新能源页岩气在我国的勘查开发状况

2014-09-22 08:52:19    来源:中国勘测联合网

摘要:作为新能源的页岩气, 在中国资源潜力巨大。在经济快速发展的时代,面对逐渐减少的常规能源,页岩气的开发势在必行。

2014年9月17日,国土资源部召开新闻发布会,通报了我国页岩气勘查开发进展情况,鄂尔多斯、四川和柴达木等盆地陆相地层勘查取得重要发现。自2011年以来,延长石油在鄂尔多斯盆地陆相地层20余口井钻获页岩气流;中石化在川西和川东北陆相地层分别钻获页岩气流;中国地质调查局在柴达木盆地陆相地层也钻获页岩气。

作为新能源的页岩气, 在中国资源潜力巨大。在经济快速发展的时代,面对逐渐减少的常规能源,页岩气的开发势在必行。


一、页岩气概况

1.页岩气及其特点

    页岩气,是油气资源中新的矿种,以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中,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。随着世界能源消费的不断攀升,包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视,美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。这种被国际能源界称之为“博弈改变者”的气体,极大地改写了世界的能源格局。

 


(1)气藏特点
    页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大,所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来,而我国至今还没有形成成熟的技术。
    另一方面,页岩气采收率比常规天然气低,常规天然气采收率在60%以上,而页岩气仅为5%~60%。低产影响着人们对它的热衷,现在美国已经有一些先进技术可以提高页岩气井的产量。 中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异,如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大,美国的页岩气层深度在800~2600米,而四川盆地的页岩气层埋深在 2000~3500米。页岩气层深度的增加无疑给我国本不够成熟的技术上又增添了难度。

(2)开采特点
    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,使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低,开采难度较大。

 

2.全球页岩气分布情况

    全球页岩气资源量约456万亿立方米,相当于煤层气和致密气的总和。主要分布在北美、中亚和中国、中东和北 非以及拉美等地区。

    目前,全球32个国家有48个页岩盆地含有页岩气资源,页岩气技术可采资源量为187万亿立方米 。其中我国的页岩气技术可采资源量为36万亿 立方米,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。

    目前,页岩气储层分布主要有海相和陆相两种类型, 全球页岩气业务主要集中在海相。初步预测国内三大地区海相页岩气资源量约21万亿立方米,占总资源量的70%。



3.全球页岩气开采情况

    美国:美国进行页岩气开采大约有80多年历史。页岩气开发极大改善了美国天然气供应格局和能源安全状况,其占美国天然气产量的比重从1996年的 1.6%猛增至2010年的约23%,并使美国在2009年超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国和资源国。随着技术的进步及探明储量的持续增加,未来美国的页岩气开采将进入爆发式增长期,带动其页岩气生产开发进入“黄金时代”。

    加拿大 :加拿大是继美国之后第二个实现页岩气商业化开采的国家,2009年的产量已达到72亿立方米。数据显示,加拿大西部地区大约有550万至860万亿立方英尺页岩气储量。

    欧洲:页岩气技术可采资源量相对较低,但分布广泛,主要集中在波兰、挪威、乌克兰和瑞典等国。德国、英国、西班牙等国已开始开展页岩气研究和试探性开发,部分企业已着手商业性勘探开发。

    亚太地区:中国和澳大利亚的页岩气储量都很丰富。中国、澳大利亚以及印度、印尼都已相继开始对页岩气资源展开调查与勘探。

    目前,中国是北美以外唯一一个现有石油服务行业规模较大而且政策和税收环境较为宽松的地区,加之中国页岩气储量丰富且能源供需严重不平衡,中国已被视为除美国之外页岩气开发最快的国家。我国页岩地层在各地质历史时期发育十分充分,形成了海相、陆相及海陆交互相多种类型富有机质页岩层系。

    拉丁美洲:页岩气资源主要集中在阿根廷、墨西哥和巴西等国。目前道达尔、埃克森美孚等能源公司已经开始与阿根廷国内的石油公司合作,参与其国内矿区页岩气的开采。墨西哥的页岩气可采资源量位列世界第四。

 

二、我国页岩气勘查现状

1.中国页岩气的分布状况

    中国的页岩气储层分布广泛,分布主体为海相,主要分布在南方地区,以杨子板块地区为主,而陆相主要分布在中西部地区的四川、鄂尔多斯、渤海湾、江汉、吐哈、塔里木、准噶尔等盆地及其周缘。此外,在我国南方的寒武系、志留系、二叠系等古老地层分布区的页岩气勘探前景亦不可忽视。



2.我国页岩气勘查开发状况

    目前,我国页岩气勘查开发技术及装备基本实现国产化,水平井成本不断降低,施工周期不断缩短。根据国土资源部在新闻发布会上的介绍,我国现已初步掌握了页岩气地球物理、钻井、完井、压裂改造等技术,具备了 3500米浅水平井钻井及分段压裂能力,自主研发的压裂车等装备已投入生产应用。水平井水平压裂最多22段,最长2130米,少数页岩气钻井深度超过 5000米。水平井单井成本从1亿元下降到5000—7000万元,钻井周期从150天减少到70天,最短46天。

    和世界发达国家的页岩气勘查开发水平相比,我国起步晚,但是突破很大。美国自上世纪80年代开展页岩气勘查开发技术攻关,直到本世纪2006年才实现快速发展,先后探索30年。2012年前后,已实现对页岩气商业开发的国家有美国和加拿大,其中美国已实现大规模商业化生产。虽然我国页岩气资源也很丰富,只用了5年时间就取得四川盆地开采页岩气的突破,但开发还处于起始阶段。

 

三、页岩气的勘探和开发技术

    自2006年美国成功开发页岩气开始,水平井+分段压裂技术就应用在页岩气的开发中。页岩气开发是一个复杂的,系统的工程。其技术要求高,资金投入多。根据世界岩气开发大国美国的成功经验,页岩气开发过程中粘井、测井、录井、完井、压裂、酸化以及提高采收率等都需要技术进步才能实现,在这所有的技术中,水平粘井技术和水力压裂技术是页岩气开发的核心技术。

1.水平钻井技术

    国外页岩气的开发有直井和水平井两种方式,直井一般用于探井,生产井多采用水平井,水平井可以获得更大的储层泄流面积,提高天然气产量。目前用于页岩气水平钻井的技术有欠平衡钻井技术、控制压力钻井技术和旋转导向钻井技术。

    欠平衡钻井技术能很好克服钻井作业过程中的卡钻、井漏、井塌等问题,提高钻井速度,减轻底层伤害,提高油气井产能;控制压力钻井技术的最终目标是使钻井作业最优化,缩短非生产时间和减少钻井事故,有效控制底层流体侵入井眼,减少井漏、井涌、井钻等多种钻井复杂情况;旋转导向系统和滑动导向钻井系统相比,具有摩阻和扭阻小、机械钻速高、钻井成本低、井眼轨迹平滑、压差卡钻风险低等优点。

2.水平压裂技术

世界上的岩气资源没有得到广泛的勘探和开发,其根本原因是页岩基质渗透很低,勘探开发困难,页岩气钻井完成后,90%以上的井需要经过酸化、压裂等储层措施后才能获得比较理想的产量。水力压裂是目前用于页岩储层改造的主要技术,它包括多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂及重复压裂技术。

多级压裂能够同时对同一井中的不同层位进行压裂,适用于产层较多、水平井段较长的生产井;清水压裂成本低,对地质伤害小,适用于粘土含量适中,天然缝隙发育的储层,是目前页岩储层水力压裂的主要方式;同步压裂试用于两口或者多口距离相近、水平井段大致平行的井;水力喷射压裂不受完井方式限制,尤其适用于裸眼完井的水平井,但受压裂井深和加沙规模的限制;重复压裂多用于气井开发中后期、初始压裂效果降低时,对于初次压裂效果不理想的井同样适用。

 

页岩气是蕴藏于页岩层中的非常规天然气,具有低碳、清洁、高效的突出优势,被誉为“能源宝藏”。近年来,随着技术突破,全球主要页岩气资源大国都开始了对页岩气的大规模开发利用,特别是美国对页岩气的成功开发,对全球天然气市场、能源结构乃至地缘政治格局都产生着重大影响。我国是页岩气资源大国,开发利用页岩气,已成为国家能源战略的重要组成部分。(中国勘测联合网  谭兰香编撰)


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