页岩气简介.ppt
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页岩气简介油气成藏理论页岩气,是从页岩层中开采出来的页岩气,是从页岩层中开采出来的天然气天然气,是一种重,是一种重要的非常规天然气资源。
要的非常规天然气资源。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产常规天然气相比,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,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,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气(率产气()美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。
1821年,美国第一口商业页岩气井(也是全球第一口商业性页岩气井)诞生。
Mitchell能源公司在美国东部纽约州Chautauqua县泥盆系Perrysbury组Durdirk页岩中钻探,在井深21米处,从8米厚的页岩裂缝中产出天然气。
美国的页岩主要发育在20个州21个大小不等的盆地里。
据最近的估算,美国页岩气资源量为42万亿立方米52.6万亿立方米,美国的页岩气开发取得巨大成功,扭转了美国天然气一直以来进口的局面。
据美国地质调查局(USGS)最新的统计,其资源量约0.74万亿立方米,产量在2005年已经超过美国页岩气产量的一半,现在所占比例更高其中,Barnett页岩是当前美国页岩气开发的主力层位,也是目前各国页岩气勘探开发学习的样本,随着页岩气产量迅速提高,国际能源署预计,到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
美国能源当局则预测说,页岩气将取代煤炭而成为仅次于石油的美国第二大能源资源,而且可能改变美国能源生产格局加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进行勘探开发的国家,页岩气生产也已有数十年的历史对于页岩气的研究并不是现在才开始的,我国在上世纪八十年代也有了对其的专著。
但是并没有实际的开发,而随着以美、加为首的页岩气持续开发我国也终于重视起来。
2011年12月,国务院批准页岩气为新发现矿种,至此,我国的独立矿种增加到172种2011年6月27日,国土资源部举办中国首轮油气探矿权公开招标,中石油、中石化、延长石油以及中联煤层气、河南煤层气等公司受邀投标。
首轮招标出让的页岩气探矿权区块共计四个,面积共约1.1万平方公里2012年9月10日,国土资源部在官方网站发布公告,面向社会各类投资主体公开招标出让页岩气探矿权.本次招标共推出20个区块,总面积为20002km2,分布在重庆、贵州、湖北、湖南、江西、浙江、安徽、河南8个省(市)。
根据公告,凡在中华人民共和国境内注册,注册资本金在人民币3亿元以上,具有石油天然气或气体矿产勘查资质、或与已具有资质的企事业单位建立合作关系的内资企业和中方控股的中外合资企业,均可投标我国页岩气可采资源量约为261012m3,接近常规天然气资源储量,资源价值、社会价值巨大。
一、国内技术现状一、国内技术现状国内外页岩气钻井现状分析国内外页岩气钻井现状分析我国三种天然气资源对比图我国三种天然气资源对比图我国页岩气开发还处于探索阶段,仅四川、松辽、伊通盆地有几口井开始试气,初产在1000立方米左右;目前国内页岩气藏开发还存在单井产量低,生产周期长,产量递减快,资金回收慢等问题,阻碍了页岩气藏工业化开发步伐!
稠油,油砂,油页岩,致密砂岩油层页岩油气:
特指赋存于页岩油气:
特指赋存于页岩页岩中的非常规油气中的非常规油气,页岩气是,页岩气是位于暗色泥页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的天然位于暗色泥页岩以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气聚集。
气聚集。
煤层气,页岩气,致密砂岩,生物气,甲烷水合物非常规油气非常规油气页岩气是一种特殊的非常规天然气。
是赋存于泥岩或页岩中的天然气,具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗、无天然裂缝等特征,一般无自然产能或低产。
页岩气资源储量丰富,但开发难度大。
随着常规天然气的衰竭以及油气价格的上涨,以及开发技术的进步,页岩气已逐渐成为开发的热点。
常规资源非常规资源重油、油砂、页岩油、页岩气、煤层气、致密砂岩气、盆地中心气等需要新技术天然气水合物与其它更低品位资源开发成本逐渐增大更高质量的资源新技术新方法的应用截止线是变化的(基于油气价格的变化)常规油气资源(易开发的只占小部分)目前逐渐衰竭非常规油气资源(大部分储量开发较困难)(日益成为开发热点)美国美国4848个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。
德克萨斯州个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。
德克萨斯州初步开采的初步开采的BarnettBarnett页岩提供了本土页岩提供了本土4848个州天然气生产总量的个州天然气生产总量的6%6%。
分析估。
分析估计到计到20112011年底多数的储量增长(年底多数的储量增长(50%50%到到60%60%)将来自非常规的页岩气。
)将来自非常规的页岩气。
四个新的页岩气(四个新的页岩气(HaynesvilleHaynesville,FayettevilleFayetteville,MarcellusMarcellus和和WoodfordWoodford)可采气体总量可能超过)可采气体总量可能超过1515万亿。
万亿。
对比研究,中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内对比研究,中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内页岩气勘探的重要目标,专家初步估计页岩气资源量大约页岩气勘探的重要目标,专家初步估计页岩气资源量大约3030万亿方。
万亿方。
1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点11)页岩气资源丰富)页岩气资源丰富二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术页岩气储层物性差,低孔低渗,页岩气储层物性差,低孔低渗,孔隙度孔隙度约为约为4%-6%,4%-6%,基质基质渗透率渗透率小于小于0.0010.0011010-3-3mm22。
页岩储层发育较多天然微裂缝,页岩储层发育较多天然微裂缝,岩石具有一定的脆性,在改造过程中岩石具有一定的脆性,在改造过程中易形成网状裂缝系统。
易形成网状裂缝系统。
2010-1-28第19页www.petro-22)页岩气藏物性差,需改造)页岩气藏物性差,需改造1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术010002000300040000200400600800100012000.01.02.03.04.0天数平均产量,MCFD0.0水平井/直井产量比水平井平均产量直井平均产量比率水水平平井井是是目目前前主主要要的的页页岩岩气气藏藏生生产产形形式式。
水水平平井井的的产产量量是是垂垂直直井井的的3-43-4倍倍多多,成成本本仅仅是是直直井井的的1.5-21.5-2倍倍。
目目前前85%85%的的开开发发井井为为水水平平井井多段压裂。
多段压裂。
33)开发方式对产能影响大)开发方式对产能影响大1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术kentuckykentucky东部泥盆系页岩气产量递减曲线,东部泥盆系页岩气产量递减曲线,xxxx井井2626年累计产量年累计产量13331333101044mm3344)产量递减先快后慢,生产周期长)产量递减先快后慢,生产周期长1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点l生产周期比较长生产周期比较长早期以游离气为主,产量较高,递减快(第一年产量降到早期以游离气为主,产量较高,递减快(第一年产量降到65%65%)后期以吸附气产出为主,产量相对较低,年递减率后期以吸附气产出为主,产量相对较低,年递减率2%2%3%3%,单井日产,单井日产2-32-3万方万方预测页岩气田开采寿命可达预测页岩气田开采寿命可达30305050年年保持合理的生产制度保持合理的生产制度l一一般般无无自自然然产产能能,所所有有井井都都要要实实施施压压裂裂改造改造。
据美国据美国资料统计资料统计:
40%40%的井初期裸眼测试时无天然气的井初期裸眼测试时无天然气55%55%井初始无阻流量没有工业产能井初始无阻流量没有工业产能直井压裂平均产量达直井压裂平均产量达0.80.8万方万方/d/d左右左右水水平平井井压压裂裂平平均均产产量量可可达达1010万万方方/d/d以以上,最高达上,最高达3030万方万方/d/d二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术1)1)有效页岩的厚度有效页岩的厚度2)2)页岩的有机质丰度页岩的有机质丰度3)3)页岩的热演化程度页岩的热演化程度4)4)页岩的矿物组成页岩的矿物组成5)5)页岩的含气量页岩的含气量6)6)页岩的孔隙度页岩的孔隙度7)7)页岩的渗透性页岩的渗透性8)8)构造格局构造格局北美地区页岩气评价包含北美地区页岩气评价包含1616个个参数,内容全面。
内容全面。
11)页岩气有利目标区优选技术)页岩气有利目标区优选技术9)9)沉积、构造演化史沉积、构造演化史10)10)页岩横向连续性页岩横向连续性11)3D11)3D地震资料情况地震资料情况12)12)地层压力特征地层压力特征13)13)压裂用水压裂用水14)14)输气管网输气管网15)15)井场情况与地貌环境井场情况与地貌环境16)16)污水处理与环保污水处理与环保2.2.选区评价技术选区评价技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术测井测井和和岩心分析岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
是页岩气储层评价的两种主要手段。
2.2.选区评价技术选区评价技术22)页岩气储层评价)页岩气储层评价测井:
测井:
数据主要包括数据主要包括ECSECS、GRGR、成像测井、声波测井等;、成像测井、声波测井等;从从CHEVRONCHEVRON(雪佛龙)、(雪佛龙)、HARDING-SHELTONHARDING-SHELTON(哈丁(哈丁-歇尔顿歇尔顿)、BPBP等公等公司的资料看,页岩气的测井技术与常规测井无异,但对于页岩参数的确司的资料看,页岩气的测井技术与常规测井无异,但对于页岩参数的确定,在勘探阶段需要通过定,在勘探阶段需要通过岩心资料的分析标定岩心资料的分析标定、ECSECS测井测井获得。
获得。
通过对已知页岩气藏总有机碳含量、成熟度、含气性等通过对已知页岩气藏总有机碳含量、成熟度、含气性等地球化学参地球化学参数与测井资料标定数与测井资料标定建立建立气藏评价方法气藏评价方法的研究,在新井或新层评价时可通的研究,在新井或新层评价时可通过过测井模型测井模型确定各项参数。
确定各项参数。
二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术2.2.选区评价技术选区评价技术22)页岩气储层评价)页岩气储层评价岩心分析:
岩心分析:
确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层的敏感性,并分析测试层的敏感性,并分析测试TOCTOC和吸附等温曲线。
和吸附等温曲线。
BpBp通过参数井的系统取心,在通过参数井的系统取心,在“相控页岩分布相控页岩分布”的思路指导下,对的思路指导下,对岩岩心的层序心的层序和和沉积沉积细致细致描述描述,研究页岩的,研究页岩的沉积特征沉积特征,编制不同层系页岩沉,编制不同层系页岩沉积相平、剖面图。
积相平、剖面图。
ArkomaArkoma盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明,盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明,页岩气页岩气分布在碎分布在碎屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中,该段屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中,该段TOCTOC、RoRo指指标与页岩气产出有极为密切的关系。
标与页岩气产出有极为密切的关系。
国内对页岩的岩心分析与国外比还存在较大的差距,特别是试验设国内对页岩的岩心分析与国外比还存在较大的差距,特别是试验设备与试验方法方面。
备与试验方法方面。
二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术BPBP公司工作的公司工作的Ark
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