W-页岩气及其勘探研究现状-中国地质地质大学(北京)

1、中国地质中国地质地质大学（北京）地质大学（北京）报告提纲报告提纲u页岩气u国内外页岩气勘探现状u中国页岩气地质背景Steve Drake,2007Steve Drake,2007Steve Drake,2007Steve Drake,2007页岩及孔隙照片页岩气：主体上以吸附和游离状态赋存于泥、页岩地层中的页岩气：主体上以吸附和游离状态赋存于泥、页岩地层中的天然气聚集。天然气聚集。Shale gas, or gas shale, is the adsorbed or free gas remained in source rocks as shale or mudstone, even in

2、pelitic siltstone or siltpelite.页岩气开发特点 (美国) TOC：一般2%，最好在2.5 3.0%以上；Ro：一般在1.1%以上，美国主要页岩气层Ro为1.1%3.5%厚度：一般在15m以上，TOC低的页岩厚度一般在30m以上页岩特点：脆性矿物、微裂缝发育，其中石英、方解石、长石 等矿物含量大于30% 40%产气区：盆地中心区、斜坡区，即优质烃源岩发育区采收率：15%，还在缓慢增加气井生产周期：取决于经济效益和完井质量如果不经济，就会废弃产液特点：部分页岩产轻质油，生物成因页岩气产水高技术普遍应用：来提高单井产量、采收率并降低成本页岩页岩Shale致密砂岩致密砂

3、岩Tight sands含 气 裂 缝 带含 气 裂 缝 带Gas-bearing fracture常规砂岩常规砂岩Conventional sandstone天然气天然气Natural gas Marcellus ShaleNew Albany ShaleDevonian shale Eagle Ford shale湖北省吉首市默荣镇寒武系页岩湖北省吉首市默荣镇寒武系页岩贵州省沿河县县城志留系页岩贵州省沿河县县城志留系页岩辽宁省抚顺市青西县侏罗系页岩辽宁省抚顺市青西县侏罗系页岩重庆市秀山县溶溪镇震旦系页岩重庆市秀山县溶溪镇震旦系页岩伊利诺斯0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g

4、/Qg/m3/t阿巴拉契亚0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t密执安0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t福特沃斯0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t圣胡安0.10.11 110H/10mToc/%Ro/%g/Qg/m3/t g g：含气孔隙度：含气孔隙度/ /；QgQg：平均吸附含气量：平均吸附含气量/m/m3 3/t/t；RoRo：最大平均镜质体反射率：最大平均镜质体反射率/%/%；H H：页岩最小平均净厚度：页岩最小平均净厚度/10m/10m；TocToc：有机碳最大平均含量：有机碳最大平均含量

5、/%/%500500kmkmSan Juan:San Juan: Lewis LewisIllinois:Illinois:New AlbanyNew AlbanyAppalachian:Appalachian:OhioOhioMichigan:Michigan:AntrimAntrimFort Worth:Fort Worth:BarnettBarnett中国页岩气类型中国页岩气类型Types of shale gas in China页岩气研究意义页岩气研究意义Research Significances for Shale Gas（1 1）普遍意义：滞留是主体）普遍意义：滞留是主体 Un

6、iversality: remaining is the main body（2 2）复合机理：游离）复合机理：游离+ +吸附吸附 Mechanism: composing by freedom and absorption（3 3）经济价值：成本并不昂贵）经济价值：成本并不昂贵 Economic: costing is not expensive（4 4）应用前景：突破口和热点）应用前景：突破口和热点 Prospects: breakthrough and hot topic报告提纲报告提纲u页岩气u国内外页岩气勘探现状u中国页岩气地质背景全球页岩气资源及分布全球页岩气资源及分布世界非常规天

7、然气概况020406080100120北美拉丁美洲西欧中欧和东欧前苏联中东和北非撒哈拉以南非洲中亚和中国太平洋地区其它亚太组织/经合组织全球页岩气资源量456万亿方12345（据Rogner,1997；Kawata 和Fujita,2001数据数据 ） （据Rogner,1997；Kawata 和Fujita,2001数据 ，单位：万亿方） 世界非常规天然气资源量其中页岩气456万亿方49.5，煤层气256万亿方27.8，致密气210万亿方22.8。世界非常规天然气概况欧洲页岩气欧洲目前多个盆地正在开展页岩气勘查，最主要的三个页岩气盆地是波兰盆地、德国北部盆地、北海南部盆地；其中3个地区有明显

8、进展：瑞典 Alum页岩、波兰Silurian页岩、奥地利 Mikulov页岩初步估算，这3个页岩盆地页岩气资源潜力为30万亿方,可采资源潜力为4万亿方。据Ronger（1997）预测，东欧和西欧页岩气资源赋存量为15.6万亿方欧洲重点页岩气盆地分布（ARI，2009）法国页岩气区块法国页岩气区块20072007年，在波兰年，在波兰BalticBaltic盆地在进行志留系黑色页岩勘探。盆地在进行志留系黑色页岩勘探。20072007年，在德国北部城市波茨坦地球科学国家研究中心成立欧年，在德国北部城市波茨坦地球科学国家研究中心成立欧洲第一个专门页岩气研究机构并开展了一个为期六年的项目。洲第一个专门

9、页岩气研究机构并开展了一个为期六年的项目。初步计算仅西欧的页岩气资源量为初步计算仅西欧的页岩气资源量为14.414.4万亿立方米。万亿立方米。 （ARI，2009）澳大利亚主要页岩盆地图澳大利亚主要页岩盆地图（ARIARI，20092009）澳大利亚有许多页岩气远景区，如澳大利亚有许多页岩气远景区，如AmadeusAmadeus，CooperCooper和和GeorginaGeorgina盆地。盆地。新西兰含气页岩远景区（ARI，2009）新西兰在新西兰在North IslandNorth Island的的East CoastEast Coast有两套富有机质页岩沉积，更深的有两套富有机质页岩

10、沉积，更深的WhangaiWhangai页岩储层物性与页岩储层物性与BarnettBarnett页岩相似。页岩相似。世界其他地区页岩气勘探开发概况中国和印度 中国和印度有多个页岩气盆地，资源储量正在评估。 Rogner预测中国和印度的页岩气资源量为100万亿方。国内学者张金川（2009）预测，中国页岩气可采资源量为26万亿方。南非 挪威国家石油公司，萨索尔公司，切萨皮克公司宣布将联合评估南非的页岩气资源。 Rogner（1997）预测撒哈拉以南的非洲页岩气资源量为7.6万亿方万亿方。迄今为止，南非只有1个国家页岩气资源实际评估博茨瓦纳（Botswana），），其页岩气原地资源量约为3.9万亿方

11、万亿方，潜在可采量为1万亿方万亿方。 其他国家 页岩气的勘探在世界其他许多地方展开。 1999年，中国地质大学（北京）开始页岩气理论研究。 2009年10月，国土资源部油气资源战略研究中心在重庆市綦江县启动了中国首个页岩气资源勘查项目，这标志着继美国和加拿大之后，中国正式开始页岩气资源这一新型能源的勘探开发。 2009年11月15日，美国总统奥巴马首次访华，中美签署中美关于在页岩气领域开展合作的谅解备忘录，把中国页岩气基础研究的迫切性上升到了国家层面。 2009年12月，我国第一口页岩气勘探浅井渝页1井在重庆市彭水县连湖镇顺利完钻。 2010年4月，由国土资源部油气资源战略研究中心主办的页岩气

12、资源战略调查和勘探开发学术研讨会在重庆召开，这是国内首次对页岩气资源、战略以及勘探开发问题进行学术研讨。 2010年6月，由中国地质大学（北京）承办的第376次香山科学会议在北京召开，会议以“中国页岩气资源基础及勘探开发基础问题”为主题，讨论了中国页岩气地质基础、资源潜力及勘探开发有利方向、发展趋势及对策等问题。国内页岩气研究现状 2008年11月：由中国石油勘探开发研究院设计实施的我国首口页岩气取心浅井在四川省宜宾市顺利完钻。 2009年11月，中石油宣布与壳牌达成四川盆地富顺-永川区块页岩气联合评价协议， 联合开发四川的页岩气资源。 2010年3月：皇家荷兰壳牌石油公司发表公告，将与中国石

13、油天然气集团公司(CNPC)组建合资公司，在四川开发天然气。 2010年4月：中石油在四川珙县探获储量600万立方页岩气资源 2010年9月，中国石油西南油气田公司经过两年多在页岩气勘探新领域研究后，于2009年部署的威201井喜获井口测试日产能1.08万立方米的天然气工业性气流。 2009年：由油田事业部海相工作部和华东分公司牵头，勘探开发研究院、江汉油田和勘探南方分公司共同开展历时两个月的页岩气选区评价。初选鄂西黔中、下扬子宣城区块，湖鄂西区块，贵州织金朗岱等4个页岩气有利区块进行试验。 2010年1月：与英国石油(BP)就合作勘探开发页岩气进行谈判。初选贵州凯里2000平方千米和苏北黄桥

14、1000平方千米为合作意向区块。 2010年5月，由中石化华东分公司设计，中原油田作业，成功实施大型压裂改造的页岩气井“方深1井”，顺利进入排液施工阶段、这口气井的压裂施工成功，标志着中石化页岩气勘探开发工作迈出了实质性的重要一步。 2010年10月，中海油宣布中国海洋石油国际有限公司将购入切萨皮克公司鹰滩页岩油气项目共33.3%的权益，这标志着中海油正式进入页岩气勘探开发领域。 百度一下：非常规 网站国家和政府部门高度重视国家和政府部门高度重视第376次香山科学会议重点重点盆地盆地重点层系暗色泥页岩重点层系暗色泥页岩成熟度成熟度分布图分布图中美页岩气地质特点可比性中国代表性盆地页岩参数蛛网图

15、中美代表性盆地中美代表性盆地/地区页岩特点地区页岩特点Comparasion of shales in China with those in USA沉积环境海相陆相和海陆过渡相地质时代下古生界-上古生界中生界-新生界主要岩性黑色页岩暗色泥岩及页岩伴生地层海相砂质岩、碳酸盐岩陆相砂质岩泥页岩产状书页状、板片状，风化特点明显：球状、鱼鳞状块状、纹层状，风化特征不甚明显：球状、不规则状泥页岩产出厚层状，相对独立发育薄层状，与砂质岩互层频繁有机质类型、为主为主有机质热演化程度成熟-过成熟低熟-高成熟天然气成因热裂解、生物再作用（Ro1.2%）生物、热解（Ro0.4%）地层压力低压-常压常压-高压发育

16、规模区域分布，局部被叠合于现今的盆地范围内局部发育，受现今盆地范围影响较大（中生界差异较大）主体分布区域南方、东北、西北、青藏华北、西北伴生产物残余沥青原油、油页岩主要类型浅埋型、深埋型深埋型为主游离气储集介质裂缝为主裂缝、孔隙及层间砂岩夹层含气饱和度及开发成本浅埋型低深埋型高.南方型中国上扬子下古生界与美国东部地区含气页岩主要地质指标中国上扬子下古生界与美国东部地区含气页岩主要地质指标美国数据选自Curtis,2002 and Hill,2002Shale date of basins in USA is after Curtis,2002 and Hill,2002北方型报告提纲报告提纲u

17、页岩气u国内外页岩气勘探现状u中国页岩气地质背景中国板块与含油气盆地中国板块与含油气盆地Plates and Petroliferous Basins in China 中国页岩气地质条件分区模式中国页岩气富集分区中国页岩气富集分区C C重点盆地重点层系暗色泥页岩厚度重点盆地重点层系暗色泥页岩厚度重点盆地重点层系暗色泥页岩有机碳含量重点盆地重点层系暗色泥页岩有机碳含量重点重点盆地盆地重点层系暗色泥页岩有机质类型分布图重点层系暗色泥页岩有机质类型分布图北方型不同时代暗色泥页岩地化特征北方型不同时代暗色泥页岩地化特征西北型 武汉重庆成都南昌广州福州杭州合肥南京上海南宁贵阳昆明04080120 km

18、造山带子带扬山别大岭秦造山块地东起隆南江南地块龙覆推山门带三江台北十万大山三水百色昌都兰坪思茅楚雄洞庭江汉四川苏北鄱阳南襄上扬子地块中扬子地块下扬子块地长沙南方地区下古生界页岩气分布有利区南方地区下古生界页岩气分布有利区岩石具波状层理，其间有硅岩石具波状层理，其间有硅质条带，有机质含量高，少质条带，有机质含量高，少量粘土矿物，未见生物碎屑。量粘土矿物，未见生物碎屑。方解石方解石5 5，有机质，有机质1010，泥质泥质8080，硅质，硅质5 5 。The rock with wavy bedding and siliceous bands which is not rich of bioclas

19、tic has a great deal of organic matter and a small amount of clay minerals. The percentage of calcite is 5%,organic material is 10%, muddy is 80%, and silicon is 5%.唐颖唐颖 摄摄渝页渝页1 1井井 Well Yuye 1渝页1井的构造位置钻井过程中的疑似气显108-220m 108-220m 黑色炭质页岩，取芯直径黑色炭质页岩，取芯直径7.2cm7.2cm页岩含气量分析页岩含气量分析新型页岩含气量测试仪新型页岩含气量测试仪页岩含气

20、量测试煤层气测定方法煤层气测定方法( 解吸法解吸法)MT/T 77-94丁山1井SP(mv) 15 60 R25(m) 90 125 AC(s/m) 50 65 深度(m)岩性沉积相孔隙度% 0 3 1饱和度% 50 100 游离气含量（m3/t） 0 3 实测TOC 0 2.5 计算TOC 0 2.5 吸附气含量（m3/t） 0 0.7 11总含气量（m3/t） 0 2 14吸游比% 0 1 3340335033603370338033903400341034203430344034503460347034803490350035103520浅 海 盆 地 相次 深 海 - 深 海 盆 地 相 19811985198519971997现今1999现今2006现今Barnett页岩开发历程水力压裂清水压裂氮气压裂、凝胶压裂*多级压裂同步压裂重复压裂水力喷射压裂* 早期使用，近年来使用较少页岩气井水力压裂技术钻井及资料收集模型模拟设备搬运准备压裂流体安装管道生产套管射孔生产套管射孔洗井并开始压裂注入减阻水泵入支撑剂泵入更多支撑剂井眼清洗J. Daniel Arthur,2008页岩气井水力压裂作业