鄂尔多斯最近油价调整-鄂尔多斯最近油价

1.鄂尔多斯是国家规划布局的4个现代煤化工产业示范区之一吗

2.北京市-鄂尔多斯市火车,汽车?

3.油气勘探开发成效显著

4.低渗透油藏概念及划分

5.页岩气开发现状及开采技术分析

鄂尔多斯是国家规划布局的4个现代煤化工产业示范区之一吗

鄂尔多斯是国家规划布局的4个现代煤化工产业示范区之一。

现代煤化工是指以煤为原料，采用先进技术和加工手段生产替代石化产品和清洁燃料的产业。煤化工按其产品种类分可分为传统煤化工和新型煤化工。传统煤化工的是指煤制焦炭、电石、甲醇等历史悠久，技术成熟的产业。新型煤化工是指煤制油、煤制天然气、烯烃、二甲醚、乙二醇等以煤墓替代能源为导向的产业。

中国四大工业基地的特点如下：

1、珠三角

珠江三角洲工业基地位于广东省中南部，具有平原广阔、气候温和、河流纵横等优越的自然条件。是人口、城镇密集，经济发达的地区之一，也是对外开放的前缘地带。

2、长三角

是第一大综合性工业基地，轻重工业都很发达；历史最悠久、规模最大、结构最完整、技术水平和经济效益最高的综合性工业基地。

3、京津唐

地理区位优越。位于东部沿海地带的北部，北方地区海上门户，与日本、朝鲜和韩国等联系便捷，拥有“亚欧大陆桥”东端的天津港、大连港，是华北、东北的经济核心区，腹地范围广大，几乎包括半个中国。 交通便利，紧靠山西能源基地，并由输油管道连接东北、华北的油田。

4、辽中南

辽中南工业基地是著名的重工业基地。区内丰富的煤、铁、石油资源、便利的交通和良好的工业基础为发展重工业提供了有利的条件，其中鞍山——本溪的钢铁工业、沈阳、抚顺的机械工业、大连的造船工业和抚顺石油加工工业等一批工业企业，都是国家重工业的骨干。

综上所述：

凡运用化学方法改变物质组成或结构、或合成新物质的，都属于化学生产技术，也就是化学工艺，所得的产品被称为化学品或化工产品。

传统煤化工在油价大幅度攀升的背景下确立了一定的成本优势。传统煤化工产业的发展对于缓解我国石油、天然气等紧缺能源供求的矛盾，促进钢铁、化工、农业等下游产业的发展，发挥了难以替代的作用。现代新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，包括煤制天然气、煤制烯烃、煤制油、煤炭分质利用、煤制芳烃、煤制乙二醇等，其产品附加值高，市场缺口大，是我国优化能源结构、保障能源安全的重要途径之一。

法律依据：

《化工企业安全管理制度》

第二条

凡化工企业（包括化学矿山、化工机械、化工基建施工单位）均应严格遵守本制度。

北京市-鄂尔多斯市火车,汽车?

从北京站或北京西站乘坐下列车次到包头（早上到包头，很方便的），然后从包头乘坐到鄂尔多斯的汽车：

------车次------出发站-开车时间-到达站-到达时间----用时-----里程--硬座--硬卧下--软卧下

K263-------------北京-----20:01----包头--08:36---12小时35分--824---113---209---316

K217/K220--北京西-----19:30-----包头 08:05---12小时35分--824---108---197---300

包头长途汽车总站发车时刻表

包头－东胜 07:30-13:00 循环发车每17分钟一班

包头－东胜 13:00-18:20 循环发车每20分钟一班

注：问事电话：0472－4171183。

鄂尔多斯市原称“伊克昭盟”，盟驻地在东胜市。所以你从包头乘汽车说是到鄂尔多斯也行、说是到东胜也行，当地人都知道。包头到东胜140公里左右，票价20----30元（最近油价上涨，我说不太准）。

至于北京到鄂尔多斯的汽车我就不清楚了。

油气勘探开发成效显著

我国在世界103个产油国中，属于油气资源“比较丰富”的国家，油气资源总的特点是总量丰富，品质一般，分布不均，油气比相近，石油总量略高于天然气。

2.1.1 勘探投入增长，成果显著

2007年全国石油天然气勘查投资大幅度增长，达541.89亿元，较2006年的447.02亿元增加了94.87亿元，增幅达到21.2%，约为“十五”年均勘查投资的2倍。从各石油公司勘查投入的比例看，中国石油天然气集团公司占57.9%，中国石油化工股份有限公司占27.9%，中国海洋石油占10.8%，陕西延长石油（集团）有限责任公司占2.2%，中联煤层气有限责任公司占1.2%。

2007年各石油公司遵循油气并举的勘探思路，加强岩性地层、前陆盆地、海相碳酸盐岩等复杂油气藏勘探，取得重大成果，松辽、渤海湾、鄂尔多斯、四川、塔里木和准噶尔等盆地获得重要发现，落实了一批油气储量，实现了油气储量的高位增长。

冀东南堡油田是2007年油气勘探的最大亮点，提交探明石油地质储量4.45亿吨，三级油气地质储量油当量油达到11.80亿吨。长庆苏里格气田新增基本探明天然气地质储量5652.00亿立方米（此前已提交探明储量5336.52亿立方米），初步形成了我国第一个三级储量超过万亿立方米的巨型气田。

2.1.2 油气储量稳定增长

2.1.2.1 石油

2007年全国新增探明石油地质储量12.31亿吨，较2006年增加了2.82亿吨，增幅29.8%，比“十五”年均增长25.1%，是继1961年（20.60亿吨）、2004年（12.65亿吨）之后的第3个高峰年。全国新增探明技术可采储量2.47亿吨，较2006年增加了0.74亿吨，增幅42.8%。

至2007年年底，全国石油累计探明地质储量277.40亿吨，同比增长4.6%，石油资源探明程度达35.0%；累计探明技术可采储量76.72亿吨，同比增长3.4%；剩余技术可采储量28.33亿吨，同比增长2.7%，储采比15.2。

2007年全国石油新增探明地质储量大于5000万吨的盆地有渤海湾、松辽、鄂尔多斯和塔里木，合计新增探明地质储量11.38亿吨，占全国总量的92.7%，同比增长58.2%；新增探明技术可采储量2.29亿吨，占全国总量的92.1%，同比增长59.4%。其中，渤海湾盆地陆上由于冀东南堡油田的重大突破，新增探明地质储量同比增长了151.0%，新增探明技术可采储量同比增长了141.1%；渤海海域也有大幅增长，新增探明地质储量同比增长了88.0%，新增探明技术可采储量同比增长了82.9%；鄂尔多斯和塔里木盆地的新增储量保持了持续增长的势头。

2.1.2.2 天然气

2007年全年新增探明天然气地质储量6119.03亿立方米，为历史上第2个高峰年，较2006年增加了487.48亿立方米，增幅8.7%，比“十五”年均增长14.1%。新增探明技术可采储量2926.65亿立方米，较2006年下降了262.60亿立方米，降幅8.2%，主要原因是探明的储量中溶解气比例大。

至2007年年底，全国天然气累计探明地质储量7.39万亿立方米，同比增长9.7%；累计探明技术可采储量4.13万亿立方米，同比增长8.4%；剩余技术可采储量3.27万亿立方米，同比增长7.8%。

2007年全国天然气新增探明地质储量大于500.00亿立方米的盆地有松辽、四川、鄂尔多斯、塔里木和渤海湾，合计新增探明地质储量5902.47亿立方米，占全国总量的96.5%，同比增长15.1%；新增探明技术可采储量2831.07亿立方米，占全国总量的96.7%，同比下降7.0%。其中，松辽盆地增长最多，2007年新增探明地质储量2012.03亿立方米，新增探明技术可采储量989.36亿立方米；由于冀东南堡溶解气储量增加了536.08亿立方米，从而使渤海湾陆上新增天然气探明地质储量649.89亿立方米，新增探明技术可采储量149.52亿立方米；而四川、鄂尔多斯和塔里木盆地的新增储量较2006年有明显下降。

2.1.3 石油产量持续稳定增长

2007年，全国石油产量稳定增长，全年累计生产石油1.86亿吨，比“十五”年均产量增长8.0%。其中，中国石油天然气集团公司生产原油1.08亿吨，占全国的57.9%；中国石油化工股份有限公司生产原油0.41亿吨，占22.1%；中国海洋石油总公司生产原油0.27亿吨，占14.4%；延长石油（集团）有限责任公司生产原油0.10亿吨，占5.5%，其他企业23.6万吨，占0.1%。

2007年全国石油产量大于1000万吨的盆地有渤海湾、松辽、鄂尔多斯、塔里木、珠江口和准噶尔盆地，合计产量1.76亿吨，占全国总量的94.5%，同比增长1.47%。除松辽、珠江口盆地石油产量较上年减少外，其余均稳定增长。其中，渤海湾陆上2007年产量5315.41万吨，同比增长0.41%；渤海湾海域1417.22万吨，同比增长0.66%；鄂尔多斯盆地2505.02万吨，同比增长11.60%；塔里木盆地1179.26万吨，同比增长9.46%；准噶尔盆地1251.93万吨，同比增长3.66%。

全国石油产量由2001年的1.59亿吨增加到2007年的1.86亿吨，年均增加450万吨；其中2007年较2006年净增200万吨，同比增长1.1%，2006年较2005年净增300万吨，同比增长1.7%，可见石油产量增长速度变慢。

截至2007年年底，石油累计采出量48.20亿吨，2007年石油产量列世界第5位。

2.1.4 天然气产量快速增加

2007年全国天然气产量大于30.00亿立方米的盆地有松辽、渤海湾、四川、鄂尔多斯、塔里木和柴达木盆地，合计产量593.13亿立方米，占全国总量的85.58%，同比增长21.46%。天然气增幅较大的盆地有塔里木、四川、鄂尔多斯、柴达木和松辽盆地。其中，松辽盆地2007年产量30.49亿立方米，同比增长10.99%；四川盆地产量172.32亿立方米，同比增长10.77%；鄂尔多斯盆地124.63亿立方米，同比增长39.75%；塔里木盆地163.65亿立方米，同比增长37.69%；柴达木盆地34.02亿立方米，同比增长38.86%。

2.1.5 煤层气勘探开发刚刚起步

1996年以来，煤层气勘探开发工作起步，10多年来先后在30多个地区进行了钻井评价，在沁水、鄂尔多斯、阜新、准噶尔等10个盆地和地区取得勘探进展；国家级沁南潘庄煤层气开发示范项目、晋城寺河煤层气开发项目、沁南枣园煤层气开发试验项目和阜新煤层气开发试验项目等4个项目先后进入煤层气商业化开发示范阶段；同时，煤矿区煤层气开发利用也取得进展。

截至2007年年底，探明地质储量1130.30亿立方米。通过钻探和试采评价，目前已确定沁水盆地和鄂尔多斯盆地为2个重点勘探盆地。沁水盆地晋城潘庄煤层气先导试验项目6口多分支水平井的排采，达到了国内日产煤层气的最高水平，其中单井最高日产量达到9万立方米，总日产气量达30万立方米。2007年，煤层气累计产量约2.93亿立方米。

2.1.6 油砂勘探开发还没有真正起步

我国油砂尚处于普查与初步研究阶段。近几年，随着油价的不断升高，石油公司、科研院所、民企等许多机构也开始了油砂的调查、勘探和开采。

中国石油天然气集团公司从2003年开始投入大量的人力、物力进行大量的科学研究，于2006年开展了准噶尔盆地红山嘴红砂6井区油砂水洗工艺小试，完成了红山嘴红砂6井区1万吨产能油砂中试厂可行性论证。2007年，中国石油天然气集团公司在油砂水洗工艺上取得了重大进展。提出了油砂水洗分离4大机理，为新一代高效、低成本水洗配方的优选缩短了研发周期。研制了日处理能力10吨的油砂水洗分离装置，对西北缘油砂进行为期3个月的分离实验，水洗效率85.0%以上，实现18.5吨油砂可分离出1吨油砂油良好效果。进行了日处理200吨油砂的水洗分离放大工艺方案设计，初步确定采用2条生产线，单条生产线日处理200吨油砂，按照18.5吨产1吨油的效果，2008年2条生产线可以实现5000吨油产量。

此外，内蒙古图牧吉地区可供开采的含油10.0%以上的油砂储量为1.04亿吨，可供开采的油砂量为1350万立方米（含油量357.5万吨），该区油砂资源储量大、品质高、赋存浅、油砂层厚，宜于露天开采。恒源矿业公司已在图牧吉建成了油砂分离的生产线，并进行了试生产。

2.1.7 油页岩勘查开发再度升温

我国油页岩勘查程度较低，只有近39.0%的油页岩含矿区勘查程度达到勘探和详查程度，大部分处于普查和预查阶段。油页岩查明资源主要分布在吉林省农安、登娄库、长岭，辽宁省抚顺、朝阳，广东省茂名、高州、电白，海南省儋州等地。

地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门都进行过油页岩勘查工作，工作水平基本停留在20世纪50～60年代，由于大庆油田的发现，致使油页岩提炼成本相对较高，勘查工作基本停滞。2005年以来，随着全国油页岩资源评价项目的开展，吉林省地质调查院和中国石油天然气集团公司在吉林省和内蒙古区的3个矿点开展了初步勘查工作。

我国开发利用油页岩已有70多年的历史，20世纪50年代为我国油页岩开发利用的繁盛时期，页岩油产量曾占我国整个石油产量的一半。抚顺页岩油的产量从1952年的年生产页岩油22.61万吨，到1959年年生产页岩油达到72.00万吨，成为我国第1个人造石油生产基地，也是当时世界上最大的页岩油生产基地；20世纪60～90年代为我国油页岩发展的停滞时期；2004年以来，油页岩开发利用再度升温，吉林桦甸、辽宁抚顺、广东茂名、吉林罗子沟、山东黄县等油页岩相继投入开发。

2007年全国共生产页岩油35.00万吨，产自辽宁省和吉林省。其中，辽宁抚顺2007年页岩油产量30.00万吨，吉林桦甸2.00万吨，吉林汪清3.00万吨；大庆油田在柳树河盆地完成了3.00万吨页岩油的中试。山东龙口也准备引进日本的炼油设备，开展油页岩的炼制。广东茂名开采的油页岩主要用于发电，目前电厂正在建设当中。

2.1.8 天然气利用不平衡

2007年，我国一次能源消费结构中，天然气只占有3.3%，而全球天然气在一次能源中的比重达到近1/4。随着我国天然气探明储量及产量的稳步增长，天然气在我国一次能源中的比重将稳步提升。国际原子能机构在一份关于21世纪能源的研究报告认为，约在2040年，世界天然气供应将超过石油和煤炭，在一次能源消费中的比重将达到51.0%，成为名副其实的“第一能源”。但是，天然气的广泛利用，必须有相应的政策出台，以鼓励甚至强制天然气的利用。

我国“十一五”期间的能源发展目标是：2010年，我国一次能源消费总量控制目标为27.00亿吨标准煤左右，年均增长4.0%。煤炭、石油、天然气、核电、水电、其他可再生能源分别占一次能源消费总量的66.1%、20.5%、5.3%、0.9%、6.8%和0.4%。

煤炭、石油在我国一次能源消费结构中的比重将下降，天然气在我国一次能源中的比重将稳步提升。在我国原油进口依存度不断提高的情况下，油价高涨使我国石化企业承受着较大的成本压力。在预计未来几年油价继续高涨的情况下，降低石油在一次能源中消费比重，有助于缓解我国进口原油的压力。天然气与煤炭、石油相比，具有清洁、无污染的优点，在油价持续高涨的情况下，天然气的优势得以显现。

2.1.9 天然气水合物调查研究取得初步进展

2001年，中国地质调查局在财政部的支持下，广州海洋地质调查局继续在南海北部海域进行天然气水合物资源的调查与研究，计划在东沙群岛附近海域开展高分辨率多道地震调查3500千米，在西沙海槽区进行沉积物取样及配套的地球化学异常探测35个站位及其他多波束海底地形探测、海底电视摄像与浅层剖面测量等。

2002年1月18日，批准设立了“我国海域天然气水合物资源调查与评价”专项（简称“118”专项），执行时间为2002～2010年，承担单位是国土资源部中国地质调查局。

“118”专项自启动以来，先后组织调查船6艘共20个航次，重点在南海北部陆坡西沙、神狐、东沙及琼东南等4个海域，有重点分层次地开展了天然气水合物资源调查与评价，并在神狐海域实施了钻探工程，获取了天然气水合物实物样品。

2007年，主要在南海北部琼东南海域重点目标区、南海西部陆坡区，开展了海域天然气水合物资源调查，完成多道地震、水深测量各5015千米，地质取样202个站次；在综合分析地震、地质和地球化学等资料信息基础上，优选东沙海域天然气水合物钻探目标区3个，神狐海域天然气水合物钻探目标区2个；提出了东沙海域天然气水合物钻探井位6个，神狐海域钻探井位8个。

2007年5月1日，在南海北部陆坡首钻获取了天然气水合物实物样品，实现了我国海域天然气水合物调查的战略突破，为南海北部陆坡天然气水合物资源远景评价及成藏机理和分布规律研究提供了第一手资料和基础。据现场资料显示，钻井岩心中多个层段含水合物，含水合物的沉积层厚度达40多米，通过对钻探取样、测井和地震资料的综合分析，初步预测该区天然水合物总资源量大于100亿吨油当量。

低渗透油藏概念及划分

国际石油界用“毫达西”(mD) 作为反映油气渗透率的基本单位，“毫达西”数值越低，油气的渗透率就越低。我国通常把渗透率小于50×10-3μm2的油藏称为低渗透油藏，把渗透率小于10×10-3μm2的气藏称为低渗透气藏。如表1.1 所示，此为我国低渗透油气藏的传统划分标准。

表1.1 我国低渗透油气藏传统划分标准

不同的国家在不同的时期对低渗透油藏的划分标准不尽相同。比如，在1993年，俄罗斯把渗透率为(50～100)×10-3μm2的油藏定为低渗透油藏，美国把渗透率小于10×10-3μm2的油藏定为低渗透油藏，而中国则把小于50×10-3μm2的渗透率为低渗透油藏，在此基础上又细分出了低渗油藏、特低渗油藏、超低渗油藏。

不同国家之间之所以出现不同的划分标准，其原因在于低渗透油藏的划分与该国的国民经济发展水平、低渗透油藏的开发技术以及资源量有关。

我国经济经过几十年的发展，各行业对原油的需求逐渐增加，而且拥有了对一般低渗透((10～50)×10-3μm2)油藏开发的比较成熟的技术，因此，对低渗透油气藏重新进行了划分，其标准见表1.2。

新标准划分的意义是将一大批过去认为是低品质的储量转化为了可动用储量。如长庆油田，2003年，以渗透率0.5×10-3μm2为下限，计算出鄂尔多斯盆地石油远景资源量为85.88×108t；如果以渗透率0.3×10-3μm2为下限，则石油远景资源量可能是120×108t。技术进步、油价上涨都可以使低渗透油气藏开发的储层下限下移。

表1.2 我国低渗透油气藏的划分新标准

页岩气开发现状及开采技术分析

史进1 吴晓东1 孟尚志2 莫日和2 赵军2

作者简介:史进,1983年生,男,汉族,山东淄博人,中国石油大学(北京)石油天然气工程学院博士生,主要从事煤层气、页岩气开发方面的研究工作。E-mail:shijin886@163.com,电话:18901289094。

(1.中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室 北京 1022492.中联煤层气有限责任公司 北京 100011)

摘要:页岩气是一种储量巨大的非常规天然气,但是页岩气藏储层结构复杂,多为低孔、低渗型,开发技术要求很高。本文简述了国内外页岩气开发现状,分析了页岩气成藏机理以及开发特点,重点介绍了国外主要采用的页岩气开采技术,包括页岩气的储层评价技术、水平井钻井技术、完井技术以及压裂技术这几个方面,其中水平井钻井以及压裂技术是最为重要的。最后本文指出了中国页岩气开发急需解决的几个方面的问题。

关键词:页岩气 开采技术 储层评价 水平井增产 完井技术 压裂技术

Analysis on Current Development Situation and Exploitation Technology of Shale Gas

SHI Jin WU Xiaodong MENG Shangzhi MO Rihe ZHAO Jun

(1.Petroleum engineering institute, China University of Petroleum, Beijing 102249,2.China United Coalbed Methane Co., Ltd., Beijing 10001 1, China)

Abstract: The shale gas is a kind of non-conventional with giant amount of reserves,but the shale reservoir has complex structure with low porosity and low Permeability , so it needs advanced technology.This article sum- marizes current situation of shale gas development both in and abroad,analyses the gas generation and development characteristic of shale gas,mainly introduces gas exploration and development of technology,including reservoir e- valuation technology, horizontal well stimulation techniques, completion technology as well as fracturing tech- niques.At last, the paper points out the urged problem needed to be sloved for china's shale gas development.

Keywords: Shale gas;development technology; Reservoir evaluation; Horizontal well stimulation; comple- tion technology; fracturing techniques.

1 前言

地球上各种油气资源在地层分布的位置各不相同(图1),随着全球能源的需求量增大,页岩气作为一种非常规能源越来越受到人们的重视。页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集[1]。世界页岩气资源很丰富,但尚未得到广泛勘探开发,根本原因是致密页岩的渗透率一般很低。但近几年来,页岩气的开采已经成为全球资源开发的一个热点。由于页岩气的赋存、运移以及开采机理与普通天然气有很大的不同,所以在勘探开发技术方面与普通天然气也有很大的差别。

图1 各种油气资源分布示意图

2 国内外页岩气勘探开发现状

2.1 国外页岩气开发情况

国外的页岩气开发以美国为主,美国是目前世界上唯一商业化开发页岩气的国家。美国第一口页岩气井可追溯1821年,钻遇层位为泥盆系Dunkirk页岩[2],井深仅8.2m。19世纪80年代,美国东部地区的泥盆系页岩因临近天然气市场,在当时已经有相当大的产能规模。但此后产业一直不甚活跃。直到20世纪70年代末,因为国际市场的高油价和非常规油气概念的兴起,页岩气研究受到高度重视,当时主要是针对FortWorth盆地Barnett页岩的深入研究。2000年以来,页岩气勘探开发技术不断提高,并得到了广泛应用。同时加密的井网部署,使页岩气的采收率提高了20%,年生产量迅速攀升。2004年美国页岩气年产量为200×108m3,约占天然气总产量的4%;2007年美国页岩气生产井近42000口,页岩气年产量450×108m3,约占美国年天然气总产量的9%。参与页岩气开发的石油企业从2005年的23家发展到2007年的64家。美国相关专家预测,2010年美国页岩气产量将占天然气总产量的13%。图2是美国页岩气资源分布图。

美国的页岩气能够得到快速发展,技术上主要得益于以下四个方面:(1)减阻水压裂技术:携带非常少的添加剂,这样降低了成本,减少对地层的伤害,但携砂能力下降。(2)水平井替代了直井,长度从750m增加到了1600m。(3)10至20段,甚至更多的分段压裂大大提高了采收率。(4)同步压裂时地层应力变化的实时监测。当然,这也离不开国家政策的支持,20世纪70年代末,美国政府在《能源意外获利法》中规定给予非常规能源开发税收补贴政策,而得克萨斯州自20世纪90年代初以来,对页岩气的开发不收生产税。

除了美国,加拿大是继美国之后较早规模开发页岩气的国家,其页岩气勘探研究项目主要集中在加拿大西部沉积盆地,横穿萨克斯其万省的近四分之二、亚伯达的全部和大不列颠哥伦比亚省的东北角的巨大的条带。另外,Willislon盆地也是潜在的气源盆地,上白平系、侏罗系、二叠系和泥盆系的页岩被确定为潜在气源层位。可以预测,在不久的将来加拿大西部盆地很可能发现数量可观的潜在页岩气资源。

2.2 中国页岩气开发现状

2009年以前,我国的页岩气开发以勘探为主,2009年12月,才正式启动页岩气钻井开发项目[3]。我国主要盆地和地区的页岩气资源量约为(15~30)×1012m3,中值23.5×1012m3,与美国的28.3×1012m3大致相当。预计到2020年,我国的页岩气年生产能力有望提高到150亿~300亿m3。页岩气在中国的分布在剖面上可分为古生界和中-新生界两大重点层系。在平面上可划分为南方、西北、华北-东北及青藏等4个页岩气大区。其中,南方及西北地区的页岩气(也包括鄂尔多斯盆地及其周缘)成藏条件最好。

我国南方地区是我国最大的海相沉积岩分布区[4],分布稳定,埋藏深度浅,有机质丰度高。四川盆地、鄂东渝西及下扬子地区是平面上分布的有利区。在中国北方地区,中新生代发育众多陆相湖盆,泥页岩地层广泛发育,页岩气更可能发生在主力产油气层位的底部或下部。鄂尔多斯盆地的中-古生界、松辽盆地的中生界、渤海湾盆地埋藏较浅的古近系等也属于有利区。

3 页岩气开发特点分析

3.1 页岩气成藏机理

页岩气成藏机理兼具煤层吸附气和常规圈闭气藏特征,但又与这两者有显著的区别(表1),显示出复杂的多机理递变特点。页岩气成藏过程中,赋存方式和成藏类型的改变,使含气丰度和富集程度逐渐增加。完整的页岩气成藏与演化可分为3个主要过程,吸附聚集、膨胀造隙富集以及活塞式推进或置换式运移的机理序列。成藏条件和成藏机理变化,岩性特征变化和裂缝发育状况均可对页岩气藏中天然气的赋存特征和分布规律有控制作用。

图2 美国的页岩气资源分布

表1 页岩气与其他天然气资源对比分析

3.2 页岩气开发特点

页岩气储层显示低孔、低渗透率的物性特征,气流的阻力比常规天然气大。因此,页岩气采收率比常规天然气低[5]。常规天然气采收率可以达到80%甚至90%以上,而页岩气仅为5%~40%。但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,页岩气井能够长期以稳定的速率产气,一般开采寿命为30~50年,美国地质调查局(USGS)2008年最新数据显示,Fort Worth盆地Barnett页岩气田开采寿命可以达到80年。

页岩气中气体主要分为吸附态和游离态,和煤层气相似,但页岩气中的吸附气的比例较低,有的只有30%左右[6],裂缝中的水很少,主要为游离态的压缩气,页岩气的生产可以分为两个过程,第一个过程是压力降到临界解吸压力以前,产出的只有游离态的气体,它的生成基本与低渗透天然气无异,这个过程也是页岩气地层压力降低的过程,第二个过程是压力降到临界解吸压力以后,这时基质中的气体开始解吸出来,与裂缝中的气体一起被采出,所以产气量会达到一个峰值,如图3所示,但是由于吸附气占的比例并不大,所以产气量又很快下降,最终的残余气饱和度中只有很小一部分是吸附气,因为和煤层气不同的是,采气降压不可能使储层的压力降得很低。

图3 不同类型天然气藏的生产曲线示意图

4 主要页岩气勘探开发技术

页岩气的勘探开发技术与普通的气井的不同之处主要体现在页岩气储层评价技术、水平井钻井技术、完井技术以及压裂技术这几个方面,其中水平井钻井以及压裂技术最为重要。

4.1 储层评价技术

页岩气储层评价的两种主要手段是测井和取心。应用测井数据,包括ECS(Elemental Capture Spectroscopy)来识别储层特征[7]。单独的GR不能很好地识别出粘土,干酪根的特征是具有高GR值和低Pe值。成像测井可以识别出裂缝和断层,并能对页岩进行分层。声波测井可以识别裂缝方向和最大主应力方向,进而为气井增产提供数据。岩心分析主要是用来确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层的敏感性,并分析测试TOC和吸附等温曲线,以此得到页岩含气量。

4.2 水平井钻井技术

页岩气储层的渗透率低,气流阻力比传统的天然气大得多,并且大多存在于页岩的裂缝中,为了尽可能地利用天然裂缝的导流能力,使页岩气尽可能多的流入井筒,因此开采可使用水平钻井技术,并且水平井形式包括单支、多分支和羽状。一般来说,水平段越长,最终采收率就越高。

水平井的成本比较高,但其经济效益也比较高,页岩气可以从相同的储层但面积大于单直井的区域流出以美国Marcellus页岩气为例,水平井的驱替体积大约是直井驱替体积的5.79倍还多。在采用水平井增产技术过程中,水平井位与井眼方位一般选在有机质富集,热数度比较高、裂缝发育程度好的区域及方位。

4.3 完井技术

页岩气井的完井方式主要包括组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井和机械式组合完井。组合式桥塞完井是在套管井中,用组合式桥塞分隔各段[8],分别进行射孔或压裂,这是页岩气水平井最常用的完井方法,但因需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞,也是最耗时的一种方法。水力喷射射孔完井适用于直井或水平套管井。该工艺利用伯努利原理,从工具喷嘴喷射出的高速流体可射穿套管和岩石,达到射孔的目的。通过拖动管柱可进行多层作业,免去下封隔器或桥塞,缩短完井时间。

4.4 压裂技术

据统计,完井后只有5%的井具有工业气流,55%的井初始无阻流量没有工业价值,40%的井初期裸眼测试无天然气流,这是因为页岩气埋深大,渗透率过低。所以压裂对于页岩气来说是最为重要的。而且因为页岩气多采用水平井开采,因此页岩气压裂技术,主要包括水平井分段压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术以及裂缝综合检测技术(图4)。

4.4.1 水平井分段压裂技术

在水平井段采用分段压裂,能有效产生裂缝网络,尽可能提高最终采收率,同时节约成本。最初水平井的压裂阶段一般采用单段或2段,目前已增至7段甚至更多。如美国新田公司位于阿科马盆地Woodford页岩气聚集带的Tipton-H223[9]井经过7段水力压裂措施改造后,增产效果显著,页岩气产量高达14.16×104m3/d。水平井水力多段压裂技术的广泛运用,使原本低产或无气流的页岩气井获得工业价值成为可能,极大地延伸了页岩气在横向与纵向的开采范围,是目前美国页岩气快速发展最关键的技术。

4.4.2 重复压裂

当页岩气井初始压裂因时间关系失效或质量下降,导致气体产量大幅下降时,重复压裂能重建储层到井眼的线性流,恢复或增加生产产能,可使估计最终采收率提高8%~10%,可采储量增加30%,是一种低成本增产方法,压裂后产量接近能够甚至超过初次压裂时期,这是因为重复压裂可以发生再取向(图5),在原有裂缝的基础上,还会压开一些新的裂缝。美国天然气研究所(GRI)研究证实[10],重复压裂能够以0.1美元/mcf(1mcf=28317m3)的成本增加储量,远低于收购天然气储量0.54美元/mcf或发现和开发天然气储量0.75美元/mcf的平均成本。

图4 Barnett页岩压裂模式示意图

图5 重复压裂再取向

4.4.3 同步压裂

同步压裂技术最早在Barnet页岩气井实施,作业者在相隔152~305m范围内钻两口平行的水平井同时进行压裂。由于页岩储层渗透性差,气体分子能够移动的距离短,需要通过压裂获得近距离的高渗透率路径而进入井眼中。同步压裂采用的是使压力液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短的方法,来增加水力压裂裂缝网络的密度及表面积。目前已发展成三口井,甚至四口井同时压裂,采用该技术的页岩气井短期内增产非常明显。

4.4.4 裂缝综合监测技术

页岩气井压裂后,地下裂缝极其复杂,需要有效的方法来确定压裂作业效果,获取压裂诱导裂缝导流能力、几何形态、复杂性及其方位等诸多信息,改善页岩气藏压裂增产作业效果以及气井产能,并提高天然气采收率。

利用地面、井下测斜仪与微地震监测技术结合的裂缝综合诊断技术,可直接地测量因裂缝间距超过裂缝长度而造成的变形来表征所产生裂缝网络,评价压裂作业效果,实现页岩气藏管理的最佳化[11]。该技术有以下优点:(1)测量快速,方便现场应用;(2)实时确定微地震事件的位置;(3)确定裂缝的高度、长度、倾角及方位;(4)具有噪音过滤能力。

作为目前美国最活跃的页岩气远景区,沃斯堡盆地Barnett页岩的开发充分说明了直接及时的微地震描述技术的重要性。2005年,美国Chesapeake[12]能源公司于将微地震技术运用于一口垂直监测井上,准确地确定了Newark East气田一口水平井进行的4段清水压裂的裂缝高度、长度、方位角及其复杂性,改善了对压裂效果的评价。

5 中国页岩气开发亟需解决的问题

5.1 地质控制条件评价

我国页岩气勘探才刚刚起步,尽管页岩气成藏机理条件可与美国页岩气地质条件进行比对,但我国页岩气的主要储层与美国有很大区别,如四川盆地的页岩气层埋深比美国大,美国的页岩气层深度在800~2600m,四川盆地的页岩气层埋深在2000~3500m。因此需要建立适合于我国地质条件且对我国页岩气资源战略调查和勘探开发具有指导意义的中国页岩气地质理论体系。应重点研究我国页岩发育的构造背景、成藏条件与机理(成藏主要受控于页泥岩厚度、面积、总有机碳含量、有机质成熟度、矿物岩石成分、压力和温度等因素)、页岩成烃能力(如有机质类型及含量、成熟度等)、页岩聚烃能力(如吸附能力及影响因素等)、含气页岩区域沉积环境、储层特征、页岩气富集类型与模式,系统研究我国页岩气资源分布规律、资源潜力和评价方法参数体系等。

5.2 战略选区

作为可商业规模化开采的页岩气,战略选区是页岩气勘探开发前的基础性、前瞻性工作,除了地质控制因素的考虑,还应特别重视页岩气开发可行性。我国页岩气起步阶段应首先要考虑海相厚层页岩中那些总有机碳含量大于1.0%、Ro介于1.0%~2.5%之间、埋深介于200~3000m之间、厚度大于30m的富含有机质页岩发育区;其次考虑海陆交互相富含有机质泥页岩与致密砂岩和煤层在层位上的紧密共生区;但同时要研发不同类型天然气资源多层合采技术;对于湖相富含有机质泥页岩,重点考虑硅质成分高、岩石强度大、有利于井眼稳定的层系。

5.3 技术适应性试验

美国页岩气成功开发的关键原因之一在于水平井技术、多段压裂技术、水力压裂技术、微地震技术、地震储层预测技术、有效的完井技术等一系列技术的成功应用。但这些手段在中国是否会取得比较好的效果,还值得进一步的现场试验才能得出结果。中国页岩气的开发急需要研究出一套适合中国地质条件以及页岩气特点的开发技术,使分布广泛的页岩气资源量逐步转化为经济和技术可采储量。

5.4 环保因素的考虑

对Barnett页岩开采地区的研究表明,钻井和压裂需要大量的水资源,2000年在Bar-nett页岩中开采页岩气需86.3×104m3的地表水和地下水,2007年这一用量增长了10倍多,约60%~80%的水会返回地面,其中含有大量的化学物质或放射性元素,会造成水污染,因此页岩气开发过程中对于环境的保护也是需要重视的问题。

6 结论

(1)美国页岩气的高速发展表明,除了天然气价格上涨、天然气需求增加以及国家政策扶持等因素外,主要得益于以下开发技术的进步与推广运用:水平井钻井与分段压裂技术的综合运用,使页岩开发领域在纵向和横向上延伸,单井产量上了新台阶;重复压裂与同步压裂通过调整压裂方位,能够改善储层渗流能力,延长页岩气井高产时期;裂缝监测技术能够观测实际裂缝几何形状,有助于掌握页岩气藏的衰竭动态变化情况,实现气藏管理的最佳化。

(2)目前中国的页岩气开发急需要解决以下几个方面的问题:地质控制条件评价、战略选区、技术适应性试验、环保因素的考虑,从而推动中国页岩气产业的快速发展。

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