井压裂更能使裂缝保持在Barnett 储层的目的段中。
最初水平井的压裂阶段一般采用单段或2段,目前已增至7段甚至更多。
3.2 储层保护页岩的岩性特点使其多具有水敏性,水进入储层后可使其粘土矿物(特别是蒙脱石)膨胀,从而堵塞孔缝,降低其产量。
因此需要利用X-衍射和SEM测试结果分析黏土矿物的类型和含量,从而针对粘土矿物的特点采取防水敏的钻井液和压裂液以保护储层和增强储层改造的效果是一个重要的技术措施。
新型的减阻剂有助于降低来自长链式聚合物对压裂面的损害。
降黏剂通过降低流体黏度,有助于使水压裂处理的效果最大化,改善负荷采收率,使减阻剂聚合物的损害最低,防止聚合物吸附到压裂面上,从而提高开采量[6]。
3.3 裂缝监测技术现在检测裂缝的方法有很多种,如利用电阻率测井、成像测井识别裂缝等,但主要还是采用地震裂缝预测技术。
目前地震裂缝预测方法有很多种,如利用叠后地震信息进行裂缝预测,包括倾角扫描技术、谱分解等;利用叠前地震信息进行裂缝预测,包括P波方位各向异性裂缝预测等[13]。