页岩气发展现状及中国石油下一步工作建议.ppt

/481 国内外页岩气现状 /482 前 言 页岩气是一种特殊的非常规天然气，近几 年在美国发展很快。本报告重点介绍了美国页 岩气资源和技术特点，并总结了中国石油开展 的相关工作和面临的地质、技术问题，最后提 出了下一步的工作建议。 /483 主要内容 一、国外页岩气勘探开发现状 二、页岩气的地质特点与适用技术 /484 一、国外页岩气勘探开发现状 l全球页岩气资源量巨大，预测相当于煤层气和致密砂岩气的总和 地区 煤层气 1012m3 页岩气 1012m3 致密砂岩气 1012m3 合计 1012m3 北美85.4 108.7 38.8 232.9 拉丁美洲1.1 59.9 36.6 97.6 西欧4.4 14.4 10.0 28.8 中欧和东欧3.3 1.1 2.2 6.7 前苏联112.0 17.7 25.5 155.2 中东和北非0.0 72.1 23.3 95.4 撒哈拉以南非洲1.1 7.8 22.2 31.0 中亚和中国34.4 99.8 10.0 144.2 太平洋地区(经合组织)13.3 65.5 20.0 98.7 其它亚太地区0.0 8.9 15.5 24.4 南亚1.1 5.5 6.7 全球256.1 456.0 209.6 921.4 （据Rogner，1997；Kawata 和Fujita，2001） （一）全球页岩气资源分布总体情况 /485 （二）美国页岩气勘探开发现状 美国涉足页岩气生 产的石油公司 2005年23家 2008年6070家 /486 美国页岩气开发历史 第一口商业页岩气井 Fredonia, NY, 1821 水力压裂技术应用于页岩气, 1950s-60s Barnett Shale发现 ，1982 Barnett shale第一口成功的水平井, 1992 Barnett shale推广使用水平井, 2000年以后 Barnett水平井技术推广到 Appalachian Basin (Ohio & Marcellus Shales), 2006 /487 1、美国页岩气资源 盆地 盆地面 积 (km2) 泥页岩 名称 时代 可采资 源量 (1012m 3) 待发现 地质资源 量 (1012m3 ) 阿巴拉契亚 (Appalachi an) 480445 Ohio 泥页岩 泥盆系0.40. 82.6 密歇根 (Michigan) 316000 Antrim 泥页岩 泥盆系0.30.51.1 伊利诺伊 (Illinois) 155400 New Albany 泥页岩 泥盆系0.10.5 福特沃斯 (Ft.Worth) 38100 Barnett 泥页岩 密西西 比系 2.66 圣胡安 (San Juan) 56980 Lewis 泥页岩 白垩系 合计 104692 5 3.54.53.7 美国资源量在16.9万亿方 可采资源量7.47万亿方 截至2008年底累计产出 3316亿方 John B.Curtis,AAPG,2002 （Data from: Hill and Nelson,2006 和 Navigant Consulting, Inc. 2008 ） 考虑了技术经济政策 资源计算参数设置了门限 /488 已完钻页岩气井约40，000口，2008年产量520亿方 2、美国页岩气的产量（1998-2008年） /489 页岩气年产量与2009-2015年预测 2008 Navigant Consulting, Inc. 2800亿方 830亿方 507亿方 /4810 美国页岩气开采深度普遍小于3000m 1000m 2000m 3000m3000m 5700m /4811 3、快速发展的主要原因 三个原因：资源、市场 、技术 丰富的资源是基础 市场需求是动力 新技术、新工艺是保障 /4812 4、美国页岩气盆地介绍 Illinois 盆地：1858年 New Albany页岩 Michigan 盆地： 1942年Antrim页岩 Appalachian 盆地：1821 年Ohio页岩 Fort Worth盆地：1981年 Barnett 页岩 San Juan 盆地：1951年 Lewis页岩 Arkoma盆地：2004年 Fayetteville 页岩 /4813 产量：三大页岩气盆地占了美国产量的95% 34亿方 2000年以后开始推 广使用水平井分段 压裂技术 /4814 （1）Fort Worth盆地 据Richard M.Pollastro等，2007 位于Texas中北部，面积约38100 km2； 20世纪初开始常规油气勘探开发，50年代初在密西西比系Barnett页岩见气显示； 1982年Mitchell公司在Barnett页岩段压裂测试获气，发现了Newark East页岩气 田； 2000年Newark East成为Texas最大气田，目前该气田的年产气量居美国第二位。 /4815 Barnett Shale 年产量, Fort Worth Basin (Data Source: IHS) 1982年2008年累 计产气1018.8 亿方 2008年共11271口 生产井，年产气366 亿方 2008年页岩气可采 储量为2.66万亿方 u产量情况 /4816 Barnett Shale 每年新钻井数量, Fort Worth Basin (Data Source: IHS) 每年新钻水平井越来越多，直井越来越少 u钻井情况 生产井11271口 其中：直井3989口 水平井7282口 /4817 Ouachita冲 断带 Barnett及同期页岩分布图 u区域地质概况 Ouachita造山带前陆盆地分布图 沿Ouachita山前形成了Fort Worth等前陆盆地 Mississippian系发育海相页岩与碳酸盐岩沉积 /4818 常规油气藏主要产于上石炭统 的砂砾岩 页岩气产自下石炭统Barnett页 岩。 u区域地质概况 /4819 Barnett页岩有机碳总量 岩屑样品分析，有机碳总量为15（wt），平均为2.53.5wt； 岩芯样品分析，有机碳总量为45（wt），为岩屑样品的2.4倍； 露头样品分析，有机碳总量为12（wt）为岩芯样品的2.4倍； Barnett页岩的TOC为4.08.0，平均4.5。 u烃源岩 /4820 u储层 气藏核心区页岩厚度大 于350ft（107m） 外围区页岩厚度大于 100ft（30m） 页岩自东北向西南和西 北方向逐渐减薄、尖灭 /4821 页岩自东 北向西南 和西北方 向逐渐减 薄、尖灭 /4822 Fort Worth盆地Barnett页 岩取芯井位置图 分硅质泥岩、薄片状泥灰岩和含生物碎屑 的泥粒灰岩三种主要岩相 常见黄铁矿、磷酸盐和碳酸盐岩团块 /4823 Barnett页岩岩芯 天然裂缝大多被方解石等矿物充填，微裂缝发育，控制富集高产。 页岩气开采成功的地带不是裂缝性页岩层带,而是一个能够压裂的页岩层带。因 胶结而封闭的裂缝是力学上的薄弱环节,它增加了压裂处理的有效性 /4824 Fort Worth盆地中西部Eastland单井埋藏史图 经历了三个主要热演化阶段, Barnett页岩二叠纪中期 开始生烃，白垩纪末期进入生烃高峰期 u成藏演化 /4825页岩气藏主要赋存于盆地凹陷区与斜坡部位 BBFort Worth盆地东西向剖面 A Fort Worth盆地南北向剖面 A Barnett页岩顶界构造图 A B B A u气藏分布 /4826 u绝大部分Barnett 页岩气井分布在 Ro1.1的范围内 Fort Worth盆地Barnett页岩成熟度与页岩气藏分布关系图 u成熟度与页岩气藏分布 /4827 井号 甲烷 (mol,%) 乙烷 (mol,% ) 丙烷 (mol,%) N2 (mol,%) CO2 (mol,%) H2S (mol,%) 13C1 () 13C2 () Caswell 177.8211.344.961.390.31无-47.59-32.71 Cole Trust C193.052.560.020.982.68无-41.13-32.70 Jerry North 177.027.772.207.561.35无-44.18-29.52 Peterson 190.904.400.421.052.25无-41.82-29.63 Barnett页岩气分析数据表 Ronald J.Hill等，2007 重烃含量高，CO2含量低 甲烷、乙烷的碳同位素值偏高 为典型的热成因气 u页岩气组分与气源 /4828 克拉通盆地，面积31.6104km2 形成于志留纪早期，中部为侏罗系 和第四系所覆盖，周边呈环带状出 露志留系 页岩气产于泥盆系Antrim页岩 （2）Michigan盆地 /4829 1940年少量生产，1980年以后该气田变为一个比较大气田。 1998年产量达到高峰年产量56亿方，以后逐年下降2008年产量为 36亿方 u产量情况 /4830 样号 甲烷 (mol,%) 乙烷 (mol,%) 丙烷 (mol,%) CO2 (mol,%) N2 (mol,%) 13C1 () 北部 177.343.960.923.2714.33-54.2 290.811.400.302.0