页岩气勘探开发技术研究-论文.pdf

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1、科技创新与应用l2ol4年第31期科技创新页岩气勘探开发技术研究李建芳刘云文(云南省一四三煤田地质勘探队，云南曲靖655000)摘要：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

2、对国内页岩气勘探开发现状，指出建议重点研究的方向。关键词：页岩气；成藏机理；勘探开发1国内外页岩气开发现状导致常规圈闭气藏的大范围出现。全球页岩气资源量约为456．24~10，主要分布在北美、中国3页岩气吸附、解吸机理和中亚、拉美、中东、北非和前苏联。2000年以来，页岩气的勘探开发3．1吸附机理技术不断提高，并得以广泛应用，其中尤以美国最为突出。美国拥有微观物理吸附的实质为分子问吸附力和吸附势的作用，固体对丰富的页岩气资源和世界领先的勘探设备及技术，在页岩气勘探开气体的吸附主要由范德华力和剩余化学键力产生。有机

3、质和粘土矿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：加物颗粒对页岩气的吸附作用属于物理吸附，页岩表面的分子与CH拿大约有15．6—24．4~102IIl页岩气储量，其页岩气开发虽然还处于分子间的作用力为范德华力。由于有机质和粘土矿物颗粒等与其内起步阶段，但是目前页岩气已成为加拿大重要的替代能源，已实现部分子受力上存在差异，所以就存在剩余的表面力场，从而导致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CH分子在这些颗粒表面上的浓度增大，也就形成了吸附现象。资源勘探开发的国家，我国页岩气资

4、源丰富，约为30．7~10~'n3，我国3．2解吸机理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，仍页岩气的解吸过程是吸附的逆过程：外界温度、压力等条件的处于起步阶段；目前欧洲等国也开始逐步展开页岩气的勘探及开变化将导致气体分子动能的变化，如果动能增加，气体分子将克服发，如英国、德国、法国、波兰、奥地利和瑞典等。引力场，脱离束缚成为游离相，导致解吸现象的发生。在开发页岩气2页岩气藏特征及其成藏机理藏的初期，页岩气的产量主要来自于页岩中处于游离态的天然气；2．1页岩气藏特征随着游离气的不断采出，储层压力

5、逐渐降低，页岩中的吸附气逐渐与常规气藏相比，页岩气藏有其自身的特征：(1)大面积连续区被解吸并进入储层微裂隙中成为游离气。域成藏，没有明显的圈闭；(2)低孑L、低渗的超致密储层，孑L隙度<4—4页岩气勘探开发技术6％左右(常规8—30％)，渗透率一般<0．001～2x10p,m(常规5O一4．1页岩气开发特征2000)；(3)较易保存、不易被破坏；(4)独特的地质特征：“自生、自(1)自然产能低：由于页岩气具有产量低、生产周期长等独特的储、自盖”；页岩气成藏具有隐蔽性；具有普遍含气性，但含气量较地质特征，页岩气井

6、初期裸眼测试时产量极低甚至无产能，没有丁低；成藏条件与储量丰度关系复杂；具有异常高压特征；产量低、生业价值，必须通过压裂改造等增产措施来提高产能。产周期长等。(2)生产周期长：页岩气井经过压裂改造后，储层中形成很多裂2．2成藏机理缝，游离气首先被排出，吸附气逐渐被解吸并进人裂缝中成为游离页岩气以吸附态或游离态为主，成藏过程中页岩气无运移或极气，这样的过程反复持续，导致稳产期后递减速度极慢，生产周期较短距离的运移，页岩气本身形成了从典型吸附状态到常规游离状态长。之间的过渡特征，页岩气藏具有煤层气、根缘气、常规天然气

7、成藏的(3)页岩气采收率差异大：由于页岩储层埋藏深度、地层压力、多重成藏机理，其成藏过程可以细分为三个阶段，页岩气成藏过程有机质丰度对页岩气的吸附气量的影响，导致不同深度、不同有机如图1所示。质丰度的页岩在采收率上存在极大差异。(1)第一阶段：天然气的生成与吸附。此阶段具有与煤层气大致4-2勘探技术相同的富集成藏机理，在天然气生成初期，主要是生物作用生成的(1)储层评价技术天然气满足储层中有机质和粘土矿物颗粒表面的吸附作用，当吸附测井和取芯是目前页岩气储层评价的主要手段：成像测井可以气量与溶解的逸散气量达到饱和时

8、，多余的天然气就以游离或溶解有效识别出裂缝和断层，并能对页岩进行分层；声波测井可以识别的形式运移逸散。这一阶段生成的页岩气主要以吸附态分布在页岩裂缝方向和最大主应力方向，从而为气井的增产提供数据；岩心分内部，气量有限。析可以有效测试储层渗透率、泥岩组分、孑L隙度、TOC及等温吸附曲(2)第二阶段：天然气的挤压造隙及排出。由于天然气的生成主线、流体及储层的敏感性等。要来自于