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探析我国页岩气开发的市场化脉络2014年12月15日，重庆黔江濯页2井。
雾气虽然笼罩着阿蓬江，却挡不住川庆钻探50657钻井队员工的作业热情。
“90%的工作量已经完成，就等甲方重庆能投公司验收了。
”队长陈和平说。
濯页2井只是火热的川渝页岩气市场一口普通的井。
如今，这里已有十几个页岩气项目正在按部就班地进行地质调查、勘探、打预探井。
显然，中国页岩气开发热潮并未因国际油价跌跌不休而却步不前，反而在川渝大地逆市而上。
政策搭建体系化我国的能源决策机构，采取的是以政策营造市场化的良性生态环境。
据不完全统计，2008年至今，中央各相关部委共出台20多项政策推进页岩气开发，内容涵盖补贴、税收等多个方面。
首先，将页岩气拉出来设为独立矿种。
2011年10月，国务院《找矿突破战略行动纲要（2011-2020年）》，将页岩气列为重要矿产；同年12月，批准页岩气为独立矿种。
此举，用国土资源部油气资源战略研究中心副总工程师岳来群的话说是“管理意义远大于技术意义”。
这意味着更多的投资者可以与之牵手、参与开发。
其次，放开投资限制。
2011年12月底，国家发改委、国家商务部联合下发《外商投资产业指导目录（2011年修订）》，页岩气的勘探和开发（限于合资、合作）被列入鼓励类。
2012年10月26日，国土资源部出台《关于加强页岩气资源勘查开采和监督管理有关工作的通知》，明确页岩气勘查开采实行“开放市场”的原则，各类投资主体均可参与页岩气勘查开采。
再次，实施实惠补贴政策。
2012年11月，国家财政部、国家能源局出台页岩气开发相关利用补贴政策，2012年至2015年每立方米补贴0.4元。
2013年10月，国家能源局发布《页岩气产业政策》，将页岩气纳入国家战略性新兴产业；按页岩气开发利用量，对页岩气生产企业直接进行补贴；对页岩气开采企业减免矿产资源补偿费、矿权使用费，研究出台资源税、增值税、所得税等税收激励政策。
投资开发多元化在我国，新矿种的放开让企业纷至沓来。
非常规油气田(页岩气开发压裂的相关工艺与要一、页岩气的基本简介关于页岩气的定义,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。
页岩气以多相态存在于致密页岩中以游离、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,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。
对于页岩储层评价:页岩的埋深和厚度、孔隙度和渗透率、裂缝是页岩气储集的衡量条件,页岩气藏富集程度的关键因素主要包括页岩厚度、有机质含量和页岩储层空间三大因素。
1、美国页岩气的勘探开发现状。
20世纪30年代,美国密歇根州的Antrim页岩气藏进入中等程度开发阶段。
到80年代已钻井9000口,美国开发最积极的页岩气富集带位于Texas的FortWorth盆地的Barnett页岩气藏它的成功开发。
得到了工业界的广泛关注,1986年首次在Barnett页岩气藏采用大规模的水力压裂。
1992年在Barnett页岩气藏完成第一口水平井通过不断提高的水力压裂技术和工艺,加速了Barnett页岩气藏的开发。
在此后的20年里Barn ett页岩气藏的开发生产模式在北美工业界得到了推广。
在过去的10年间Barne tt页岩气的采收率从2%增加到50%在美国48个州。
除阿拉斯加和夏威夷,广泛分布高有机质页岩,资源量在1483×10121859×1012m3加之煤层气和低渗透气藏的开发,将对美国能源形势起到重要的贡献。
2、开发瓶颈中国页岩气开发还处于探索阶段,仅松辽、伊通盆地有几口井开始试气,初产在1000立方米左右,四川盆地和鄂尔多斯盆地也已经着手准备成立先导试验区。
页岩气开采技术1 综述页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。
页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
如图1.1所示。
页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。
页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。
可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。
根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。
与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。
从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。
我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。
图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。
因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。
2 页岩气水平井技术1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。
美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。
目前,世界上对页岩气的研究并不普遍,只有美国和加拿大对此做过大量工作,特别是美国,页岩气是美国勘探开发最早和最成功的天然气类型之一，对国内的5大页岩气盆地进行了十分系统的研究工作,在页岩气勘探开采方面取得了很大的突破,积累了丰富的经验。
目前已成为美国成功勘探开发的3大类非常规天然气之一,目前已发现5个商业化生产的页岩气盆地,可采储量大约为(8778～21521)×108m3。
2006年,美国大约有39500口页岩气生产井,产量占全美天然气产量的8%[1]。
我国对页岩气的研究与勘探开发还处于探索阶段。
20世纪60—90年代,在页岩油藏有所发现的基础上,部分学者对页岩气藏做过一定的探讨。
近2年,国内学者相继发表了一些关于页岩气方面的著作,将为我国的油气勘探打开新的局面。
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,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,由于储集条件特殊,天然气在其中以多种相态存在。
页岩气是目前经济技术条件下,天然气工业化勘探的重要领域和目标[5]。
页岩气存在形式主要以吸附气与游离气为主,形成机制可划分为生物成因、热成因及二者混合成因。
页岩气的地质储量丰富,影响其成藏的因素主要有总有机碳、有机质类型和成熟度、孔隙度、地层压力及裂缝发育程度等,同时还要兼顾各参数之间的联系。
一、页岩气形成机理页岩气与深盆气、煤层气一样都属于“持续式”聚集的非常规天然气。
所谓页岩气( Shale Gas) 系指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙,使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因和/ 或热解成因天然气。
页岩气系统具有典型的自生自储特性。
页岩气的形成与开发随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种清洁、高效的能源资源，正日益受到人们的。
本文将探讨页岩气的形成与开发相关问题，以期为页岩气钻探和开发工作提供一些启示和建议。
一、页岩气的概念与重要性页岩气是指赋存在页岩层中的天然气，其主要成分是甲烷。
与常规天然气相比，页岩气的开采更为复杂，但具有更高的能源密度和更低的碳排放。
随着全球常规天然气储量的逐渐减少，页岩气作为一种非常规能源资源，正变得越来越重要。
二、页岩气的形成页岩气的形成主要发生在沉积盆地中，由生物作用和热力作用共同作用形成。
生物作用指的是生物遗体在沉积盆地中分解产生甲烷的过程，而热力作用则是指地层中的有机质在高温高压条件下分解产生甲烷的过程。
这些甲烷分子在页岩层中不断聚集，形成了大量的页岩气。
三、页岩气的开发1、页岩气井的类型根据开采方式和地质条件的不同，页岩气井可分为水平井、垂直井和复合井三种类型。
水平井是指在目标层沿水平方向钻进的井，具有产量高、占地面积小等优点；垂直井则是在目标层垂直方向钻进的井，适用于地质条件较复杂的情况；复合井则是将水平井和垂直井结合起来，以提高开采效率。
2、钻探工艺页岩气钻探的主要工艺包括：钻井、固井、完井、压裂和酸化等。
其中，钻井是基础，完井和压裂则是关键环节。
在钻井过程中，需要使用特殊的钻头和钻具，以确保钻进稳定和快速；在完井和压裂过程中，则需采用高精度的设备和工艺，以实现页岩层的分离和裂缝的扩展。
3、开发流程页岩气开发的基本流程包括：资源评估、钻前准备、钻井、测井、完井、试气、生产和废弃管理等环节。
这些环节环环相扣，任何一个环节的失误都可能影响到整个开发项目的成败。
4、面临的问题尽管页岩气开发具有巨大的潜力，但也面临着诸多问题。
首先，页岩气开发需要大量的水资源，而水资源在某些地区可能难以获得；其次，页岩气开发过程中的压裂和酸化等工艺可能会对地下水造成污染；此外，页岩气开发还会产生大量的废气和废水，对环境造成一定的影响。
页岩气储层评价斯伦贝谢DCS 2010年5月汇报提纲页岩气藏特征 页岩气储层评价技术 实例2 5/18/2010页岩气藏普遍特点有机质含量丰富 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂页岩气藏普遍特点有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂采收率 (%) 全球常规气储量：6,300 tcf/178.4万亿方 全球页岩气储量：16，112tcf/456万亿方 中国页岩气储量：3528tcf/99.9万亿方 引：BP Statistical Review of World Energy, June 2008A O/NA L BA B L O/NAAntrim (Michigan) Barnett (Texas) Lewis (New Mexico) Ohio/New Albany页岩气藏普遍特点有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂页岩气藏岩性的特点狭义：页岩中的天然气 广义：致密细碎屑岩中所含有并可采出的 天然气致密砂岩和常规油气藏粘土质质和 粉砂 含 砂质Double_shale_interim_14_segment_001骨架组成增加 量的硅质页岩油气藏钙质干酪根特性干酪根特征• • • • • • •吸附甲烷气能力强 不能溶解于水 不属于孔隙的一部分 低密度 (1.1 to 1.4 g/cm3) 通常较高的自然伽玛值 低的光电吸收指数(0.28) 较高的中子孔隙度 (30 to 60 pu)气体特征游离气—存储于孔隙中 吸附气—吸附于干酪根或微孔 隙表面• •有机质含量页岩气藏的有机碳含量最低 标准原则上应大于2.0 %。
页岩气发展及其综合利用页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。
近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。
页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。
美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。
一、页岩气的发展（一）美国页岩气的发展页岩气做为一种非常规天然气较常规天然气开采难度大经过30多年页岩气开发，逐步形成了成熟可靠的开采技术。
页岩气的大规模开发受益于本世纪初水力压裂、水平井、微震监测等创新技术的成功应用。
近年来美国页岩气产业蓬勃发展，1999年美国页岩气年产量达到112亿m³，过去二十多年里美国页岩气产量超过20倍增长，2012年美国页岩气产量达到2653亿m³，占美国天然气总产量34%，预计到2035年，页岩气产量比将提高至49%。
目前美国有8000家油气公司从事页岩气开发，85%的页岩气由中小公司生产，新储量还在不断发现中。
美国页岩气未来将成为美国天然气主要来源，页岩气产量的逐渐上升将成为弥补美国天然气缺口最主要的贡献因素，大幅降低天然气进口依赖度。
（二）中国页岩气发展概况页岩气开发与利用在中国的起步较晚，但近年已越来越受重视。
与常规天然气资源相比，中国的非常规天然气资源十分丰富，并且随着开采技术的进步，中国非常规天然气资源有着巨大的发展潜力。
目前，中国非常规天然气资源开发利用正处于快速发展阶段。
以页岩气为主的非常规天然气的开采在今后二十年将保持每年超过10%的增长。
据“十二五”规划，至2015年，全国页岩气产量将占非常规天然气产量的75%。
因此对于中国的石油企业来说，转变认识、研发低成本配套技术以推进页岩气的开发利用将是一项重大战略选择。
第32卷 第3期2011年5月石油学报A CT A PETROLEI SINICAV o l.32M ayN o.32011基金项目:国家科技重大专项(2008ZX 05018)资助。
第一作者及通讯作者:吴庆红,女,1968年9月生,1991年7月毕业于西南石油学院,现在中国石油煤层气有限责任公司工作,中国地质大学(北京)能源学院在读博士,主要从事非常规油气勘探开发方面的研究工作。
E mail :w qh 69@p 文章编号:0253 2697(2011)03 0484 05页岩气测井解释和岩心测试技术以四川盆地页岩气勘探开发为例吴庆红1,2 李晓波3 刘洪林3 陈 霞4(1 中国地质大学能源学院 北京 100083; 2 中国石油煤层气有限责任公司 北京 100076;3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007;4 中国石油华北油田分公司综合一处 河北廊坊 065007)摘要:利用页岩气专用测井技术对页岩气评价井进行了储层参数和气源参数的研究,并利用岩心测试技术对测井结果进行验证及校正,以更准确地反映储层物性参数。
其中对四川盆地页岩气评价井的页岩有利层段进行了有利储层段划分以及硅质、脆性矿物、黄铁矿、含气量和T OC 的测试。
由于测井结果具有地域性差异,借助页岩岩心资料对上述参数进行了验证并对部分参数进行了校正,为合理开发页岩气提供了研究手段。
关键词:岩心测试;测井技术;储层段;硅质含量;含气量测试中图分类号:P 631 8 文献标识码:ALog interpretations and the application of core testing technology in the shale gas:Taking the exploration and development of the Sichuan Basin as an exampleWU Qinghong 1,2 LI Xiaobo 3 LIU H o ng lin 3 CH EN Xia 4(1.School of Ener gy Resources ,China Univer sity of Geosciences ,B eij ing 100083,China;2.Petr oChina Coalbed Methane Comp any L imited ,B eij ing 100076,China;3.L angf ang Br anch,PetroChina Resear ch I nstitute of Petroleum E x p lor ation &Develop ment,Langf ang 065007,China;4.General Division I ,PetroChina H uabei Oilf ield Comp any ,Langf ang 065007,China )Abstract :T he present paper investig ated so ur ce and r eser vo ir par ameters o f shale gas ev aluatio n wells by using professio nal log ging techniques of the shale g as,and the r esult o f log g ing was ver ified o r calibr ated by core testing techno lo gy so as to mor e accurately re flect physical pro pert y parameters o f reserv oir s.T he paper intro duced the application o f key log ging techniques to appra ising favo ra ble inter vals o f shales from so me shale g as evaluation wells in the Sichuan Basin,w hich included div isio n o f favo rable intervals of a reservo ir ,silica content t esting ,contents of frag ile minerals,pyr ite t esting ,g as co nt ent test ing and T OC t esting.A ll o f the par ameter s mentioned above wer e v erified and so me o f them wer e calibr ated by using co re data of shales because o f the reg ional difference of w ell log g ing r esult s.T he present study prov ided the rat ional develo pment o f the shale g as wit h a r esear ch appro ach.Key words :co re testing;lo gg ing t echnolog y;reservo ir sectio n;silica co nt ent;gas content test ing1 页岩气测井识别技术斯伦贝谢公司于2004年开展了页岩气测井解释,通过北美12个页岩气田比较,建立了页岩气测井系列,包括伽马、中子、密度、电阻率、声波扫描、电阻率成像(FM I)、伽马能谱(H NGS)和元素俘获能谱测井(ECS),其中声波扫描、电阻率成像、元素俘获能谱测井是页岩测井的关键技术[1 2]。
工程技术角度分析页岩气开采页岩气已成为全世界非常规油气资源勘探开发的重点领域。
由于页岩气具有区别于常规气藏的显著特性，导致页岩气资源勘探开发成为一个庞大的系统工程，涉及复杂的技术体系，最主要的不同之处在于将工程技术前移至页岩气资源评价和开发过程。
水平钻井、滑溜水多段压裂、裂缝检测等一系列关键技术的突破是美国页岩气近年来飞速发展的重要原因。
中国非常规油气藏潜力很大，不同机构的评价结果表明，中国陆域页岩气可采资源量很大，是常规天然气资源量的1.1~2.4倍。
目前，中国页岩气第二轮招投标已顺利结束，距离实现65亿立方米/a产量目标只有不到3年的时间，多个区块页岩气的勘探及评价即将陆续展开。
目前，页岩气水平井分段压裂已占单井建设投资的40%~50%,进一步体现了工程技术的重要性。
为此，在勘探开发过程中提出了工程技术的早期介入、合理应用和深入理解，以有助于页岩气的资源评价。
1 页岩气储层压裂机理及实现策略1.1压裂改造原理页岩气之所以能在页岩气中存留，缘于页岩极为致密的孔隙结构和极低的渗透率。
页岩气储层中天然气基本无法运移到井筒，其主要原因在于2个方面:1.天然气分子直径在页岩气纳米级孔隙中运移难度大。
甲烷的分子直径大小是:0.40nm，乙烷的分子直径大小是0.44nm，而页岩的孔隙大小是0.5~100nm，远远小于砂岩的孔隙(大于1μm)。
对于孔隙直径较小的页岩，天然气基本是无法运移的。
即使孔隙直径在100nm的页岩，天然气的运移难度也较大。
2.天然气在致密孔隙结构中运移时间较长。
理论研究表明，基质渗透率在0.000001mD时，流体穿透100m基质流入井筒需要的时间将超过1Ma。
因此，页岩气得以开采利用，必须通过水力压裂在页岩储层里形成具有相当大体积、形态分布复杂、具有一定渗透能力的裂缝网络体系，使页岩气通过这个裂缝网络体系流入到井筒。
页岩气压裂与常规压裂形成的双翼对称的平面张开缝不同，页岩气压裂(或称之为“体积改造”)旨在形成相互交错的复杂的“网络”裂缝体(含张开缝和剪切缝)，增加平面与纵向上的储层改造体积SRV(stimulated reservoir volume)，达到与页岩最大裂缝接触面积，提高初始产量和最终采收率。
