公益性页岩气地质调查技术规范
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页岩气概述页岩气,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。
页岩气常分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中,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。
2012年3月中国公布发现可采资源潜力为25.1万亿立方米页岩气可供中国使用近200年。
页岩气(shale gas)是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,与“煤层气”、“致密气”同属一类。
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。
页岩气很早就已经被人们所认知,但采集比传统天然气困难,随着资源能源日益匮乏,作为传统天然气的有益补充,人们逐渐意识到页岩气的重要性。
取得工业开发成功的仅为北美洲(以美国为主)。
它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩,为暗褐色和黑色,富有机质,可大量生气。
储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存,为低(负)压、低饱和度(30%左右),因而为低产。
但在裂缝发育带可获较高产量,井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。
20世纪90年代中期已扩大到密歇根和伊利诺伊盆地,产层扩大到下石炭统页岩,产量达84亿立方米。
其资源量可达数万亿立方米.页岩气发育具有广泛的地质意义,存在于几乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含气饱和度等差别较大分别具有不同的工业价值。
中国传统意义上的泥页岩裂隙气、泥页岩油气藏、泥岩裂缝油气藏、裂缝性油气藏等大致与此相当,但其中没有考虑吸附作用机理也不考虑其中天然气的原生属性,并在主体上理解为聚集于泥页岩裂缝中的游离相油气。
因此属于不完整意义上的页岩气。
因此,中国的泥页岩裂缝性油气藏概念与美国现今的页岩气内涵并不完全相同,分别在烃类的物质内容、储存相态、来源特点及成分组成等方面存在较大差异。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大。
2021年第5期西部探矿工程*收稿日期:2020-09-02作者简介:姜宝彦(1983-),男(汉族),黑龙江肇源人,高级工程师,现从事测录井监督工作。
页岩气评价标准与储层分类探讨姜宝彦*(大庆油田勘探事业部,黑龙江大庆163000)摘要:当前,我国页岩气可采集资源可高达23.5×1012m 3,页岩气含量十分丰富,仅次于美国。
美国页岩气早已进行商业性开采,开采量远远高于我国天然气产量,随着经济的发展,我国对页岩气的开发力度不断提升,四川盆地中直井压裂测试,页岩气的日常量可达上万立方米,已达到工业气流标准,为后续页岩气资源勘查奠定了基础。
就页岩气评价标准与储层分类方式展开论述。
关键词:页岩气;评价标准;储层分类中图分类号:TE15文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2021)05-0076-02我国对页岩气的勘察力度不断提升,必须建立新型的页岩气评价标准和储层分类指标,在进行国内外页岩气地质特点调查、生产能力评估、储气量分析及易开采资料的建立过程中,必须从我国盆地地质情况出发,进行储层评价参数的最优化选择,对评价参数的分级标准进行界定,并应用灰色关联分析方式对不同因子的大小关系进行确定,对页岩气储层质量的综合因子进行评估,以开展储层分类划分。
据分析,储层分类结果与页岩气实际生产情况存在较高的相似度,可以利用其进行我国页岩气储层的评估。
1页岩气地质特征页岩气属于我国规模巨大的天然气资源之一,主要以游离状态和吸附状态存在,在暗色泥页岩及高炭泥页岩之中存在较多。
页岩气具有自生性、自我储存性和自我保护性质,存在低产量、无自然产能、无水气边界等特征,在盆地内厚度较大的页岩烃源岩之中存储量较多,必须进行压裂改造后才可进行工业气流的转化。
具备较长的生产周期和开采寿命。
页岩气成藏受到温度、地层压力值、孔隙度、有效厚度、埋藏深度、有机质成熟程度、渗透率、含气水平、有机碳含量、吸附气体值和矿物成分等因素影响。
四川盆地页岩气成藏条件分析一、本文概述页岩气作为一种清洁、高效的能源,在全球能源结构转型中扮演着举足轻重的角色。
四川盆地作为我国重要的能源基地之一,其页岩气资源的勘探与开发对于我国能源安全和可持续发展具有重要意义。
本文旨在全面分析四川盆地页岩气的成藏条件,包括地质背景、储层特征、成藏机制和影响因素等,以期为后续的页岩气勘探和开发提供理论支持和指导。
四川盆地地处于我国西南地区,具有独特的构造背景和沉积环境,这使得其页岩气成藏条件具有复杂性和多样性。
本文首先通过对四川盆地的地质背景进行深入研究,明确其构造演化历史、沉积相带分布和烃源岩发育特征等基本地质条件。
在此基础上,进一步分析页岩储层的岩石学特征、物性特征以及含气性特征,揭示页岩气储层的基本属性。
接下来,本文重点探讨四川盆地页岩气的成藏机制,包括页岩气的生成、运移、聚集和保存等过程。
通过对页岩气成藏过程中的关键因素进行深入分析,揭示页岩气成藏的主控因素和成藏模式。
本文还将考虑地质因素、工程因素和经济因素等多方面的影响,综合评估四川盆地页岩气的开发潜力和经济效益。
本文总结了四川盆地页岩气成藏条件的主要特点和规律,提出了针对性的勘探和开发建议。
通过本文的研究,不仅可以深化对四川盆地页岩气成藏条件的认识,还可以为后续的页岩气勘探和开发提供科学的决策依据和技术支持。
二、四川盆地地质背景四川盆地位于中国西南部,是一个典型的内陆沉积盆地,其形成与演化受到多期构造运动的影响,具有复杂的地质背景。
盆地内沉积了丰富的地层,其中页岩地层发育良好,为页岩气的形成提供了良好的物质基础。
四川盆地的地质历史可以追溯到数亿年前,经历了多次构造运动,包括加里东运动、海西运动、印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动等。
这些构造运动导致了盆地的抬升、沉降和变形,形成了现今的盆地格局。
同时,这些构造运动也伴随着岩浆活动和热液活动,对盆地的沉积环境产生了深远的影响。
在四川盆地的地质历史中,沉积了多套页岩地层,其中最具代表性的是龙马溪组和五峰组。
我国页岩气地质特征及勘探开发历史摘要:页岩气在中国天然气中占据重要地位,页岩气的开发、利用是当今一大热点,本文简要叙述了中国页岩气的地质特征及开发历史,有益于进一步了解中国页岩气产业。
关键词:页岩气;中国;地质条件随着常规油气资源的不断消耗,非常规油气资源的勘探开发在目前的油气资源研究中成为一大热点。
页岩气作为非常规油气资源的重要组成部分,成为世界能源研究的热点之一。
目前全球页岩气资源量已经超过了以煤层气和致密砂岩气等为主的其他非常规油气资源量,主要集中在北美、中国、中东、北非等国家和地区。
我国页岩气资源十分丰富,其资源量介于80.5×1012m3-144.5×1012m3,可采资源量介于11.5×1012m3-36.1×1012m3[1]。
1 我国页岩气地质特征“页岩气”概念首次由Curtis(2002)提出,随后这一概念被广泛引入国内,许多学者对其进行定义,页岩气是以吸附和游离态存在于极低孔渗、富有机质的泥页岩地层中的天然气,是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合,具有普遍的地层饱含气性、隐蔽聚集机理、多种岩性封闭以及相对短的运移距离。
与常规天然气相比,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,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩气藏储集岩多为暗色、黑色页岩、高碳页岩及含沥青质页岩,含粉砂岩、砂岩、碳酸盐岩等夹层。
富含有机质(TOC≥2%),普遍发育纹层及层理。
储层致密,以纳米级孔隙为主。
占页岩总孔隙90%以上。
页岩气成因类型多以热成因气为主。
包括生物成因气、热成因气和热裂解成因气。
赋存方式以吸附态或游离态为主,少量存在溶解态。
开采难度大,需大型压裂开采,形成“人造”裂缝系统的渗透率。
单井初产高,低产生产周期长。
中国页岩气广泛存在于海相及陆相沉积盆地中,含气页岩层段时代从古生界分布至新生界,储集层地质条件较为复杂。
中国初具页岩气勘探开采技术已建两示范区作者:来源:《中国石油和化工标准与质量》2013年第05期[中国新闻网] 中国科学技术部最新出炉的《国家科技重大专项2012年度报告》披露,在“大型油气田及煤层气开发”重大专项中,中国页岩气勘探开发领域已初步形成页岩气资源评价技术、勘探技术与开采技术,证实了中国页岩气资源前景,建成2个国家级页岩气开发示范区。
该重大专项通过建立页岩气资源评价流程与方法,概算中国海相页岩气远景区资源量32.22万亿方,可采资源量11.46万亿方,在中国南方地区优选出11个海相页岩气的目标区,还在国家层面上,新建成国家能源页岩气研发(实验)中心。
同时,在四川长宁-威远和云南昭通建成2个国家级页岩气开发示范区,示范区内已形成页岩气直井压裂技术、水平井分段压裂技术,并试验成功。
目前,长宁-威远国家级页岩气示范区内钻井27口,完钻19口,直井日产量0.2万-3.3万方,水平井日产量1万-16万方。
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,它是一种重要的非常规天然气资源。
页岩气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,这使得页岩气井能长期以稳定速率产气。
美国页岩气的成功开发,被誉为本世纪头10年发生的一场能源革命,世界各资源国纷纷开始对页岩气勘探开发的进程,中国也在“十二五”规划中明确提出“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”。
国土资源部确定下一步找矿突破五大部署[中国矿业报] 找矿突破战略行动已经进入关键年,下一步该怎么走?国土资源部地质勘查司相关负责人在2月28日举行的学习贯彻十八大精神轮讲轮训活动视频会上,做了主题为《大力推进找矿突破战略行动》的宣讲报告,对下一步工作做了五大部署。
一是进一步优化工作部署。
在矿种上,进一步突出能源、紧缺大宗矿产资源和新兴材料资源等重要矿种。
页岩含气量实验方法与评价技术摘要:页岩气是一种存在于泥岩,粉砂岩、粉砂质泥岩中的天然气,主要以吸附气、游离气以及溶解气3种形式存在。
含气量作为页岩气富集程度的一个重要指标,对于资源评价和目标“甜点区”优选具有十分重要的意义。
准确的含气量评价也决定着页岩气资源量以及开发潜力。
目前针对页岩含气量的评价方法有两种,直接法和间接法,直接法即实验室解吸法,间接法种类很多,其中测井曲线法是最常用的一种。
解吸法具有准确率高特点,但受到取心方式以及测试样品数量限制。
而测井资料具有连续性好、纵向分辨率高、资料获取方便等特点,利用测井资料评价页岩含气量是经济、可靠的方法。
关键词:页岩;含气量;实验方法;评价技术1页岩含气量测定常规方法1.1损失气量确定方法损失气量是指钻遇页岩层系后,在取心过程中,岩心在井筒中上升以及从井筒中取出,至现场封入解吸罐之前,发生自然解吸而逸散的气体体积。
该部分气体无法直接测定,只能根据损失时间的长短及实测解吸气量的变化速率并结合气体逸散理论模型来进行理论估算。
目前国外测量页岩含气量的方法很多,主要有USBM直接法(美国联邦矿物局直接法)、改进的直接法、史密斯—威廉斯法和曲线拟合法。
采用二阶解吸温度甚至三阶解吸温度提高解吸速度,来提高损失气量的计算精度。
实验测试表明,用煤层的损失气量计算方法来计算页岩的损失气量存在较大的偏差,损失气量占总含气量的40%~80%,该结果饱受质疑。
1.2解吸气量测定方法解吸气量是指岩心装入解吸罐之后解吸出的气体总量。
直接测定含气量的解吸方式有自然解吸和快速解吸两种。
自然解吸耗时长,测定过程中可通过适当提高解吸温度和连续观测,合理而有效地缩短测定周期。
提出了对含气量解吸测试的改进方法,在一定程度上提高了解吸气的测试可靠程度。
1.3残余气量测定方法残余气量是指解吸罐中终止解吸后仍残留在岩心中的气体。
现有测试资料表明残余气的测试不存在问题,但是对于损失气量的计算,还存在一定的问题,尽管采取分段回归或者减小损失气量计算时间等校准措施,但是结果还是差强人意。
中国页岩气开发现状引言在能源需求不断增长的背景下,页岩气作为一种新兴的能源资源备受关注。
中国作为全球最大的能源消费国,页岩气开发对于中国能源安全具有重要意义。
本文将分析中国页岩气开发的现状,包括资源潜力、开发进展、政策支持以及面临的挑战等方面。
1. 页岩气资源潜力中国页岩气资源丰富,具备较大的开发潜力。
根据中国地质调查局的数据,中国的页岩气资源总储量估计超过2000万亿立方米。
其中,四川盆地、长江三角洲、鄂尔多斯盆地等地区的页岩气资源储量较为突出。
这为中国页岩气的开发提供了坚实的资源基础。
2. 页岩气开发进展中国自2010年开始页岩气试采以来,取得了一系列的开发进展。
截至目前,中国已经建成了一批试验性的页岩气开发项目,并取得了一定的产能。
目前,中国的页岩气产量已经超过100亿立方米,占中国天然气产量的比重逐年增加。
在页岩气开发技术方面,中国企业积极引进和消化吸收国际先进技术,并进行了自主开发。
中国石油天然气集团公司等企业相继实现了页岩气地面抽采技术、多级压裂技术等重要技术的突破。
这些技术突破为中国页岩气的大规模开发提供了技术支持。
3. 政策支持中国政府高度重视页岩气的开发,出台了一系列政策措施来支持页岩气产业的发展。
首先,政府鼓励企业加大投入,提高页岩气探明储量和产量。
其次,政府加大在页岩气开发领域的科技创新力度,推动技术进步。
此外,政府还提供各种优惠政策,例如税收减免、土地优惠等,以吸引更多的企业参与页岩气开发。
4. 面临的挑战尽管中国页岩气开发取得了一定的进展,但仍然面临许多挑战。
首先,页岩气开发技术相对复杂,需要投入大量的资金和人力资源。
其次,环境保护问题也是一个重要难题,页岩气开采可能对地下水资源和生态环境造成一定的影响,需要加强环境监测和保护措施。
此外,页岩气市场竞争激烈,需要建立完善的市场体系和价格机制。
当前,中国天然气市场体系仍不完善,天然气价格调控比较复杂,这对页岩气的发展带来了一定的不确定性。
第47卷第9期2020年9月探矿工程(岩土钻掘工程)Exploration Engineering(Rock&Soil Drilling and Tunneling)Vol.47No.9Sep.2020:21—26新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)三页1井钻探技术张英传12(1山东省地矿局钻探工程技术研究中心,山东烟台264004; 2.山东省地矿局第三地质大队,山东烟台264004)摘要:新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)三页1井设计井深1750m,要求全井取心.钻进过程中存在缩径、坍塌等复杂井内情况及冬季施工困难等问题.通过采取聚合物成膜泥浆体系、改进取心钻具等工艺技术以及针对性的施工管理措施,有效地解决了深孔钻井技术难题.为该区域油气资源调查评价提供了高质量的实物资料.关键词:页岩气;绳索取心钻探;油气资源调查;聚合物泥浆中图分类号:P634文献标识码:B文章编号:1672—7428(2020)09—0021—06Drilling technology for oil shale(shale gas)Well Sanye-1in Xinjiang Santanghu BasinZHANG Yingchuan1,(1.Drilling Engineering Technology Research Center of Shandong Bureau of Geology and Mineral,Yantai Shandong26/1004,China;2.The Third Geological Team of Shandong Bureau of Geology and Mineral,Yantai Shandong264004,China) Abstract:Oil shale(shale gas)Well Sanye-1in Xinjiang Santanghu Basin was designed with depth of1750m and full hole coring.In the drilling process,there were some problems such as wellbore contraction,collapse and drilling difficulty in winter,and so on.Through the adoption of the polymer film-forming mud system,special coring drilling tools and other technical measures as well as specific drilling management measures,the drilling technical problems have been effectively solved.It provides high quality physical data for the investigation and evaluation of oil and gas resources in this area.Key words:shale gas;wireline core drilling;oil and gas resources investigation;polymer mud1概况1.1项目概况三页1井隶属于新疆维吾尔自治区地勘基金管理中心设立的“新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)资源潜力评价”项目.位于新疆东北部,准噶尔盆地东端,行政区划隶属巴里坤哈萨克自治县.北邻中蒙边界的阿尔泰山的北塔山,南抵天山东段的白依山,与蒙古接壤.三页1井于2018年8月18日正式开钻,至2019年5月6日钻达1768.68m,达到地质目的后完钻,岩心采取率96.96%.测井数据显示,井眼规则,井身质量合格,固井质量合格.1.2地质概况三塘湖盆地位于莫钦乌拉山与东准噶尔断块山系之间,是典型的荒漠戈壁.地势呈四周高,中间低,海拔+300〜+1000m.总体地形较为平坦,多为第四系砾石及亚砂土覆盖.三塘湖盆地是一个以二叠纪一中新生代陆相沉积为特点的上叠盆地,地层主要有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系、第四系[1].该孔钻遇岩层岩性主要为石英砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、少量凝灰岩、砂质页岩、硅质页岩等,岩层的可钻性均在5~6级以下,属稍硬一中等硬地层.1.3施工要求(1)本孔要求全孔取心,终孔直径<95mm.必收稿日期:2020—06—12;修回日期:2020—07—12DOI:10.12143/gc.2020.09.004作者简介:张英传,男,汉族,965年生,副队长,高级工程师,长期从事地质岩心钻探、水文水井钻探技术研究和管理工作,山东省烟台市芝眾区机场路271号.***************.引用格式:张英传.新疆三塘湖盆地油页岩(页岩气)三页1井钻探技术[].探矿工程(岩土钻掘工程),020,7()21—26.ZHANG Yingchuan.Drilling technology for oil shale(shale gas)Well Sanye-1in Xinjiang Santanghu Basin[J].Exploration Engineering(Rock&Soil Drilling and Tunneling),2020.47(9):21—26.22探矿工程(岩土钻掘工程)2020年9月须采用绳索取心钻进,岩心直径>60mm.(2)第四系不作岩心采取率要求,新近系一古近系岩心采取率女70%,其它层段岩心采取率女90%。
我国页岩气勘探开发的要点及层位路坤桥;孙玉学【摘要】我国页岩气资源潜力巨大,利用页岩气有利于缓解环境污染,降低我国油气的对外依存度,保证国家能源安全。
在设计页岩气井时,埋深、产状和厚度是要点,即井深大于500 m,页岩单层厚度不小于30 m,页岩层倾角不能大于30°,井位离断层不能小于3 km,至少要离开地面出露的岩体面积3倍。
地震勘探不仅能获得页岩的埋深、产状和厚度,而且能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数,因此,地震勘探成为页岩气勘探开发时最重要的手段,地震勘探的要点:放炮孔深3~5 m,孔深及炸药量要做试验,排列道间距20 m,炮间距40 m,256道滚动接收,64次覆盖,25炮/km 。
我国页岩气层位以志留系、二叠系、三叠系、新生代的古近纪地层为主,且海相地层的成藏条件优于海陆交互相、陆相地层的成藏条件。
上述要点能为企业在页岩气区块投入勘探开发实物工作量及未来投标国家页岩气区块时参考。
%The shale gas resource in China is huge. Developing shale gas is beneficial to alleviate environment pollution, cat reduce the external dependency of oil and gas,and ensure energy security.Depth,occurrence and thickness are key points when shale gas well designed. That is to say,well depth is more than 500 meters;shale layer thickness is not less than 30 meters;dip angle of shale formation is not more than 30;distance between well and fault is more than 3 kilometers;and area between well and rock mass boundary of the groundis more than that of three times. Seismic exploration can obtain not only depth,occurrence and thickness of shale strata,but also physical and mechanical parameters of shale strata which are needed when shale gasdeveloped. therefore,the seismic is the most important way to explore and develop shale gas. The depth of shot hole is required for 3 to 5 meters,hole depth and explosive quantity are required to test,group interval is about 20 meters,shot interval is about 40 meters,and other key points are 256 rollings,64 times covering,and 25 shots per kilometer. The shale gas reservoir in China is distributed in silurian,permian,triassic and cenozoic. It is obvious that shale gas preservation of marine strata is better than that of Marine-continental strata or continental strata. The conclusions mentioned above are helpful for enterprises to arrange exploration and developing work in the shale gas block and bid the national shale gas block in the future.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P257-260)【关键词】页岩气;地震勘探;层位【作者】路坤桥;孙玉学【作者单位】东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】P631.4页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,其界定标准:①赋存于烃源岩内,具有较高的有机质含量(TOC>1.0%),吸附气含量大于20%;②夹层粒度为粉砂岩以下(包括粉砂岩)或碳酸盐岩,单层厚度不超过1 m;③气井目的层夹层总厚度不超过气井目的层的20%[1-2].从2006年开始,我国成为了天然气净进口国,天然气对外依存度一路飙升.2013年,我国天然气进口量530亿m3,对外依存度突破30%的警戒线而升至31.6%,成为世界上第三大天然气消费国.但是,我国天然气资源剩余可采储量不足世界总量的2%.而由美国开始的页岩气革命,使美国一跃成为世界上最大的油气生产国,正是常规天然气的补充——页岩气保障了美国的天然气供应(图1,引自美国EIA,2009),将来有可能实现油气的基本自给甚至少量出口.也正是页岩气革命,促成了2014年下半年开始的国际石油价格持续下跌,跌幅超过30%.而对于全球第二大石油净进口国中国来说,基于2013年的数据,石油价格每下跌1美元,中国每年节省的进口成本达21亿美元.事实上,中国也将页岩气勘探开发作为突破能源瓶颈、保证国家能源战略安全的新途径,政府采取补贴引导企业积极参与页岩气的勘探开发.2012年,国土资源部进行了页岩气区块的第二轮招标,中标者皆为非油气国企.鉴于上述情况,为了提高勘探成功率,节约投资,作者对我国页岩气勘探开发的要点及层位进行了详细的阐述,以供非油气国企在对页岩气区块投入勘探开发实物工作量时及未来投标国土资源部第三轮页岩气区块时参考.2011年,国土资源部开展了全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选,评价与优选的结果是:我国陆域页岩气地质资源潜力和可采资源潜力分别为134.42万亿m3、25.08万亿m3(不含青藏区),超过常规天然气资源.上述数据与美国能源局信息署(EIA)公布的全球页岩气资源的初步评估结果中有关中国页岩气资源的初步评估结果在数量级上一样:①全球32个国家页岩气技术可采资源量为163万亿m3,加上美国本土的24万亿m3,全球总的页岩气技术可采资源量为187万亿m3;②中国的页岩气技术可采资源量为36万亿m3,排名世界第一(约占20%),其后依次是美国(约占13%),阿根廷、墨西哥和南非(表1)[3]. 2014年7月,国土资源部对中国石化重庆涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1-焦页3井区晚奥陶世五峰组-早志留世龙马溪组一段的地质储量进行评审:①涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气,新增探明地质储量1 067.5亿m3,标志着我国首个大型页岩气田正式诞生,拉开了我国页岩气商业开发的序幕;②探明含气面积106.45平方千米;③随着该气田勘探开发的深入推进,可以持续向国家提交页岩气探明储量.上述事实说明,我国巨大的页岩气资源潜力正逐渐变成现实.页岩气存在于数千米的地下,为了通过钻井开发出页岩气,需要选择储藏页岩气的部位,而钻探一口页岩气井的成本高达数千万元.因此,在设计井位前需要获得页岩气目的层段清晰的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息,实现对深部页岩特征的反映,为设计井位提供基础依据.而页岩气与常规气藏的主要区别:页岩气藏处于一个自给的系统中,页岩集烃源岩、储层、盖层于一体(图2).因此,无论用什么样的地球物理勘探方法,目的是找到地下页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息.理论上讲,页岩是低阻层,因此,能反映地面千米以下、不同电性分布层的地球物理勘探方法皆能被用于页岩气的勘探中,如音频大地电磁测深法(AMT法)和复电阻率法(CR法).当天然交变电磁场在地下介质中传播时,由于电磁感应,地面所观测到的电磁场数据将包含有地下介质电阻率的信息.根据电磁场的趋肤效应,不同周期的电磁场信号具有不同的穿透深度,通过研究大地对天然电磁场的频率响应并经过反演处理解释,即可获取地下不同深度介质电阻率的分布特征,实现地质层位的追踪.AMT法可以实现从地层浅部到地下2~4 km深度的勘探,具有效率高、成本低、布点灵活、仪器轻便等优点.与地震法不同的是,电磁波对高电阻率的碳酸盐岩地层具有很强穿透能力,易于在高阻覆盖区开展勘探工作.复电阻率法是近几年发展起来的一种频率域电偶源地面物探方法,能够直接指示页岩气藏.CR法在一个较宽的频段(0.01~110 Hz)测量大地的复视电阻率,通过分析研究复视电阻率的形态特征与地下极化体之间的关系,达到反演出地下极化体异常的大小、埋深等参数的目的.CR法实际探测到的是油气水运移、聚集和逸散所生成的地下极化体.该地下极化体异常一般包含了油气储集层、盖层、水层、侧向断裂等,由于它们在整体上具有相当的规模,即使埋藏较深也能够被发现.音频大地电磁测深法和复电阻率法只能获得区域上页岩的构造、埋藏深度、延伸情况、高低起伏等信息,精度不够,不能为井位设计提供依据.与常规石油、天然气设计井位时,主要考虑高点不同,页岩气井位设计时主要考虑以下要点:井深大于500 m;单层厚度不小于30 m;页岩层倾角不能大于30;井位离断层不能小于3 km;至少要离开地面出露的岩体面积三倍.如果不能满足前面4个要点,页岩气在地质史过程中会逐渐逸散;如果离岩体面积三倍之内,受岩体带来的热量的烘烤,页岩发生变质导致孔隙度变小,也不能储藏页岩气.为了获得上述5个因素特别是前面4个因素,最好的办法是通过二维地震法.二维地震法是利用专门仪器记录人工激发地震波的传播时间、振幅、波形等,从而分析判断地层界面、岩层性质和地质构造的一种地球物理勘探方法.通过计算机处理野外获得的传播时间、振幅、波形等地震原始数据,将地震原始数据变成地震剖面图,直观地获得页岩气的埋深、厚度、展布、断层发育情况、岩层倾角等信息,更为重要的是,能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数,如密度、弹性模量、页岩层脆性矿物含量等[4-5].二维地震勘探价格8万元/km左右,完成二维地震测线的施工技术要点:放炮孔深3~5 m,孔深及炸药量要做试验,排列道间距20 m,炮间距40 m,256道滚动接收,64次覆盖,25炮/km.页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率,页岩气井一般开采寿命长,生产周期长,采收率变化较大,且低于常规天然气采收率.目前页岩气开采已经形成了一套成功有效的开发技术,并且不断推出一些先进技术来提高页岩气井的产量,主要包括水平井技术和多级压裂技术、微地震监测技术等,这些技术正在不断提高着页岩气井的产量[6].为了保证压裂,需要获得地层物理力学参数.水平井技术对于扩大页岩气开发具有重大意义,水平井的成本一般是垂直井的1~1.5倍,而产量是垂直井的3倍.压裂增产技术是页岩气开采的另一种方式.压裂技术用于产生更密集的裂缝网络,形成额外的渗透率,使气体能更容易流向井中,从而生产出大量天然气;多层压裂技术常常用于垂直堆叠、致密地层的增产: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.微地震监测技术主要用于监测压裂效果.目前一般认为单井气量下限标准和含气量下限标准如下表2.从当前我国页岩气各地层层位勘探开发情况来看,寒武纪地层由于埋深较大,变质程度高,孔小,要想获得有价值的产能很难.已获产能的地区页岩气层位以早古生代晚期的志留系(海相)、晚古生代的二叠系(海陆交互相)、中生代的三叠系(陆相)、新生代的古近纪地层(陆相)为主[7],具体可总结为两个方面的问题:1)我国海相地层的先天优越性比陆相地层明显,部分区块已获得商业性的开发价值.陆相页岩气只是在个别地区如长庆油田的部分井获得一些低产气流.总结国内目前前景良好的产气区可以归纳出:目前,海相地层页岩气生产情况好于陆相,海相地层的深水陆棚相(或斜坡区)页岩具有生成页岩气的有机质含量高、高脆性矿物含量的良好耦合性,晚期良好保存、高压或超高压,是海相页岩气富集高产的基础[8].以四川盆地及周缘陆棚相发育陆棚沉积的焦石坝、丁山地区为例:其位于龙马溪组深水陆棚发育区,优质页岩气层厚度可达34~40 m,晚期良好保存、地层压力高.2)要打破油气矿权垄断,完善我国矿业权管理体制.不打破垄断,就很难实现投资主体的多元化参与.从第二轮矿权招标进展看,虽然吸引了一部分非油企参与探矿,但中标区块工作量投入不足,工作进展程度缓慢和畏缩,所以要加强管理,采取政策如财政补贴鼓励社会资金、实体商业跟进.1)我国人口多,能源消耗量大,能源对外依存度高,环境污染程度严重并在持续恶化如雾霾,这些因素都呼唤清洁能源,而页岩气是当之无愧的优胜产业.2)中国页岩气资源潜力巨大,重庆涪陵页岩气田焦石坝区块大型页岩气田表明我国巨大的页岩气资源潜力正变成现实.页岩气的大规模勘探开发,有利于缓解我国天然气供应压力,降低我国油气的对外依存度,保证国家能源供应安全.3)随着地震勘探技术的发展,地震勘探技术已经应用于页岩气勘探开发的各个阶段,更重要的是地震勘探能获得页岩气开发时所需的地层物理力学参数.因此,地震勘探技术成为页岩气勘探开发中不可或缺的技术手段.地震勘探的技术要点:放炮孔深3~5 m,孔深及炸药量要做试验,排列道间距20 m,炮间距40 m,256道滚动接收,64次覆盖,25炮/km.4)页岩气是客观存在的,在常规油气勘探开发过程中,已经发现了页岩气,但由于当时油价没有超过页岩气勘探开发的盈亏平衡点而被忽视了.页岩气革命的发生,经济上原因是国际油价的上涨,技术上原因是水平井技术和多级压裂技术的突破. 5)我国页岩气层位以早古生代晚期的志留系、晚古生代的二叠系、中生代的三叠系、新生代的古近纪地层为主.6)在页岩气井位设计时,埋深、产状和厚度是关键,具体要点:井深大于500 m;单层厚度不小于30 m;页岩层倾角不能大于30;井位离断层不能小于3 km;至少要离开地面出露的岩体面积三倍.【相关文献】[1]吴金平,张宝善,孙全胜.页岩气资源评价及相关技术[M].北京:地质出版社,2012:39-79.[2]陈义才,沈忠民,罗小平.石油与天然气有机地球化学[M].北京:科学出版社,2007:86-99.[3]张大伟,李玉喜,张金川.全国页岩气资源潜力调查评价[M].北京:地质出版社,2012:1-5.[4]张永华,陈祥,杨道庆.微地震监测技术在水平井压裂中的应用[J].物探与化探,2013,37(6):1080-1084.[5]刘明.叠前AVO同步反演预测页岩地层脆性矿物[J].河南科学,2014,32(6):1069-1072.[6]康新荣.Barnett页岩水平井造缝及优化作业完井研究[J].国外油田工程,2009,25(1):17-27.[7]刘树根,马文辛.四川盆地东部地区下志留统龙马溪组页岩储层特征[J].岩石学报,2011,27(8):2239-2252.[8]李新景,胡素云,程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示[J].石油勘探与开发,2007,34(4):392-400.。
页岩气勘探开发技术综述朱恒银;王强【摘要】近年来,我国越来越重视对页岩气这一非常规天然气的开发研究.国内已完工了一批页岩气试采井,这预示着页岩气资源开发已开始铺开,但是页岩气开发我国还处于起步阶段,尚未进入商业性开采.页岩气的勘探开发不同于常规天然气的开发,难度较大,需要综合性的勘探技术才能完成.主要概略介绍了目前国内外关于页岩气储藏条件与地层评价方法、钻完井技术、压裂技术及固井技术等.【期刊名称】《安徽地质》【年(卷),期】2013(023)001【总页数】5页(P21-25)【关键词】页岩气;勘探开发;技术综述【作者】朱恒银;王强【作者单位】安徽省地质矿产勘查局313地质队,安徽六安237010;安徽省地质矿产勘查局313地质队,安徽六安237010【正文语种】中文【中图分类】P618.131 概述随着我国经济的发展,城市化、工业化进程的加快,对能源需求急剧增加,能源的供需矛盾也越来越突出。
当今世界各国纷纷寻找替代能源,以解决能源不足问题。
天然气的开发生产占世界能源的及其重要地位,尤其非常规天然气类型和赋存形式多样,分布十分广泛,潜在能源储量远大于传统天然气资源。
非常规天然气主要包括:致密储层气、页岩气、煤层气等。
非常规天然气能源的开发与利用越来越受到重视,将成为未来能源的接替资源。
页岩气是非常规天然气的一种。
页岩气是以多种相态存在,主体上富集于泥页岩及部分粉砂岩地层中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
页岩气赋存广,储量大,生产周期较长,全球页岩气储量约为456×1012m3,其主要分布在北美、中东、中国、拉美、中亚、俄罗斯和北非等国家和地区,占有量约占总量的约为23.8%。
我国页岩气资源分布面积达100×104km2以上,具有广阔的开发前景,初步估计可采资源约为26×1012m3(与美国相当)。
按当前的消耗水平,这些储量足够我国使用200多年。
近年来,页岩气的开发和利用,我国也十分重视。