国内外页岩气研究进展
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页岩气资源潜力和发展路径国土资源部油气资源战略研究中心李玉喜2011.09.16提纲一、页岩气二、国外页岩气发展现状三、国内页岩气进展四、中国页岩气发展路径一、页岩气(三)页岩气页岩气(英文名称:Shale Gas):是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附及游离状态为主要存在方式的烃类气体孔隙空间3. 页岩储层基质孔隙度一般小于10%;页岩渗透率一般以纳米级为主,渗透率极低(四)页岩气特点井深235.2m井深324.9m 0.0010.0100.1001.00010.000100.000020406080100S H g /%P c /M P a 0204060801000.00~0.100.10~0.160.16~0.250.25~0.400.40~0.630.63~1.001.00~1.601.60~2.502.50~4.004.00~6.306.30~10.010.0~16.016.0~25.0孔喉半径分布区间(μm )分布频率(%)下寒武统上奥陶-下志留统(四)页岩气特点4. 页岩气气藏分布主要受富有机质页岩分布和埋深控制,没有明显的气-水界限,在构造破坏严重地区往往会有意想不到的发现(Richard M. pollastro, Ronald J. Hill, Daniel M.Jarvie, Mitchell E. Henry, 2003,修改)5. 与煤层气相比,页岩气藏生产过程中无需排水,生产周期长,一般30~50年,勘探开发成功率高,具有较高的工业经济价值(四)页岩气特点一、页岩气煤层气产量曲线气产量时间常规天然气产量曲线气产量时间煤层气生产曲线常规气生产曲线页岩气生产曲线提纲一、页岩气二、国外页岩气发展现状三、国内页岩气进展四、中国页岩气发展路径美国页岩气主要产自以下7套页岩,七套页岩2010年产量为1325.5亿立方米,占美国1378亿产量的96.2%董大忠,2011(五)关键技术1. 水平井钻完井技术目前页岩气开发主要为水平井组(Multi-Well Pad)(五)关键技术2. 10段以上多段压裂技术提纲一、页岩气二、国外页岩气发展现状三、国内页岩气进展四、中国页岩气发展路径三、国内页岩气进展南川区块秀山区块5月19日:发出投标邀请5月25日:完成招标文件发放6月27日上午9:00-10:30:收标,中石油、中石化、中海油各投一个区块,延长、中联煤、河南煤层气各投两个区块,共收到9包投标文件,其中,南川和秀山招标区块符合开标条件。
国内页岩气开发现状及面临问题摘要:随着美国的“页岩气革命”取得的良好进展,预示着页岩气作为一种重要的非常规天然气,具有缓解我国能源压力的巨大潜力,将成为我国油气资源勘探开发的新热点。
通过几年的努力,我国页岩气的勘探开发在资源储量评估、水平井钻探和完井、开采技术方面已经取得了一定的成果。
但是与美国相比,我国页岩气地质条件更为复杂,对页岩气的开发在开采技术、水资源利用、环境保护以及开发成本上将面临更大的挑战。
关键词:页岩气储量开发进展成本环境保护天然气是国家能源安全的重要防线,但是在我国天然气严重短缺,这一现象已导致我国经济运行时阻碍经济可持续发展的约束瓶颈。
面对逐渐减少的常规能源,页岩气作为一种新能源,在中国资源潜力巨大,与美国28×1012m3的可采资源量差不多。
美国早已掀起了页岩气开采的革命潮,页岩气开发既能减少经济发展对常规能源的需求压力,对能源的可持续发展方面也有重要的意义。
现在国内页岩气的开发研究整体上处于前期探索和准备阶段,从2005年开始进入早起评价阶段,2011年我国颁布了页岩气“十二五”发展规划,目前对于页岩气的探索开发已经取得了实质性的进展。
1 储量概况页岩气,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。
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,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,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。
页岩本身既是气源岩又是储集层,其总孔隙度一般小于10%,而含气的有效孔隙度一般不及总孔隙度的一半,渗透率则随裂缝的发育程度不同而有较大变化。
因为储藏页岩气的页岩分布比较广泛,所以页岩气的资源储量任然不可低估。
根据最新勘探成果,目前全球页岩气资源量约为456.24×1012m3,其中北美页岩气储量108.79×1012m3,中亚和中国页岩气储量为99.90×1012m3,我国页岩气可采资源量约为25×1012m3,与美国28×1012m3的可采资源量大致相当。
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。
页岩气水平井固井技术研究进展页岩气水平井固井技术研究进展随着能源需求的日益增长,页岩气逐渐成为了替代传统石油天然气的重要资源。
水平井作为主要的生产工具,其固井技术成为了页岩气开发中的重要问题。
近年来,国内外学者针对页岩气水平井固井技术进行了研究,本文就其研究进展进行了综述。
一、水泥固井技术水泥固井是目前水平井固井技术的主流方案,其通过注入水泥浆将套管与井壁固定,防止井壁侵蚀和漏失油气。
然而,页岩气水平井中存在的大量细小裂缝会导致水泥浆的染浸,影响其固结力,并产生裂缝,从而使油气渗漏。
因此,国内外学者在水泥固井领域的研究主要围绕水泥改性与水泥浆稳定性。
其中,P. L. Dürig等(2015)提出了一种纳米级碳酸钙在水泥胶凝体中的应用,该技术能够形成更致密、更均匀的水泥固结体,并使固井力度提高60%以上。
另外,A. C. Boivie等(2018)研究了不同温度下水泥胶凝体的强度和耐久性,发现在较高温度下固井效果更佳。
同时,X. Chen等(2019)通过添加聚丙烯酰胺( PAA)改善了水泥浆体的流动性,并提高了固井效果。
二、环氧树脂固井技术除了传统的水泥的固井技术,针对页岩气开发中水泥固井存在的问题,环氧树脂固井技术被提出。
与水泥固井相比,环氧树脂具有更高的渗透性和粘附性,可以更好地填补井壁的裂缝和孔隙。
因此,为了提高环氧树脂固井的效果,国内外学者进行了一系列相关研究。
其中,B. Li等(2016)研究了环氧树脂固井的最佳浓度、固化时间和接触时间,提高了固井效果并减少了漏失。
同时,Q. Zeng等(2018)通过与水泥固井技术的组合应用,有效地提高了固井的完整性和耐久性。
三、石墨烯增强固井技术石墨烯具有极高的强度和导电性,其与水泥等材料的复合可以有效地加强其力学性能。
因此,石墨烯增强固井技术被提出,并取得了一定的研究进展。
例如,L. Huang等(2019)研究了石墨烯在水泥浆体中的添加量,发现当石墨烯/水泥比例为0.25%时,固井力度可提高71.6%,漏失率降低至0.8%以下。
我国页岩气的勘探现状及发展建议近年来,随着国内能源需求不断增长,以及传统能源逐渐枯竭,我国页岩气勘探逐渐成为了一个备受关注的热点。
目前,我国页岩气在勘探开发方面已经取得了一些进展和成就,但仍面临着一些问题和挑战。
目前,我国页岩气勘探主要集中在四川、重庆、湖北、安徽和河南等地。
从勘探情况来看,目前我国页岩气勘探的深度、面积和储量等指标均逐步增长,但仍与国际水平有差距。
从勘探技术来看,国内虽然在水力压裂、水力钻井等方面已经取得了很大的进展,但仍需要加强科研攻关和实践检验,提高技术水平。
从资金和人才方面来看,虽然国家对页岩气勘探开发进行了大力支持,但与国际巨头相比,我国企业的资金和人才投入仍然有限,因此需要进一步加大投入力度,提高人才队伍建设水平。
针对以上问题和挑战,建议从以下几个方面进行努力:一、加强政策支持,提高勘探投入力度政府应制定更加明确、具体的政策措施,从资金、税收、土地等方面给予更为优惠的政策支持,提高企业的勘探投入力度,尤其是应注重对新型煤层气企业和中小企业的扶持,推动他们在技术研究、勘探开发等方面实现跨越式发展。
二、提高技术水平,加快技术创新应充分开发利用国内外先进的勘探技术和生产技术,大力推动水力压裂技术及其设备的发展,提高勘探开发水平。
同时,应坚持走产、学、研一体化的创新之路,集聚各类优秀人才和资源,加强国内外科研机构和企业的合作,共同开展关键技术攻关。
三、加大环境保护力度,减少环境危害应加大对页岩气勘探开发的环境保护力度,采用先进的环保设备和技术,减少勘探过程中对环境的危害,确保勘探开发的安全、环保和可持续性。
同时,要加强对勘探地区的环境调查,以及开展煤层气、页岩气等资源勘探前的环境评估工作。
总而言之,我国页岩气的勘探开发还需继续加大投入力度,加强招商引资和技术创新,优化政策环境,充分利用国内外的资源和优势,尽快推动页岩气产业的发展,提高我国在全球能源领域的核心竞争力。
论页岩气田地面工程进展及工艺页岩气是一种非常重要的天然气资源,其地面工程进展和工艺方面的研究对页岩气田的开发和利用具有重要意义。
随着页岩气产业的快速发展,国内外对页岩气田地面工程进展及工艺的研究成果越来越丰富,本文将就该领域近年来的研究进展和工艺进行综述。
一、页岩气田地面工程进展1. 地表设备及工程建设页岩气田地面工程建设是页岩气田开发的起始环节,包括工程设备的选型、施工技术和作业管理等。
近年来,随着我国页岩气田的开发进展,地面设备和工程建设方面取得了一系列进展和成果。
在地面设备方面,我国大力推广了先进的钻井、采气设备,如高效顶管钻井机、高效泄漏防治技术及气体收集设备等。
在工程建设方面,取得了一系列成果,如地表工程对页岩气开发的重要性日益突出;培育一批技术攻关团队,积极开展地面工程技术研究;通过实践经验,建立了一系列科学的地面工程管理体系和技术标准。
2. 地面环保和安全技术页岩气田开发的过程中,地面环保和安全问题是首要解决的问题。
过去,页岩气田地面工程建设往往带来了环境污染和安全隐患,影响了地方社会经济的可持续发展。
近年来,随着技术的不断进步和政策的不断改善,国内外在地面环保和安全技术方面积极探索和研究,取得了显著的进展和成果。
具体包括:推广应用环保型钻井液技术,减少了地面有害物质的排放;加强环境监测和管控,实现了对废水、废石油和生活垃圾的全面治理和回收利用;建立了一套完善的安全生产管理体系,有效降低了作业安全事故率。
3. 地面智能化和信息化随着科技的不断进步和信息化技术的迅速普及,地面智能化和信息化已成为页岩气田地面工程建设的发展方向之一。
近年来,国内外在地面智能化和信息化方面进行了大量的研究和应用工作。
具体表现在:推广应用无人驾驶钻机和智能螺杆泵技术,实现了钻井和采气作业过程的自动化和智能化;研发了一批地面数据采集和分析软件,为地面作业的过程监控和管理提供了良好的技术支持;建设了一批数字化页岩气田地面作业中心,实现了数据共享和信息交互的快速和准确。
页岩(shale)是由粒径小于0. 0039 mm的细粒碎屑、粘土、有机质等组成,具页状或薄片状层理、易碎裂的一类沉积岩,亦即美国所称的粒径小于0. 0039 mm的细粒沉积岩。
美国一般将粒径<0. 0039mm的细粒沉积岩统称为页岩富有机质页岩是形成页岩气的主要岩石类型,富有机质页岩主要包括黑色页岩与炭质页岩页岩气(shale gas或gas shale)是从富有机质页岩地层系统中开采的天然气{John, 2002; US Department of }:nergy, et al.,2009 ; Boyer et al,,2006)。
按成因机制,页岩气是以吸附或游离状态赋存于暗色富有机质、极低渗透率的页岩、泥质粉砂岩和砂岩夹层系统中,自生自储、连续聚集的天然气藏。
在页岩气藏中,富烃页岩一般既是天然气的储集层,又是天然气的源岩。
富有机质页岩烃源岩可大量(可高达总生烃量的50%左右)滞留油气。
形成可供商业开采的页岩气。
2.富有机质页岩沉积环境页岩可形成于陆相、海相及海陆过渡相沉积环境中。
富有机质黑色页岩形成,需要具备两个重要条件:一是表层水中浮游生物发育,生产力高;二是具备有利于沉积有机质保存、聚集与转化的条件。
水循环受限的滞留海(湖)盆、陆棚区台地间的局限盆地、边缘海斜坡与边缘海盆地中,由于水深且盆地隔绝性强,水体循环性差,容易形成贫氧或缺氧条件,是发育黑色页岩的有利环境。
综合研究认为,黑色富有机质页岩主要形成于缺氧、富H2S的闭塞海湾、潟湖、湖泊深水区、欠补偿盆地及深水陆棚等沉积环境中(姜在兴,2003;张爱云等,1987)。
摘要:在调研了国内外页岩气研究成果的基础上,系统地研究了页岩气藏基本特征,分析了页岩气藏的成藏机理及成藏控制因素,并针对页岩气藏特殊的成藏特征,探讨了相应的识别方法和资源评价方法。
研究表明,页岩气藏通常具有自生自储、储层粒度细、低孔低渗、裂缝发育、储层而积大、连续分布、形成温度及埋深范围广,赋存方式主要为吸附态、压力异常、产能低、采收率低和生产周期长等特征;页岩气成藏具有过渡特点,兼具了根缘气及常规天然气的成藏机理;有机质类型及含量、成熟度、裂缝、孔隙度和渗透率、矿物组成、厚度、湿度、埋深、温度与压力对页岩气藏的形成具有一定的控制作用;利用岩心分析法、地球物理法及ELS测井、成像测井等测井新技术可定性或定量识2页岩气成藏机理页岩气成藏可能形成于油气生成的各个阶段,具有典型的“混合型”特征}1}}。
我国页岩气的勘探现状及发展建议我国页岩气是一种重要的非常规天然气资源,具有丰富的储量和潜在的开发价值。
随着我国对清洁能源的需求不断增加,页岩气资源的勘探和开发已成为我国能源领域的热点之一。
在国家大力推动页岩气开发的背景下,页岩气勘探现状及发展建议成为了人们关注的话题。
让我们来了解一下我国页岩气的勘探现状。
近年来,我国对页岩气的勘探工作取得了积极进展。
根据国土资源部的数据显示,我国页岩气资源总储量约为3800万亿立方米,其中可开采资源约为1600亿立方米。
目前,我国已建成一批页岩气示范区,通过国家重大专项和地方政府的扶持,相关企业在示范区进行了一系列的勘探开发工作,取得了一定的阶段性成果。
与此我国页岩气勘探技术也在不断突破和创新,为页岩气资源的开发提供了技术保障。
我国页岩气的勘探工作还存在一些问题和挑战,需要进一步加以解决。
我国页岩气资源的地质条件复杂,勘探难度大。
页岩气层常常具有深埋、连片、脆性较差等特点,勘探难度较大,需要运用先进的勘探技术和方法。
勘探过程中存在着环境保护和社会影响等问题。
页岩气开发过程中会产生大量的废水、废气和废渣等问题,容易对当地的环境和生态造成一定的影响。
勘探和开发工作也会影响当地的社会稳定和民生。
我国页岩气资源的产业链还比较薄弱,供需体系尚不完善。
在页岩气资源的勘探开发过程中,缺乏相关的配套设施和服务,给勘探和开发工作带来了一定的不便。
针对以上问题和挑战,我国页岩气勘探及发展应采取一系列的措施和建议。
应加强页岩气勘探技术和装备的研发和应用。
通过加大对页岩气资源地质特征、勘探技术和装备的研究力度,提升页岩气勘探技术水平,降低勘探成本和风险。
应加强页岩气资源勘探环保与治理。
建立健全的页岩气勘探和开发环保制度,加强对勘探开发过程中的环境监测和治理,保障勘探开发的环境友好和可持续。
应加强社会稳定与民生保障。
在页岩气勘探和开发过程中,应充分尊重当地居民的合法权益,加强社会稳定风险评估,规范勘探开发行为,提高社会满意度和参与度。
页岩气数值模拟技术进展及展望随着全球能源需求的不断增长,页岩气作为一种清洁、高效的能源形式,逐渐受到了广泛。
页岩气数值模拟技术在页岩气开发过程中发挥着重要作用,本文将围绕该技术的进展及展望进行深入探讨。
近年来,页岩气数值模拟技术得到了快速发展,主要涉及的方法包括物理模型法、数值模拟法和统计分析法等。
其中,数值模拟法因其可以考虑各种复杂地质条件和工程因素,成为了研究的主流方向。
针对页岩气开发过程中的多尺度、多物理场问题,研究者们不断开发出更为精细、高效的数值模型,并取得了丰富的研究成果。
多孔介质数值模拟是页岩气数值模拟技术的核心,它可以模拟页岩气在多孔介质中的运移、吸附和解吸过程。
当前,研究者们提出了多种多孔介质模型,如双重孔模型、四重孔模型等,用以提高模拟精度。
然而,这些模型也存在着计算量大、运算速度慢等缺点,仍需进一步优化。
随机微分方程数值解方法可以用来解决页岩气开发过程中的随机性问题,如页岩气藏的非均质性、裂缝分布的不确定性等。
近年来,研究者们提出了多种随机微分方程数值解方法,如蒙特卡罗方法、有限元方法等,为页岩气数值模拟提供了有力的支持。
GPU计算可以利用图形处理器的高性能计算能力,加速页岩气数值模拟过程。
通过将计算任务分配给GPU,可以大幅提高计算速度,使得大规模、高精度的页岩气数值模拟成为可能。
然而,GPU计算也存在一定的局限性,如可扩展性较差、内存限制等,仍需进一步改进。
随着页岩气数值模拟技术的不断发展,其在页岩气开发过程中的作用也日益凸显。
未来,该技术有望在以下几个方面得到进一步应用:通过页岩气数值模拟,可以对页岩气藏进行精细描述和资源评估,为后续的开发和生产提供科学依据。
同时,模拟结果还可以指导钻井工程、增产措施等方面的优化设计,以实现页岩气开发效益的最大化。
页岩气数值模拟技术可以模拟不同开采方案下的产气过程,为制定合理的开采方案提供支持。
通过比较不同方案的经济效益和环境影响,可以找到最优的开采方案,以实现经济效益和环境效益的平衡。
页岩气勘探开发进展状况调查及前景分析摘要:页岩气是一种清洁、高效的能源,全球页岩气总资源量相当于常规天然气的1.4倍,其作为一种非常规天然气,已成为全球油气资源勘探开发的新宠。
美国是页岩气研究开发最早、最成功的国家,目前页岩气产业已至快速发展阶段。
而加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家,其页岩气勘探初步形成规模。
我国页岩气勘探开发还处于探索起步阶段,北美地区页岩气开发为中国页岩气展示了良好的前景,为加快中国页岩气发展提供了先进的经验和有益的技术借鉴。
关键词:页岩气勘探;进展情况;前景1 页岩气分布概况及前景评价页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,页岩气是位于暗色泥页岩或高碳泥页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规油气聚集,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源[1-2]。
具有自生自储、分布广、埋藏浅、生产周期长等特点。
全球页岩气总资源量456万亿方,相当于常规天然气的1.4倍,而据美国能源信息署(eia)的最新统计数据显示,当前全球页岩气可采资源189万亿方。
其中北美地区拥有55万亿方,位居第一;亚洲拥有51万亿方,位居第二;非洲30万亿方,位居第三;欧洲18万亿方,位居第四;全球其他地区占35万亿方。
近年来,随着全世界对清洁能源的需求不断扩大,人们对页岩气的机理研究不断加深,水平井与水力压裂等勘探技术水平不断完善,页岩气勘探开发热潮正由北美向全球扩张。
页岩气作为一种非常规天然气,已成为全球油气资源勘探开发的新宠。
加快页岩气资源勘探开发,已成为世界主要页岩气资源大国和地区的刻不容缓的能源战略决策。
2 国内外页岩气开发现状美国是页岩气研究开发最早、最成功的国家,目前页岩气产业已至快速发展阶段。
而加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家,其页岩气勘探初步形成规模。
我国页岩气勘探开发还处于刚刚起步阶段[3],北美地区页岩气开发为中国页岩气发展展示了良好的前景,为加快中国页岩气发展提供了先进的经验和有益的技术借鉴。
我国页岩气开发现状(1)资源调查我国页岩气资源战略调查工作虽处于起步阶段,但也取得初步进展。
研究和划分了页岩气资源有利远景区,启动和实施了页岩气资源战略调查项目,初步摸清了我国部分有利区富有机质页岩分布,确定了主力层系,初步掌握了页岩气基本参数,建立了页岩气有利目标区优选标准,优选出一批页岩气富集有利区。
(2)资源管理经国务院批准,2011年12月3日,国土资源部已发布新发现矿种公告,将页岩气作为独立矿种加强管理。
针对页岩气的特点和国外成功经验,明确了“调查先行、规划调控、竞争出让、合同管理、加快突破”的工作思路;根据已选定的页岩气有利远景区和页岩气探矿权管理目标,编制了页岩气探矿权设置方案;引入了市场机制,创新了页岩气资源管理,开展了页岩气探矿权出让招标工作。
(3)勘探现状中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层,互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件,不同规模的天然气发现,但目前尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一步突破。
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。
我国页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其周缘,鄂尔多斯(12.11,0.00,0.00%)盆地、西北地区主要盆地。
截至2011年底,中石油(9.65,-0.01,-0.10%)在川南、滇北地区优选了威远、长宁、昭通和富顺-永川4个有利区块,完钻11口评价井,其中4口直井获得工业气流。
中石化在黔东、皖南、川东北完钻5口评价井,其中2口井获得工业气流,优选了建南和黄平等有利区块。
中海油在皖浙等地区开展了页岩气勘探前期工作。
延长石油在陕西延安地区3口井获得陆相页岩气发现。
中联煤在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城三个页岩气有利区。
页岩气储层孔隙系统表征方法研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和常规油气资源的逐渐枯竭,页岩气作为一种重要的清洁能源,已引起全球范围内的广泛关注。
页岩气储层的孔隙系统是决定其储气能力和渗流特性的关键,因此,对页岩气储层孔隙系统的深入研究和精确表征显得尤为重要。
本文旨在全面综述页岩气储层孔隙系统表征方法的研究进展,以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考。
文章首先介绍了页岩气储层的基本特征,包括其岩石学特性、孔隙类型和分布规律等。
随后,文章重点阐述了当前页岩气储层孔隙系统表征的主要方法和技术,包括基于扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)的微观结构观察、基于核磁共振(NMR)和射线计算机断层扫描(-CT)的孔隙结构和分布分析、以及基于压汞法和气体吸附法的孔隙大小和孔径分布测量等。
这些方法和技术在页岩气储层孔隙系统的表征中各有优缺点,本文对其适用性和局限性进行了详细分析。
文章还讨论了页岩气储层孔隙系统表征方法的发展趋势和未来研究方向。
随着科学技术的不断进步,新的表征方法和技术不断涌现,如基于纳米技术的孔隙结构表征、基于和大数据的孔隙系统建模和预测等。
这些新兴技术为页岩气储层孔隙系统的深入研究提供了新的机遇和挑战。
本文旨在全面梳理和总结页岩气储层孔隙系统表征方法的研究进展,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
本文也期望能够激发更多科研工作者和工程师对该领域的关注和兴趣,共同推动页岩气储层孔隙系统表征技术的创新和发展。
二、页岩气储层孔隙系统基本特征页岩气储层孔隙系统具有复杂多变的特征,其储集空间主要包括基质孔隙、裂缝和微裂缝等。
这些孔隙系统不仅具有纳米级的微小尺寸,还呈现出显著的非均质性。
基质孔隙是页岩气的主要储集空间,它们主要分布在页岩基质的粒间和粒内,形态多样,如圆形、椭圆形、不规则状等。
裂缝和微裂缝则是页岩气的重要运移通道,它们能够连接基质孔隙,形成有效的渗流网络。
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)总资源量的50%左右。
1.2 欧洲地区现有勘探结果表明,欧洲地区有3个大型页岩气盆地(Poland, Northern Germany和Southern Northern Sea),其页岩气资源潜力可与北美地区典型页岩气盆地相媲美.1.3 国内页岩气勘探开发进展目前,我国对页岩气的研究与勘探开发正处于探索阶段。
20世纪60~90年代,在常规油气勘探中,个别盆地在页岩中曾发现泥页岩裂缝油气藏。
针对这些发现,中国地质大学、中国石油勘探开发研究院的学者对页岩气成藏条件进行了探讨。
中国石油对外合作经理部与美国页岩气开发专家在北京举办了“页岩气研讨会”,国内50多位专家及代表参加了会议。
同时,组织开展了“中国页岩气资源评价与有利勘探领域优选”研究,我国学者积极借鉴国外页岩气的成功勘探开发的经验,加强了我国页岩气资源的调查与成藏地质条件评价与研究。
查阅、收集了大量国外页岩气勘探开发与研究的资料和文献,详细剖析了国外页岩气成藏地质条件,系统总结了国外页岩气勘探开发技术。
在此基础上,通过大量的老井复查与老井测录井资料、地球化学分析资料和区域沉积研究,对我国南方海相地层发育的四川盆地川西南地区的寒武系页岩地层页岩气成藏地质条件进行了研究,对四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩气资源量做了初步估算。
估算结果认为四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩气资源量为7.14×1012~14.6×1012 m3;志留系页岩气资源量为(2~4)×1012 m3。
与整个四川盆地现有常规天然气资源量7.2×1012 m3比较,认为我国页岩气资源潜力巨大,勘探开发前景很好,具有加快勘探开发的巨大资源基础。
2 中国页岩气资源现状我国南方海相地层发育区具有优越的页岩气成藏地质条件和丰富的页岩气资源,南方地区页岩气的潜力区主要包括四川盆地、中扬子、鄂西渝东和湘鄂西地区。
四川盆地侏罗系、三叠系、志留系、奥陶系和寒武系均为页岩发育层系。
侏罗系中统下统是四川盆地内暗色页岩发育的主要层系。
三叠系页岩厚度大,有机质丰度较高。
志留系是国内南方地区的重要烃源岩,也是埋藏较老的地层,特别是志留系龙马溪组具有极好的页岩气成藏的地质条件。
奥陶系寒武系也发育有暗色页岩,但是一般都过成熟,并且低孔低渗。
中扬子地区志留系和寒武系均为页岩气的潜力区。
鄂西渝东页岩发育的主要层位为上三叠系下侏罗系和志留系。
鄂西渝东的建南石柱地区下侏罗上三叠发育有大套暗色页岩。
下侏罗系烃源岩厚度60~200m,TOC 0.6~1.52%,Ro 0.87~1.5%;上三叠系烃源岩厚度15~57m,TOC 1.43~4.26%,Ro 1~1.3%。
志留系页岩特征范围和上三叠以及下侏罗系相似,也是页岩气发育的重点勘探层位。
湘鄂西地区的宣恩恩施建始一带,桑植石门一带的下志留统龙马溪组也是页岩发育的重点层位。
两地区均为特低孔、特低渗,但桑植石门地区保存条件较好。
奥陶系也发育有200~400米厚的页岩层,成熟度较高。
在中国北方地区,中新生代发育众多陆相湖盆,泥页岩地层广泛发育,并已被勘探实践证实绝大部分为大型盆地中的优质烃源岩、如松辽盆地下白垩统的青山口组黑色泥岩、渤海湾盆地古近系沙河街组沙三段底部泥页岩、鄂尔多斯盆地上三叠统延长组张家滩(T3yc3)、李家畔(T3yc2)页岩等。
南华北地区的石炭系——二叠系是广泛分布的一套主力烃源岩,寒武系——奥陶系碳酸盐岩烃源岩是一套区域分布的有一定潜力的气源岩。
岩层含三种干酪根类型,其中石炭系和二叠系主要为Ⅱ型和Ⅲ型干酪根,而寒武系——奥陶系为Ⅰ型和Ⅱ型干酪根。
地层中断层发育中等,上下围岩为泥岩、灰岩和粉砂岩,能形成良好的盖层。
两套源岩孔隙度均较低,均为4%左右,渗透率也仅处于0.0001~0.0002mD。
但是石炭系——二叠系源岩矿物成分中还有石英,能极大地增加岩石的脆性,有利于后期的压裂开发。
由此可见华北盆地页岩地质条件优良。
3 中国页岩气研究进展国土资源部油气战略研究中心从2004年起跟踪世界页岩气资源发展动态并开展了一些工作:2005年以来,我国开始关注页岩气,并开展了一些研究工作,通过国际交流与合作,中国石油等企业已经开展了国内页岩气开发的一些前期调研和技术准备,进行了初步的资源潜力研究。
2006年,中国石油与美国新田石油公司联合开展了四川盆地威远气田页岩气资源评价,第二年组织开展了“中国页岩气资源评价与有利勘探领域优选”。
2008年,国土资源部设立了页岩气项目“中国重点地区页岩气资源潜力及有利区带优选”,重点研究四川、松辽等盆地和中下扬子中、古生界海相页岩区。
同年11月,中国石油在地处四川盆地的宜宾地区完钻了我国首口页岩气井,井深200米,全井段取心,采集了大量样品,获取了大量第一手资料;2009年中国石油与挪威石油、埃克森美孚、壳牌、康菲等跨国石油公司开展联合研究,探索页岩气开发的国际合作方式,并计划建立页岩气开发先导试验区。
此外,2009年11月,中石油与壳牌公司在重庆富顺—永川区块启动了页岩气第一个中外合作勘探开发项目。
今年4月,中石油的川庆物探209队在四川盆地相关区块中完成了嘉陵江、飞仙关、侏罗系等3个试验点的资料采集,为在四川盆地寻找优质页岩气奠定了基础。
今年上半年,国土资源部又确定了川南、贵州北、渝东南、渝东北等7个国家级页岩气先导试验区,并启动了页岩气资源战略调查先导试验区建设。
中石化也加大了非常规能源的勘探开发力度,组建了非常规能源处,明确由华东分公司作为非常规油气勘探开发的专业队伍,专门从事非常规油气勘探开发工作。
今年6月,中石化勘探南方分公司成立页岩气勘探项目部,并启动了南方探区的页岩气资源潜力及区块评价项目。
此前,中石化还与英国石油公司(BP)在贵州凯里、苏北黄桥等地着手合作开发页岩气。
此外,中海油等和相关科研机构、高等院校等也都已开展了对页岩气的研究工作。
结语美国对我国页岩气地质储量的评估是100 ×1012m3,和美国的储量大体相当。
尽管页岩气要形成大规模产能尚需时日,但政策的引导与扶植、企业的努力实践和技术的不断成熟将进一步推动页岩气在世界范围内的发展,最终对全球能源安全作出积极贡献。
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