我国页岩气探采与利用路径思考

目前,页岩气的开发利用成为全球油气勘探开发的新亮点。加快页岩气资源勘探开发和利用,对于改变我国油气资源格局,甚至改变整个能源结构,缓解我国油气资源短缺,保障国家能源安全,促进经济社会发展具有十分重要的意义。借鉴国外发展页岩气的先进经验,结合我国实际,寻找加快发展的路径,探索并形成具有中国特色的页岩气资源勘探开发和利用体系,十分迫切。本文介绍了我国页岩气资源潜力与勘探开发状况,分析了面,l鲁的问题,思考我国加快页岩气勘探开发和利用的路径。     

拥抱页岩气

尽管看起来面临困难，但基于页岩气能够改变湖南能源结构这一良好的愿景，湖南正把页岩气的开发提上日程。     

基于文献库资源看中国页岩气产业的发展历程和趋势

基于中国文献数据库,检索了页岩气相关文献,归纳分析1990—2013年中国发表的有关页岩气文献的总体分布情况,总结了中国页岩气发展历程,对中国页岩气开发利用中未来应关注的问题及发展趋势进行了探讨,结果表明,中国页岩气尚未完全摸清家底,也未掌握页岩气开发的关键技术,还没有形成一套适合中国的页岩气开发理论技术体系,若希望依靠本土企业实现中国页岩气商业开发,仍需较长的时间。     

页岩气勘探“中考”

三年探矿权有效期已经过半。从2012年1月国土资源部公布第二轮页岩气探矿权招标结果至今,已经过去将近一年半的时间。湖南此次拿出的湖南龙山页岩气区块、湖南保靖页岩气区块、湖南花垣页岩气区块、湖南桑植页岩气区块、湖南永顺页岩气区块分别被湖南华晟能源投资发展有限公司、神华地质勘查有限责任公司、中国华电工程（集团）有限公司、中煤地质工程总公司、湖南省页岩气开发有限公司夺得。     

页岩气录井技术进展及展望

经过十几年技术攻关,国内页岩气录井技术发展与应用水平不断提高。本文基于地质工程一体化的评价需求,总结了具有特色的页岩气录井技术系列：岩石热解录井和自然伽马能谱录井结合的烃源岩特性评价技术;元素录井和自然伽马能谱录井结合的页岩岩性、脆性评价技术;气测录井和碳同位素录井结合的含气性评价技术;核磁录井为主的页岩物性评价技术。同时,还对页岩气录井技术发展进行了展望,认为现今页岩气录井技术面临水平井目标靶体复杂化、深层页岩气地层温度高、常压页岩气地层压力低的技术难题,需要不断提升录井仪器分辨率,加强多维核磁录井技术等录井新技术创新;为实现页岩气层的立体刻画和精确评价,需要利用大数据资源开发智能化录井工程技术系列,为页岩气高效优质勘探开发提供全面技术支撑。     

长江经济带页岩气勘探开发进展及建议

页岩气是一种清洁的非常规天然气资源,已引起全世界各国的广泛关注.我国页岩气资源丰富,70%的资源分布在长江经济带沿线各省市.在长江上游的重庆涪陵、四川长宁-威远等地区实现了商业开发,长江中游鄂西地区实现突破,长江下游安徽宣城取得了积极进展.页岩气勘查理论和技术标准体系初步形成,开采装备基本实现国产化.加快长江经济带页岩气勘查开发对优化能源消费结构、实现绿色发展、保障国家能源安全具有重要意义.然而,目前页岩气勘探和开发存在一些问题.主要体现在:页岩气资源探明率低,复杂构造区页岩气富集成藏理论尚需深入研究.页岩气开发成本高,一些关键技术装备尚待研发.市场驱动机制方面,多元主体共同参与的市场化格局尚未完全形成.本文从长江经济带页岩气资源状况、勘探开发进展、勘查理论、技术与装备等方面,分析了中国页岩气发展形势,梳理了制约我国页岩气勘查开发快速发展的主要问题.建议加大勘查开发力度,加强科技创新,坚持绿色勘查开发,加大政策扶持力度,多措并举加快构建长江经济带页岩气勘查开发新格局.      

页岩气钻完井配套技术集成研究与应用

随着涪陵页岩气田100×108 m3/a产能建设、长宁-威远国家级页岩气产业示范区等区块页岩气的高效勘探开发,我国的能源结构也在不断地改变。页岩气的商业化开发有赖于丛式水平井钻井技术及大型分段压裂技术的不断发展和进步,高效的钻完井配套技术是提高页岩气勘探开发效果的有力保障。中原石油工程公司通过自主攻关和集成配套相关钻井新工艺、新工具,在钻井实践中取得了一系列技术突破,形成了三维大偏移距长水平段水平井轨迹控制技术、油基乳化/无土相油基钻井液技术、防漏堵漏技术、页岩气随钻解释评价技术、油基钻井液高效冲洗技术、“井工厂拉链式”压裂技术、高压网电配套工程技术等关键技术。上述技术在川渝的涪陵、长宁-威远、永川等工区140余口井的成功应用,有效支撑了我国页岩气产能建设。本文基于中原工程页岩气钻完井配套技术的攻关及实钻经验总结,对其他页岩气勘探开发区块的钻完井工程具有较强的指导意义。     

地球物理技术在页岩气勘探开发中的应用和前景

我国页岩气勘探开发技术还处于探索阶段,对页岩气的研究主要集中在页岩气的成藏模式、地质特征等方面。针对地球物理技术在页岩气勘探和开发中所能发挥的作用及页岩气勘探和开发对地球物理方法提出的新要求,简述了我国页岩气资源分布及美国页岩气的勘探开发情况;从页岩气资源评价参数出发,系统地阐述了地球物理方法在页岩气勘探和开发中能解决的一些问题;提出了针对页岩气的地球物理方法的发展建议。      

页岩气开发钻完井技术探讨

我国广泛分布着丰富的页岩气资源,开发应用远景良好。通过借鉴、转化、应用常规油气开发的成熟技术,可集成配套形成页岩气开发钻完井技术系列。水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式,结合旋转导向、MWD/LWD、三维地震和欠平衡钻井等工艺技术的集成应用可提高开发效率。水力压裂工艺已成为页岩气开发的主要技术,随着清水压裂、重复压裂、同步压裂等技术的发展,页岩气的勘探开发更具发展潜力。     

页岩气勘探开发关键技术综述

在当前国际能源供需矛盾日益突出的形势下,页岩气资源勘探开发备受世界瞩目。页岩气是一种超低渗透非常规天然气,在页岩气勘探开发中有许多关键技术。介绍了页岩气勘探开发中的相关关键技术,包括密闭取心和保压密闭取心技术、水平井技术和压裂技术,并提出了发展我国页岩气勘探开发相关技术的建议。     

中美页岩气开采技术专利地图研究

以汤森路透公司（Thomson Reuters）的TI（Thomson innovation）技术专利库为数据源,基于页岩气核心技术关键词比较得出中美两国页岩气开采技术生命周期走势、核心技术专利组合、技术研发差距及技术路径,用专利地图工具为我国页岩气开采技术路径提出建议：1用编组化的车载装备克服地面工程多山缺水的环境瓶颈;2）用工厂化的地面工程实现页岩气资源的规模运营与综合开采;3用生态化的水平井控制立法消除环保隐患;4用柔性化的管理技术解决井工厂重复压裂及气井频繁开合等现实问题。     

油页岩地下原位转化与钻采技术现状及发展趋势

我国油页岩地质资源量巨大,是保证我国能源安全的重要战略资源。油页岩地下原位转化开采是油页岩工业的发展趋势,在系统收集相关资料、数据和调研的基础上,总结了国内外油页岩原位转化技术的发展历程,提出了高效加热技术、储层改造技术和地下空间封闭技术三个油页岩原位转化核心技术,并对这三大核心技术的主要技术特点和发展现状做出了进一步分析。在明确油页岩地下原位转化开采低成本、高产量和低污染的目标基础上,提出了地表井下协同加热-多阶段物理化学复合加热-自生热驱动链式原位裂解的热流体原位复合加热技术、双水平井小井距电磁测距导向技术、多工艺精确储层改造压裂技术、注浆帷幕和气驱止水地下空间封闭技术等油页岩原位转化核心技术的发展方向,以期对我国油页岩地下原位转化开采技术提供借鉴和参考。     

山西省煤成气勘查开发现状及探索

煤成气包括煤层气、页岩气和致密砂岩气。煤层气开发对保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应,改善地区能源消费结构,促进碧水蓝天建设具有现实意义,更符合国家发展绿色能源,实现碳中和、碳达峰的战略要求。页岩气和致密砂岩气对于改善我国能源结构,实现“双碳”目标意义重大。通过对山西省煤成气资源勘查开发现状、体制机制改革、煤层气开发主体技术创新、产业升级方面的有益探索及成功经验进行综合分析总结,认为:煤层气矿权体制机制改革是促进产业健康发展的重要手段;技术创新是煤成气开发实现商业化、产业化的关键;“三气并举”有助于加速产能建设,激发企业勘探开发积极性;煤矿区“四区”联动井上下联合抽采技术体系是煤矿企业安全生产高效发展的可靠模式;合作共赢是煤炭和煤成气产业协同发展的必由之路, “先采气、后采煤、采煤采气一体化”是践行“双碳”目标实现的可靠路径;提升煤层气产品附加值,有助于煤层气产业实现升级。      

多层次模糊数学法在湘西北页岩气有利区块优选中的应用

湘西北下寒武统牛蹄塘组海相页岩热成熟度高,且经历了多期复杂构造运动,这种有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气有利区块优选面临挑战。本研究对影响页岩气勘探开发潜力的各种因素进行了综合研究,确定了页岩气勘探开发潜力评价的4个二级指标(生成条件、储集条件、保存条件和综合配套条件)及相应的三级指标。采用模糊数学方法对各级因素指标赋予了权重,建立了用于页岩气勘探开发潜力评价的多层次模糊数学评判模型。利用该模型,综合评价湘西北地区鹤峰复背斜、桑植复向斜、古丈隆起、沅麻盆地和洞庭坳陷5个Ⅲ级构造单元的页岩气资源勘探开发潜力。研究表明,桑植复向斜最具勘探开发潜力,其次是鹤峰复背斜,沅麻盆地、古丈隆起与洞庭坳陷则相对最差。建立的评价体系,可以作为有机质高热演化程度及复杂构造条件下的页岩气资源开发潜力评价的参考体系。      

涪陵页岩气水平井定向技术

涪陵页岩气产能示范区作为国内首个国家级页岩气示范区,自2012年启动以来,通过不断的技术攻关和技术创新,形成了完善的国产化水平井钻井技术系列。2015年随着区块的转移,地质条件更趋复杂,定向施工面临着更多新的技术难题,在已有成熟技术的基础上,通过技术优化和先进的降摩减扭工具的应用,有效地解决了新区块的施工难题,推进了页岩气产能区的建设。     

遥感技术在复杂山区页岩气早期勘探中的应用

我国目前公开招标的页岩气区块多数位于四川盆地东南缘高陡构造带,地形复杂,断裂发育,造成区块内页岩气的勘探和开发均存在一定难度.与盆地内覆盖区的页岩气早期勘探不同,复杂山地内的页岩气早期勘探需考虑地表地貌因素,加强早期研究,降低勘探风险和成本.利用湖南保靖地区的页岩气招标区块的遥感数据,与DEM数据相结合,考虑坡度、高程2个因素,优选研究区页岩气勘探的地貌有利区,为下一步页岩气的勘探和后期施工提供参考.     

水力压裂对地下水影响的深部脆弱性评价

为评价区块尺度页岩气开采过程中深部污染物对上部含水层的污染风险,基于“源-途径-驱动力-受体”概念模型,采用层次分析法构建了页岩气开采对地下水影响的深部脆弱性评价指标体系.利用该体系对贵州省某页岩气开采区块进行了评价,结果表明:评价区地下水深部脆弱性以低和较低为主,两者面积占研究区总面积的69.15%,主要分布于研究区西北部、中部及东南部,中间层厚度是影响评价结果的主要指标.该评价体系能够评估页岩气开采区地下水深部脆弱性,丰富了现有地下水脆弱性评价体系,可为区块内页岩气井的布设选址及地下水环境保护提供技术支撑.      

基于完全竞争市场模式的中国页岩气资源管理体制分析与思考

页岩气是化石能源中相对清洁高效的一种天然气.美国的页岩气革命可以算是本世纪最具影响力的能源革命,使其实现了梦寐以求的“能源独立”.从美国的经验来看,页岩气革命可以认为是开放市场和解放思想的成果,是完全竞争市场模式理论在页岩气资源开发中的成功实践.中国页岩气技术可采储量为世界第一,但由于中国页岩气管理体制等原因的制约,目前中国只在个别区块取得了勘探突破,离页岩气的大规模商业开采还有比较长的路.通过对页岩气资源管理体制深入分析,总结和讨论传统油气管理体制的不足以及美国页岩气开发给我国页岩气资源开发的启示,运用西方经济学经典的完全竞争市场模式理论对页岩气资源管理体制改革及相关政策提出适当建议.     

湘西北地区震旦纪陡山陀组页岩气储层特征

对湘西北下震旦统陡山陀组页岩气有利层位进行相应的地球化学、物性特性分析,并结合地质保存条件等因素对含气页岩层进行了综合评价,得到区内页岩主要物化指数:TOC为0.52%~6.79%,均值为2.25%;Ro为2.38%~2.87%,均值为2.56%,干酪根类型为Ⅰ型;孔隙度为0.6%~8.7%,平均为3.9%,渗透率均小于0.04×10-3μm2,属低孔低渗类型。页岩埋深主要在2000~5000m,且有效厚度基本大于20m,具有页岩气成藏条件,页岩气勘探开发前景良好。