页岩气的产能

煤层气与页岩气开发地质条件及其对比分析OFweek节能网讯：煤层气和页岩气是世界上已进行商业开发的两种重要的非常规天然气资源。

我国煤层气产业已进入商业化生产阶段1；而我国页岩气开发尚处于起步阶段，目前主要在四川盆地及其周缘开展开发试验。

美国1821年开始页岩气勘探，但规模化开发和产量快速增长始于2003年应用水平井钻井技术，2011年年产量已接近1800×10m(引自资料)，约占其天然气总产量的23％，分析北美页岩气开发地质条件，主要表现为黑色页岩的有机碳(TOC)含量大于2％，有机质成熟度(R)为1．1％一3．5％，页岩单层厚度大于15m，脆性矿物(石英、斜长石)含量大于40％，黏土含量小于40％，处于斜坡或凹陷区，保存条件较好等。

随着北美页岩气勘探开发区带的快速扩展和页岩气产量的大幅飙升，页岩气迅速成为天然气勘探开发新热点。

2005年以来，国内学者从生气条件、储层条件和保存条件及页岩开发技术等方面开展了相关的研究工作，页岩气研究在四川盆地及其周缘取得了显著进展和成效。

2010年，我国在四川盆地南部率先实现页岩气突破，威201等多口井在下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组海相页岩地层获得工业气流。

煤层气／页岩气开发地质条件是指与煤层气／页岩气开发工程活动有关的地质条件和工程力学条件的综合。

这些因素包括煤层气／页岩气的成藏地质条件、赋存环境条件和开发工程力学条件等方面。

煤层／页岩层既是生气层又是储集层，其储集和产出机理就比常规天然气储层复杂的多。

因此对于煤层气／页岩气开发，既要研究煤层气／页岩气的生成、储集和保存等成藏条件；又要研究煤层气／页岩气的赋存环境条件；还要研究煤层气／页岩气开发工程力学条件及工艺技术等问题。

尽管相关部门和学者已开展了页岩气的地质调查与开发试验研究工作，但主要集中资源地质评价方面，对开发地质条件则缺乏相应的研究工作。

煤层气与页岩气均为自生自储式非常规天然气资源，在成藏地质条件、赋存环境条件和工程力学条件等方面都有诸多共性，但也存在一定的差异性，且它们在诸多盆地伴生存在，因此，研究煤层气／页岩气开发地质条件及其评价的共性和差异性对指导我国煤层气和页岩气勘探开发具有重要意义。

贵州省盘州地区页岩气研究进展贵州省盘州地区位于贵州省西南部，是一个具有丰富页岩气资源的地区。

近年来，随着页岩气研究的逐步深入，盘州地区页岩气资源的开发利用也在不断取得新进展。

本文将从页岩气资源概况、研究现状和未来发展方向等方面进行阐述，以期全面了解盘州地区页岩气研究的最新进展。

一、页岩气资源概况盘州地区页岩气资源丰富，主要分布于二叠系至侏罗系地层中的页岩中。

据测算，盘州地区的页岩气储量达到数百亿立方米，具有很大的开发潜力。

在页岩气资源分布上，盘州地区主要集中在龙井组、中二叠统盘县组、北部盘县陆相壁龙组、三叠系念山组等地层中，其中以龙井组页岩气资源最为丰富。

这些页岩气资源的丰富储量为盘州地区的页岩气开发奠定了坚实的基础。

二、研究现状在页岩气研究方面，盘州地区也取得了一系列新的进展。

在页岩气地质特征研究方面，盘州地区通过分析页岩气地层的沉积环境、有机质丰度、成岩作用等方面的特征，深入了解了页岩气地质特征，为后续的资源评价和勘探开发提供了重要的依据。

在页岩气勘探技术方面，盘州地区也引入了先进的勘探技术，如地震勘探、测井技术、地球化学勘探等，通过对页岩气的地下特征和分布进行综合分析，为准确定位页岩气储层提供了技术支持。

盘州地区在页岩气储层评价和预测方面也进行了一系列研究，通过岩心分析、地球物理勘探等手段，对页岩气储层的储层特征和产能进行了评价，为页岩气的开发利用提供了技术支撑。

在页岩气开发技术方面，盘州地区也进行了相关的研究和尝试，如水平井、压裂技术、地层压裂等方面的技术研究，通过对页岩气的开采方式和技术进行优化，提高了页岩气的开采效率和产能，为页岩气的开发利用提供了技术保障。

三、未来发展方向未来，盘州地区页岩气的研究和开发将继续向前迈进，主要体现在以下几个方面：在页岩气资源调查和评价方面，盘州地区将继续加大页岩气资源调查和评价力度，通过更加细致的地质勘探和勘探方法，进一步发现页岩气资源的潜在储量，为资源的开发利用提供更加精准的数据支持。

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2 3 4 5
概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
四、储层性质及页岩气渗流
储层性质
页岩的生烃能力较强，具有自生自储特点。
孔 渗 特 征 裂 缝
地 层 压 力
四、储层性质及页岩气渗流
流动过程
压力差 浓度差 流体势
从基质表面解吸 页岩气由基质向裂缝扩散 裂缝中的渗流
美国页岩气主要的盆地资源分布
一、概述
中国大陆页岩气富集分区图
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概述
国内外页岩气开发和研究现状
页岩气成藏机理研究
储层性质及页岩气渗流
页岩气开发主要技术研究
二、国内外页岩气开发和研究现状
开发现状
埃克森美孚在德国展开钻探工程；美国戴文能源（Devon Energy）和法国道达尔联手，在法国钻探页岩气；康菲石油公 司将在波兰展开页岩气勘探工作；中国石油天然气集团公司和 壳牌宣布将练手开发四川的页岩气资源；挪威国家石油公司、 美国页岩气开发最为成功的切萨皮克能源公司（Chesapeake） 和南非石化巨头萨索尔（Sasol）共同向南非政府有关部门申 请对南非Karoo盆地页岩气资源的勘探权。 2009年10月,重庆市綦江县启动我国首个页岩气资源勘查项 目,标志继美国和加拿大之后,中国正式开始页岩气资源的勘探 开发。
统，从而达到短生产时间和低成本的要求。
五、页岩气开发主要技术研究
水平井分段压裂技术
水平井分段压裂示意图
五、页岩气开发主要技术研究
清水压裂技术
清水压裂是指应用在清水中加入降阻剂、活性剂、防膨剂等 或线性胶作为工作液进行的压裂作业。具有成本低、伤害低以 及能够深度解堵等优点。由于岩石中的天然裂缝具有一定的表 面粗糙度，闭合后仍能保持一定的裂缝，形成对低渗储层来说 已经足够的导流能力。清水压裂很少需要清理，基本上不存在 残渣伤害的问题，且可提供更长的裂缝，并将压裂支撑剂运到 远至裂缝网络，与其20世纪90年代的凝胶压裂技术相比，可节 约50%—60%的成本。

页岩气开发利用工作方案页岩气是一种在页岩中嵌存的天然气资源，具有丰富的储量和潜在的开发利用价值。

为了充分利用这一资源，制定科学合理的工作方案至关重要。

本文将从勘探、开发、利用等方面探讨页岩气的工作方案。

一、勘探工作方案1.地质调查：通过对地表地质、地下构造、地球物理勘探等多种方法，确定潜在的页岩气富集区域。

同时，结合前期研究成果，分析页岩气的储量、品质和分布特征，为后续开发提供依据。

2.勘探钻探：选择优势区域进行钻探工作，获取页岩气储层的岩心样品和地下地质信息。

通过岩心分析、地球化学测试等手段，确定岩石中页岩气的含量、组分和产气能力。

3.地质建模：根据岩心样品分析结果和地质勘探数据，建立页岩气储层的地质模型。

通过数值模拟方法，模拟页岩气在储层中的分布规律和流动特征，为后续开发工作提供参考。

二、开发工作方案1.水平井开采：由于页岩气储层的特殊性，常规垂直井开采效果有限。

因此，采用水平井开采技术，增加有效开采面积，提高产能。

同时，根据地质模型和岩心分析结果，合理确定水平井的位置和方向。

2.压裂技术：页岩气储层的渗透性较差，需要通过压裂技术来增加气体的渗透能力。

通过注入高压液体，使岩层断裂并形成缝隙，从而促进天然气的释放和流动。

3.环保措施：在开发过程中，要加强环境保护意识，采取措施减少环境污染。

例如，合理处理废水、废气和固体废弃物，确保开发过程的可持续性和环境友好性。

三、利用工作方案1.输送和储存：建设天然气输送管道和储气设施，将开采的页岩气输送到市场。

在输送过程中，要注意管道的安全性和稳定性，确保天然气的顺利输送和储存。

2.利用方式：页岩气可以作为燃料供应城市居民生活和工业生产，也可以用于发电和汽车燃料。

同时，可以开展页岩气液化技术研究，将天然气转化为液态燃料，进一步拓宽利用渠道。

3.合理规划：制定天然气利用规划，合理安排页岩气的利用方式和产业布局。

同时，要加强技术创新和人才培养，提高页岩气开发利用的技术水平和经济效益。

预测页岩气单井产量及最终储量的经验法分析李海涛;王科;补成中;张庆;张砚【摘要】为了简单、快速且准确有效地预测页岩气单井产气量及估算最终储量(EUR),详细分析了目前最常用的2种适用于页岩气藏单井产量及EUR预测经验方法的优缺点,以此为基础,提出了一种基于裂缝流主导的产量递减预测新方法,并结合四川盆地一口页岩气井详细地给出了该方法的应用步骤.实例应用表明,与YM-SEPD法和Duong法的预测结果相比,新方法预测的未来日产气量和EUR最为准确,预测EUR相对误差仅为3.98％.该方法为准确、快速预测页岩气单井的未来日产气量及EUR提供了借鉴,对裂缝线性流主导的致密气井产能预测具有一定指导意义.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2019(026)003【总页数】5页(P74-78)【关键词】页岩气;经验方法;产量预测;EUR;四川盆地【作者】李海涛;王科;补成中;张庆;张砚【作者单位】西南石油大学,四川成都 610500;西南石油大学,四川成都 610500;中国石油川庆钻探工程有限公司,四川成都 610051;中国石油川庆钻探工程有限公司,四川成都 610051;中国石油西南油气田分公司,四川江油 621700【正文语种】中文【中图分类】TE3280 引言页岩气藏存在吸附气[1]及需经过分段多簇压裂改造才能有效产气[2]的特征，其产气规律有别于常规气藏[3-5]。

因此，根据常规油气藏产量递减规律总结得到的Arps经典递减模型[6-7]，并不适用于页岩气藏。

前人经过研究，提出了几种适用于页岩气藏的经验方法[3，8-16]，但大多存在如下缺点：参数较多，且以试算得到，没有累计产气量的直接计算公式，计算过程复杂，计算结果误差大。

只有YM-SEPD法及Duong法的模型参数可通过Excel拟合历史产量数据获取，不需要预估试算或者通过专门图版拟合获取，计算步骤简单，不会产生多解[4]。

因此，这2种方法在石油工业被广泛使用，但YM-SEPD及Duong法依然有较大的缺陷。

页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。

（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20%-90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大,母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。

据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；(据Burnaman(2009)TOC一般不小于2%)Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气=1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。

聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1%，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2.5%~3%。

）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30m有机碳含量（TOC）：2.0%以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy,2008页岩气优选标准1ft=0.3048M= How we look for in a gas shale?(Rimrock Energy,2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。

据预测，到2030年，中国页岩气产量将达到150亿立方米，占国内天然气产 量的15%左右。随着国际合作和经验技术交流的加强，中国页岩气开采技术也将 逐步走向世界前列。
总之，世界页岩气资源和开采现状表明，页岩气已经成为全球清洁能源领域 的重要角色。中国作为页岩气资源大国，其发展前景在政策支持、市场需求和技 术进步的共同推动下十分看好。随着国内外合作和研发的深入进行，中国页岩气 产业将迎来更为广阔的发展空间，为推动全球清洁能源革命和应对气候变化作出 积极贡献。
总结
国内页岩气开采技术的不断进步和发展，为我国能源结构的优化和清洁能源 的发展提供了有力支持。本次演示介绍了国内页岩气开采技术的现状、技术创新 和未来展望。通过水平井技术和水力压裂技术的不断优化和创新，我国页岩气开 采成本降低、效率提高，
为实现清洁能源的规模化发展奠定了基础。随着技术的进一步突破和市场需 求的增加，国内页岩气开采的前景十分广阔。未来，需要继续加强技术研发和创 新，推动页岩气开采技术的进步，为我国的能源事业作出更大的贡献。
2、水平井技术
水平井技术已成为页岩气开采的重要手段。水平井能够增大储层暴露面积， 提高产能，并有助于降低生产成本。其原理是在垂直主井眼的基础上，侧钻出一 条或多条水平井眼，以实现对更大储层的开发。水平井技术的优势在于提高产能、 降低成本以及减少环境影响。然而，该技术的实施需要先进的设备和钻井技术， 同时对地质和工程要求较高。
3、水力压裂技术
水力压裂技术是页岩气开采过程中的一项关键技术。其原理是通过向储层注 入高压泵入的流体（通常是水和砂），使储层产生裂缝，进而释放出被困的天然 气。水力压裂技术的主要优点是提高产能、降低钻井成本和减少开发时间。然而， 该技术也存在一定的局限性，如对储层造成潜在损害、需要大量水资源以及可能 引起地质灾害等。

2014年2014年度信息调研成果 1国内页岩气开采现状谭正湘（信息技术中心）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。

美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。

美国页岩气开采已有100多年历史。

美国页岩气开发技术历程经历了4个阶段：第一阶段：1997年以前——直井大型水力压裂；第二阶段：1997~2002年——直井大型清水压裂为主；第三阶段：2002~2007年——水平井压裂技术开始试验；第四阶段：2007年至今——水平井套管完井及分段压裂技术，逐渐成为主体技术模式。

随着水平井分段压裂技术的进步及成功应用，美国页岩气产量逐年增长，2000年至2012年页岩气产量由117.96亿立方米上升至2762.95亿立方米，年均增长率达到30%，特别是2006年以来年均增长更是达到48%。

与此同时，页岩气占美国天然气总产量的比重由2000年的2.2%升至2012年的40.5%。

美国页岩气革命的巨大成功，在世界范围内掀起了页岩气勘探开发的热潮。

加拿大、英国、波兰、阿根廷、墨西哥、澳大利亚、印度等国家也正在大力开发页岩气。

我国页岩气发展时间很短，大致经历了学习了解、资源调查与评价、开发试验和政策跟进等三个阶段，2010年才真正进入页岩气的钻井、压裂施工作业。

目前我国页岩气勘探开采主要集中在四川盆地。

根据国土资源部2012年3月发布的数据，全国(不含青藏)页岩气地质资源量134.42万亿立方米，可采资源量25.08万亿立方米，其中四川盆地及其周边页岩气可采资源量达到6.44万亿立方米，占全国页岩气可采资源量的25.7%。

最新资料介绍中国页岩气的可采储量达31.6万亿立方米，约占全球14.3%。

我国政府非常重视页岩气的开采，中央财政对页岩气开采企业给予补贴，2012年-2015年的补贴标准为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。

页岩气储层主要特征及其对储层改造的影响页岩气储层是指由页岩岩性的地层中富集并产生的天然气储层，具有极高的含气量和丰富的资源潜力。

页岩气的储层主要特征包括储集岩性、孔隙结构、渗透率和孔隙度等方面，这些特征对页岩气的储层改造具有重要影响。

一、页岩气储层主要特征1. 储集岩性页岩气储层的储集岩性主要以页岩岩性为主，其岩石矿物组成以粘土矿物和石英为主，伴生有少量的长石、碳酸盐矿物和有机质。

页岩具有较高的压实度和较低的渗透率，且存在着较弱的全岩渗透性。

由于页岩自身的致密性和低渗透性，导致储层的气质分布不均匀，形成了特殊的储气机理。

2. 孔隙结构页岩气储层的孔隙结构主要由微观孔隙和裂缝构成，微观孔隙是指孔径小于0.1微米的孔隙，由于页岩的高压实度和低孔隙度，微观孔隙的孔隙度很低，裂缝是指因构造作用和地应力作用而形成的大于0.1毫米的天然裂缝，对页岩气的储层改造具有重要作用。

3. 渗透率页岩气储层的渗透率较低，一般在0.1md以下，主要受储层孔隙结构的影响，同时页岩气储层中存在大量的微细孔隙和裂缝，这些微细孔隙和裂缝能够提高页岩气的渗透率。

二、对储层改造的影响2. 孔隙度改造由于页岩气储层的孔隙度较低，通常需要采用多种方法进行孔隙度的改造，例如通过增加地层压力、提高地层温度、注入适当的酸性液体等方式，从而提高储层的孔隙度，增加气体的储集空间。

3. 裂缝改造页岩气储层中存在的裂缝对气体的固定和产能有着重要的影响，因此对裂缝的改造也是提高页岩气产能的关键。

通过注入适当的液体、施加水力压裂等方法，能够有效地改造页岩气储层中的裂缝，提高气体的产能。

产业发展页岩气革命及能源安全田中伸男摘要：页岩气革命对美国和其他国家都产生了巨大影响，在这场变革中日本和中国以及印度、韩国等化石能源进口国之间要开展合作，所有的国家都要高度重视能源安全问题。

关键词：页岩气 核能 能源安全作者简介：田中伸男，国际能源署原署长。

新兴经济体变得越来越重要，特别是在消耗能源资源方面。

中国是主要的能源使用国家，还有印度和其他国家。

但是，页岩气革命正在创造一个最大的变革，在这里面有赢家和输家，中国如何成为一个赢家？日本如何成为一个赢家？这是非常棘手的问题。

那些理解这个变革的人能够胜利，但是如果不能理解变革，将无法胜利，这对于任何国家、任何公司、任何人来说，都是一个巨大的挑战。

页岩气在美国的革命，按照国际能源机构的说法是：美国的石油生产将会增加，而且在2020年将超过俄罗斯，成为世界上最大的石油天然气生产国。

这不仅仅是对美国的预测，它有着全球性的影响。

目前油气唯一的胜家是美国，美国将减少天然气和石油进口；同时其他国家或者地区的石油天然气进口依赖度越来越大，中国将增加石油进口，天然气依赖进口情况更为严峻，这对任何国家都是一个很严峻的问题。

不仅仅是能源，美国的生产业、制造业也享有廉价的电力供应。

由于页岩气，他们在其他行业，特别是工业行业的竞争力将会极大地提高，就是因为有廉价的能源。

再看日本，除了核能以外如何与美国竞争？这是日本人经常讨论的一个问题，即我0952013年 第7期们如何在没有核能的情况下生存？目前一半的中东石油进口到亚洲，2030年的时候90%的石油将进口到亚洲，美国不再需要中东石油了，因为已经独立于中东石油。

但是像日本、韩国，还有欧洲等等，这些国家仍然需要中东石油。

因此，中国要如何确保中东地区？中国想获得石油管道自由，这还不够，还需要通过马六甲海峡等等海域来获得管道道路，所以说中国国防还需要保护到更远的地方，这是可以理解的。

虽然国际能源机构和中国的合作是史无前例的密切，但是，现在美国减少了能源进口，中国和印度的石油进口在2030年将会超过经济合作与发展组织国家，所以说，能源安全问题，不能以目前的方式运作了。

获得三级储量2000多亿立方米
2. 勘查开发取得重要突破
三是贵州习水龙马溪组获重大突破
川东南丁山地区Ts埋深图
丁页2HF：压裂测试获日产10.52万立方米的工 业气流，有望成为继涪陵页岩气田之后中国石 化第二个页岩气商业开发基地。
丁页2HF井录井柱状图
丁页2HF 丁页1HF
二、主要进展
2. 勘查开发取得重要突破
《中国页岩气资源调查报告》 （2014年）
国土资源部中国地质调查局 2015年6月
编制说明
为了全面掌握我国页岩气资源调查和勘查开发动态， 为国土资源部及其他有关部门提供决策依据，为企业和社 会公众提供信息服务，中国地质调查局组织编制了《中国 页岩气资源调查报告（2014）》。报告总结了我国页岩气 资源调查评价、勘查开发、理论研究、技术装备和环境保 护等方面的主要进展和成果，提出了下一步工作建议。
岩
全国地质勘查规划 提出探索页岩气
纳入政府工作报告 页岩气示范基地建设 贵州综合勘查试验区 能源会议加强三气勘查开发
气
产
2008
2009
2010
中美签署页岩气合作备忘录
2011
2012
2013
2014
缴纳增值税和常规油气一样
业
财政资助开展页岩气战略调查
政府工作报告加强页岩气
页岩气产业政策发布 第2轮区块招标
深水陆棚相带是基础，良好保存条件是关键。
川东南地区龙马溪组地层压力系数与日产量关系图
来101井 产量：8.6万m3/d
焦页1HF井 产量：20.3万m3/d
阳201-H2井 产量：43万m3/d
古205-H1井 产量：16万m3/d
宁201-H1井 产量：14-15万m3/d

煤层气与页岩气的对比一、概述煤层气和页岩气是重要的非常规资源。

目前我国的煤层气产业已实现商业化生产，但页岩气还处于试验阶段。

尽管煤层气和页岩气在气体的来源与赋存层位等方面有所不同，但是在成藏条件及开发技术方面具有一些共性。

煤层气的成藏主要是以吸附状态存在于煤层中，页岩气的成藏是以吸附或游离状态存在于高碳质泥页岩中。

煤层气和页岩气均储存于低孔低渗的储层中，它们的开采技术均包含评价技术、测试技术、钻井技术和储层改造技术等。

二、煤层气与页岩气概念1、煤层气俗称瓦斯，又名煤层甲烷，是与煤伴生、共生的气体资源，其主要成份为甲烷，含量组成为 80％～99％，其次含有少量的 CO2、N2、H2、SO2、C2H6 等气体。

在常温下其热值为34—37兆焦/每立方米（MJ/M ⁳），与天然气的热值相当，是一种很好的高效清洁气体燃料。

煤层气主要以吸附态赋存于煤层孔隙表面或填隙于煤层结构内部，另外煤层裂隙与煤层水中存在少许游离气与溶解气。

煤层孔隙及裂隙中的煤层气与煤层水形成特殊的水动力系统，只有当储层压力低于解吸压力时，煤层气才能解吸出来。

2、页岩气是从富有机质页岩地层系统中开采出来的天然气，是位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，主体上以吸附和游离状态同时赋存于具有生烃能力的泥岩、页岩等地层中的天然气聚集。

页岩气开发虽然产能低，但具有开采寿命长和生产周期长的优点。

由于含气页岩分布范围广、厚度大，使得页岩气资源量巨大。

因而，页岩气井能够长期地以稳定的速率产气，一般开采寿 30～50 年，长者甚至能达 80 年。

三、煤层气与页岩气的成藏条件1、煤层气煤层气的成因机制主要为生物成因和热成因。

煤层气的生成与煤变质类型及煤化作用过程都有很大关系，煤变质程度低不利于煤层气藏得形成；煤变质程度太高，也不能形成煤层气藏。

所以，高、中、低变质的烟煤和无烟煤，都可以形成煤层气藏；未变质的褐煤以及超高变质的超无烟煤不能形成煤层气藏。

2、页岩气页岩气藏是“自生自储”式气藏，。

页岩气勘探开发技术研究页岩气是指产自低孔、低渗、富有机质页岩中的以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气。

页岩气是一种大面积连续区域的非常规天然气藏，与常规的气藏相比，页岩气具有特殊的地质特征，因此，要想对其进行高效的开发就必须使用先进的开发技术。

我国页岩气开发潜力巨大，但页岩气勘探开发相对落后，目前还处于起步阶段。

文章介绍了页岩气资源开发现状、页岩气成藏机理、吸附与解吸机理、先进的页岩气勘探开发技术，针对国内页岩气勘探开发现状，指出建议重点研究的方向。

标签：页岩气；成藏机理；勘探开发1 国内外页岩气开发现状全球页岩气资源量约为456.24×1012m3，主要分布在北美、中国和中亚、拉美、中东、北非和前苏联。

2000年以来，页岩气的勘探开发技术不断提高，并得以广泛应用，其中尤以美国最为突出。

美国拥有丰富的页岩气资源和世界领先的勘探设备及技术，在页岩气勘探开发领域取得了丰硕的成果，已进入页岩气开发的快速发展阶段；加拿大约有15.6～24.4×1012m3页岩气储量，其页岩气开发虽然还处于起步阶段，但是目前页岩气已成为加拿大重要的替代能源，已实现了页岩气的商业开发；中国是继美国和加拿大之后正式开始页岩气资源勘探开发的国家，我国页岩气资源丰富，约为30.7×1012m3，我国页岩气的勘探开发技术尚未成熟，对页岩气藏的研究还很欠缺，仍处于起步阶段；目前欧洲等国也开始逐步展开页岩气的勘探及开发，如英国、德国、法国、波兰、奥地利和瑞典等。

2 页岩气藏特征及其成藏机理2.1 页岩气藏特征与常规气藏相比，页岩气藏有其自身的特征：（1）大面积连续区域成藏，没有明显的圈闭；（2）低孔、低渗的超致密储层，孔隙度<4～6%左右（常规8～30%），渗透率一般<0.001～2×10-3？滋m2（常规50～2000）；（3）较易保存、不易被破坏；（4）独特的地质特征：“自生、自储、自盖”；页岩气成藏具有隐蔽性；具有普遍含气性，但含气量较低；成藏条件与储量丰度关系复杂；具有异常高压特征；产量低、生产周期长等。

天　然　气　工　业Natural Gas Industry第41卷第1期2021年 1月· 205 ·我国深层页岩气规模效益开发策略徐凤生1　王富平2　张锦涛3　付 斌2　张 勇3　杨品成3　吴 伟41. 中国石油天然气集团有限公司政策研究室2. 中国石油西南油气田公司天然气经济研究所3. 中国石油西南油气田公司4.中国石油西南油气田公司页岩气研究院摘要：中国深层页岩气资源丰富，是未来天然气产量增长的现实领域，实现其规模效益开发对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。

为此，在剖析深层页岩气资源规模效益开发进展与成效的基础上，分析总结了其规模效益开发面临的4大机遇和5大挑战。

4大机遇是：①中国天然气市场空间巨大，页岩气发展前景广阔；②国家和地方政府重视并支持页岩气勘探开发；③深层页岩气具备上产和稳产的资源基础；④技术进步将加快深层气规模效益开发步伐。

5大挑战是：①深层页岩气勘探开发难度较浅层更大；②勘探开发技术和装备的能力不足；③勘探开发成本较高，降本增效难度大；④生产运行管理体制机制需要进一步优化；⑤企地协调面临新的挑战。

结论认为，必须坚持顶层设计、共建共赢、市场运行、继承创新等基本原则，在借鉴国内外典型页岩气区块规模效益开发经验的基础上，优化完善我国深层页岩气规模效益开发推进措施：①完善生产组织模式，实现协同效应最大化；②加强技术攻关，推进科技引领；③建立市场化工程技术服务机制，激发页岩气开发活力；④深化企地合作，推进共建共赢；⑤加快培育天然气利用产业集群，推动页岩气就地利用；⑥积极争取政府产业支持，优化政策环境。

关键词：深层页岩气；规模效益开发；策略；机遇；挑战；措施；企地合作；产业集群DOI ：10.3787/j.issn.1000-0976.2021.01.019Strategies for scale benefit development of deep shale gas in ChinaXU Fengsheng 1, WANG Fuping 2, ZHANG Jintao 3, FU Bin 2,ZHANG Yong 3, YANG Pincheng 3, WU Wei 4(1. PetroChina Policy Research Department , Beijing 100007, China ; 2. Natural Gas Economic Research Institute , PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company , Chengdu , Sichuan 610051, China ; 3. PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company , Chengdu , Sichuan 610051, China ; 4. Shale Gas Research Institute , PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company , Chengdu , Sichuan 610051, China )Natural Gas Industry, vol.41, No.1, p.205-213, 1/25/2021. (ISSN 1000-0976; In Chinese)Abstract: China is abundant in deep shale gas resources, which is a real field for the production increase of natural gas in the future, so their scale benefit development is of great strategic significance to ensure the national energy security. After reviewing the progresses and achievements in the scale benefit development of deep shale gas resources, this paper analyzes and summarizes four great opportunities and five major challenges. The four great opportunities are as follows. First, in China, the natural gas market has huge space and the de-velopment prospect of shale gas is promising. Second, the state and local governments pay attention to and support shale gas exploration and development. Third, there is a resource base for deep shale gas production increase and stabilization. And fourth, technological prog-ress will accelerate the scale benefit development of deep gas. The five major challenges are follows. First, the exploration and develop-ment of deep shale gas is more difficult than that of shallow shale gas. Second, the capacity of exploration and development technologies and equipment is not sufficient. Third, the exploration and development cost is higher and the cost reduction and efficiency improvement is of high difficulty. Fourth, the production, operation and management system needs optimizing further. And fifth, the coordination be-tween enterprises and local governments gets more and more difficult. In conclusion, the basic principles shall be followed strictly, such as top-level design, co-construction and win-win, market operation, and inheritance and innovation. In addition, it is recommended to op-timize and improve the following measures to promote the scale benefit development of deep shale gas in China by referring to domestic and foreign experiences in the scale benefit development of typical shale gas blocks. First, improve the production organization mode and maximize synergistic effect. Second, strengthen technological researches and promote science and technology leading. Third, establish market-oriented engineering and technology service mechanism and vitalize shale gas development. Fourth, deepen the cooperation be-tween enterprises and local governments and promote co-construction and win-win. Fifth, speed up the cultivation of natural gas utiliza-tion industrial clusters and promote the in-situ utilization of shale gas. And sixth, actively strive for industrial support from governments and optimize the policy environment.Keywords: Deep shale gas; Scale benefit development; Strategy; Opportunity; Challenge; Measure; Cooperation between enterprises and local governments; Industrial cluster基金项目：国家科技重大专项“页岩气开发经济界限和风险量化评价方法”（编号：2016ZX05037006-003）。

页岩气地质特征及选区评价一、页岩气地质特征1. 地质分布：页岩气主要分布在富含有机质的页岩中，一般存在于地下2000米至4000米的深处。

在中国，页岩气主要分布在四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地等地区。

2. 储层特征：页岩气的储层主要是页岩，具有低孔隙度、低渗透率的特点。

页岩中的有机质经过生、成、排过程，形成了致密的储层结构，气体主要以吸附态存在。

页岩气储层通常需要通过水平井、裂缝压裂等技术手段进行人工改造，以提高气体的产能。

3. 地质构造：页岩气的地质构造对于气田的分布和产能具有重要影响。

地质构造不仅影响着页岩气的分布规律，还会对页岩气的富集程度和运移路径产生影响。

通过对页岩气的地质构造进行研究，可以为气田勘探和开发提供重要参考。

4. 地质特征：页岩气具有低渗透、低孔隙度、致密储层、气体吸附状态、水平井开发等特点。

这些地质特征决定了页岩气开采的技术难度和成本较高。

二、选区评价1. 地质条件评价：选区评价是指通过对页岩气区块的地质条件进行评价，包括地层条件、构造条件、储层条件、气体成因条件等，确定页岩气勘探的目标区域。

地质条件评价是气田勘探开发的第一步，对于确定气田的分布规律和富集程度具有重要意义。

2. 气田规模评价：确定页岩气的规模和勘探价值是选区评价的重要内容。

通过对地质地质条件进行评价，结合地质勘探数据和地震勘探数据，可以初步估算出气田的规模和储量，为后续勘探开发提供依据。

3. 技术可行性评价：页岩气勘探开发需要采用高成本的技术手段，包括水平井、裂缝压裂等技术。

在选区评价中，需要对勘探开发的技术可行性进行评价，确定是否具备开发资源的条件。

4. 经济效益评价：最终的选区评价是要通过对气田开发的经济效益进行评价，确定资源开发的可行性。

综合考虑气田规模、勘探成本、开发投资和天然气价格等因素，对气田开发的经济效益进行综合评价，为资源开发的决策提供依据。

通过对页岩气地质特征及选区评价的研究，可以全面了解页岩气资源的分布规律、储量情况和勘探开发的可行性，为页岩气资源的合理开发和利用提供科学依据。

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。

2014年页岩气产业分析报告2014年9月目录一、中美对比：产业背景决定发展路径 (3)1、储量勘探：资源丰富，勘探不足 (3)2、地质条件：地理构造复杂程度超美国，需要中国本土经验 (5)3、核心技术：国内应用日趋成熟，主要由大型油气央企掌握 (6)4、输配管网：里程差距巨大，民企入网困难 (10)5、政策环境：政策环境提升空间较大，价格补贴或将继续 (12)6、市场环境：国内资源集中，市场化程度不足 (15)二、“中国模式”：国企巨头扬帆起航，民企油服共襄盛举 (18)1、目前产量：产量较去年增长8倍，源于勘探钻井双双推进 (18)2、增长模式：“示范区”将发挥带头作用，巨头引领产量产能双增 (20)3、未来产能：石化双雄努力实现“上层规划”，钻井业务部分外包 (26)4、利好因素：混合制改革+天然气价改助推油服订单大幅上升 (27)三、行业发展将带来的投资机会 (29)四、主要风险 (31)一、中美对比：产业背景决定发展路径1、储量勘探：资源丰富，勘探不足页岩气，又称“致密气层气”，是从页岩层中开采出来的一种非常重要的非常规天然气资源，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。

根据2013 年美国能源情报署（EIA）数据，中国和美国的页岩气技术可采储量排名分列第一和第四名。

据有关资料显示，美国页岩气主要分布北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系，密西西比系，技术可采储量达18.83万亿立方米。

美国页岩气开发有80多年的历史，参与的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。

2000年美国页岩气年产量为122亿立方米，随着水力压裂技术日臻成熟，美国兴起了页岩气开发热潮。

成功开采页岩气使美国跃居全球第一产气大国，2011年，美国页岩气的产量上升到了2,400亿立方米，约占美国油气产量的30%。

据美国能源部情报局(Energy Information Administration)估计，中国的页岩气储量超过其它任何一个国家，中国技术上可开采的页岩气。