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页岩气的开发利用
  

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,随着技术的进步及探明储量的持续增加,未来页岩气开采将进入爆发式增长期,并带动美国的天然气生产进入黄金时代

数据显示,在2000年,页岩气产量不足美国天然气供应的1%,而今天已经占到30%,而且份额还在上升。得益于页岩气的大规模开发,2009年,美国取代俄罗斯成为世界第一大天然气生产国,占世界天然气总产量份额达到20%2012年,美国天然气销售量更达到7160亿立方米,比2006年增加30%

受美国页岩气成功开发影响,全球页岩气勘探开发呈快速发展态势。墨西哥计划未来2年投资20亿美元开发页岩气。已有40多家跨国石油公司在欧洲寻找页岩气,埃克森美孚公司已开始在德国进行钻探,雪佛龙公司和康菲石油公司开始在波兰进行勘探,奥地利OMV公司在维也纳附近测试地质构造,壳牌公司将页岩气勘探目标锁定在瑞典。能源供应大国俄罗斯尽管具有超大规模的常规天然气储量,但也还是做好了开采页岩气的准备。印度尼西亚等亚洲国家以及非洲的南非等都不同程度地进行着页岩气的发展规划。

页岩气成为新宠,不仅深刻影响天然气市场格局,而且开始改变美国一些高能耗的重化工业的命运。由于能源成本下降明显,美国的化工、制造业出现回流现象,产业竞争力有所提升。

在我国,根据《页岩气发展规划(2011-2015年)》,十二五期间,我国将完成探明页岩气地质储量6000亿立方米,可采储量2000亿立方米,实现2015年页岩气产量65亿立方米,2020年力争达到页岩气年开采量为600亿至1000亿立方米。如果这一目标得以实现,我国天然气自给率有望提升到60%70%,并使天然气在我国一次能源消耗中的占比提升至8%左右。这将有助于扭转我国过度依赖煤炭的能源结构,并减少能源对外依存度。

开采技术

页岩气开采技术,主要包括水平井技术和多层压裂技术清水压裂技术

重复压裂技术及最新的同步压裂技术,这些技术正不断提高着页岩气井的产量。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。如果能引进这些先进技术,将为中国页岩气开发助一臂之力。

中国页岩气开发技术不断进步:一个是钻井技术,3500米的页岩气井、2000米的水平钻最快45天就完成。二是分钻压裂技术已经完全掌握并基本实现了国产化。

开发方式

虽然有吸附与游离相天然气的同时存在,但页岩气的开发并不需要排水降压。由于页岩中游离相天然气的采出,能够自然达到压力降低的目的,从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化,达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的。由于孔隙度渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低,因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施,压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益。

有专家提到根缘气J.A.Masters (1979)提出了深盆气Deep bagas)思想,建立了气水倒置的模式,描述了天然气勘探开发的广阔前景。由于识别难度大,P. R. Rose等(1986)提出了盆地中心气(Basin-centergas)BELaw等人研究思路将该类气藏的识别方法从区域气水倒置改进为没有边水,从而简化了繁琐的识别过程并在很大程度上提前了对该类气藏的识别时间。由于对无边底水的确定仍然较多的钻井地质资料故仍然不是最佳的解决方案。

经过实验研究,将根缘气确定为致密砂岩中与气源岩直接相连的天然气聚集,并强调其中的砂岩底部含气特点。由于紧邻气源岩(根)天然气与地层水在运移动力上形成直接传递的

连续介质,故被视之为根缘气。该类气藏主体形成于砂岩普遍致密化后,大致对应于煤系及暗色泥岩的热解及石油的裂解生气阶段,故一般的埋藏深度相对较大。

根缘气研究方法基于天然气成藏动力学原理,将气藏识别技术推进到单井剖面即是否出现并发育砂岩底部含气特征(与常规圈闭中的砂岩顶部含气模式和特点完全不同),在野猫井(而不是预探井甚至开发井)上即可对气藏类型进行最早期的快速识别。只砂岩底部含气就能够说明天然气在成藏动力上的连续性,并进一步阐述天然气成藏的机理特点,从而确定天然气的聚集机理类型,即深盆气、盆地中心气、缘气甚至向斜含气或满盆气等的存在,确定天然气的成藏、富集及分布特点将气藏类型识别的时间向前延伸至勘探限为后续勘探思路最大限度的时间。