页岩气资源特点、勘探开发流程和技术讲义

shalegasshale 提纲提纲一、页岩 评四、页岩气勘探开发流五、国内页岩气装备制shalegasshale 烃源岩层系油气资（一）shalegasshale 一、一、页岩(二)烃源岩层系内油气资页岩烃源岩层系包括泥页岩和一个盆地已经发现常规油气和致密油气，原岩层系内就应当有油气资盆地在油气勘探中，已见到油气显示，也说明烃源岩层系内有油气资shalegasshale 烃源岩层系油气资油页页岩源岩层系内油气资（三）2011年12批准为新发现矿种。按新矿种报告，页岩气（文名称：ShaleGas）shalegasshale 一一、页岩（四）页岩气1.层位明确。页岩气主要分布于富有机质泥页岩地层中，即烃源岩中，由地层中有机质热演化形成，具shalegasshale 烃源岩层系油气资页岩气g孔隙空孔隙空g孔隙空孔隙空一、页岩（四）页岩气井深3.页岩储层基质渗透率一般以纳井深主，渗0分布（四）2.烃类气体在页岩中有多种赋存方式，包括吸附相、游离相shalegasshale （四），不具有“气藏”一一、页岩（四）页岩气5.与煤层气相比，页岩有较高的工业经济价时煤层气生产曲时常规气生产曲页岩气生产曲shalegasshale 烃源岩层系油气资煤层气产量曲 评shalegasshale 二二、展（一）shalegasshale 烃源岩层系油气资二、二、展七套页岩的shalegasshale 烃源岩层系油气资页岩名有利区面（平方公里页岩深（米页岩厚可采储(亿立方米(亿立方米11900-23000-60-3300-6.0-41200-15-51500-26-6180-21-7Eagle600-50-合U.S.U.S.shalegasproductionisover33percentoftotalU.S.dry页岩气主要产自以下8套页岩，产区还在增Sources:shalegasshale 烃源岩层系油气资ShaleShaleGas Eagleshalegasshale 烃源岩层系油气资ShaleGasProductionIn二、国产(MI,andllele(LAandTX)(PAand合shalegasshale 烃源岩层系油气资9876543210ShaleShalegasoffsetsdeclinesinotherU.S.productionU.S.drygastrillioncubicfeetperAlaska SourceEIA,AnnualEnergyOutlook2012Earlyshalegasshale 烃源岩层系油气资ShaleNon-associatedonshoreNon-associatedTightCoalbedmethaneWellWellPermitsYearSource:TexasRailroad岩层系油气资NaturalNaturalgasshalegasshale 主要主要含气页岩层段地shalegasshale 烃源岩层系油气资shalegasshale 单单井控制页岩气Marcellus的单井最终采收率为 5.7BcfUSGS评价结果为1.1•Barnett页岩：生产USGS评价结果为1.0的单井最终采收率为3.0Fayetteville：生产的单井最终采收率为2.4-Bcf.USGS评价结果为1.0Haynesville：生产的单井最终采收率为5.0-BcfUSGS评价结果为2.6•EagleFord：生产USGS评价结果为的单井最终采收率为8.5shalegasshale 烃源岩层系油气资页岩气井生产曲线（无重复压裂页岩气井生产曲线（无重复压裂shalegasshale 页页岩气井生产曲线（重复压裂shalegasshale 烃源岩层系油气资US$3-11.•.，一般在US$8-16shalegasshale 二二、不同页岩开发成本（2010年展据斯伦贝谢统计，这两年，开发成本以10%的速度降shalegasshale 烃源岩层系油气资展成本构成（2010年。宾夕法尼亚marcellus页岩••区块租赁和权利金，区块最小640英亩，1区••约为一个640$2,208,000•宾夕法尼亚marcellus12.5％－18％，平均shalegasshale 二二、展成本构成（2010年。宾夕法尼亚marcellus页岩（钻井 费，滨州由环保部按井深收取，每10000ft是另外，缴纳供水、安全钻井和弃井押金临时道路和井场建设费，大约以上3相共钻完井成本(D&Ccosts)$4.5其中钻井成本占压裂完井成本占50%-每年的生产费用为$0.70pershalegasshale 烃源岩层系油气资钻完井成本（多段压裂 生产成 井场准备和钻 土地所有者权 区块获取成 （按每英 $3,450计算shalegasshale BHPBHPBilliton公司实shalegasshale 烃源岩层系油气资ggBHPBHPBillitonBHPBHPBilliton公司实Eagle gBHPBHPBillitonHawkvillehasthethickestpayintheEagleBHPBHPBilliton公司实BlackHawkineconomicsweetspotoftheshaleshalegasshale 烃源岩层系油气资BHPBHPBillitonHaynesvilleisthehighestproducinggasfieldintheBHPBHPBilliton公司实HigherEURwithratePermianBasinprovidesprospectiveoilshalegasshale 降降低成本方合适的钻井泥浆、优质的井下工具，保证储层高效钻进，保证井筒质量，减少井壁坍优质固井保 环境安全规模化开发降低成井工厂式开发，批量钻井、减少用地、减少钻机搬迁专业化经营：直井段、水平段专业化施工扁平化管理：减少层级shalegasshale 烃源岩层系油气资降低降低成本方shaleshalegasshale 降降低成本方shalegasshale 烃源岩层系油气资shaleshalegasshale 提纲提纲一、页 评四、页岩气勘探开发流五、国内页岩气装备制shalegasshale 烃源岩层系油气资geologicframeworkisveryhave3bigblocksand53micro-blocks.havemulticycle havehundredsofshalegasshale 四四、我国页岩气geologicframeworkisveryfacesin冯增昭等shalegasshale 烃源岩层系油气资geologicframeworkisveryfacesinshalegasshale 四四、我国页岩气eologicframeworkisveryfacesinshalegasshale 烃源岩层系油气资四四、我国页岩气（二）泥页岩形成环境shalegasshale 烃源岩层系油气资高，Ro多在3.0％以下，Ro多在质丰度高，Ro多在2.0％四、四、我国页岩气1.的岩心确定含气量、含油以上参数是资源参数，获取以上通过现场解吸、岩心样品分析，测井、录井、试验模拟，确含气量、含油加强地质综合研shalegasshale 烃源岩层系油气资四、我国页岩气1.四、我国页岩气1.多种方法划分含气页岩层1-15层厚22-25层厚长宁双綦桥3-15层厚21.8m地质浅井取吼滩实测剖面柱状探井取录测野外露shalegasshale烃源岩层系油气资2.水棚水shalegasshale3上扬子地区牛蹄塘组高伽玛页岩TOC上扬子地区龙马溪组高伽玛页岩TOCshalegasshale 四、四、我国页岩气3.研究含气页岩层段分布－埋上扬子地区筇竹寺组埋 上扬子地区龙马溪组埋 shalegasshale 烃源岩层系油气资3.上扬子地区牛蹄塘组高伽玛页岩Rｏshalegasshale 四、四、我国页岩气4.研究含气页岩层段岩矿特shalegasshale 烃源岩层系油气资4shalegasshale 四、四、我国页岩气5.研究含气页岩层段储集空间特牛蹄塘组矿物颗粒内溶蚀微孔隙岑巩羊牛蹄塘组有机质生烃形成微shalegasshale 烃源岩层系油气资四、四、我国页岩气6.含气页岩层段孔渗特征－龙马溪威201井龙马溪组孔隙度1.1-7.9%，平均shalegasshale 烃源岩层系油气资5∈1q孔隙直径大小5－750nm，平均100nm，面孔率4.1-shalegasshale 探备威1.1-7.9%，平均0.77%-4.7%，平均20.0026-0.0328md为黔15%-6.0%，平3小平均20-平均2.8%-岑页岑页17.威威2017.含气页岩层段含气性特征－探井气显示：岩心解吸、录井、测四、我国页岩气7.shalegasshale 四、四、我国页岩气8.研究含气页岩层段产气能力－压裂、试shalegasshale 烃源岩层系油气资湘页1井在二 威201井、宁201井等在建111井在鄂西侏系自流井组8泌泌页HF1安深1濮深18-1泌页HF1井放喷测试产少量泌页HF1井放喷抽汲油8.页岩油气发四、我国页岩气gg2011274205418757shalegasshale 有有利四、我国页岩气Ⅱ有利区180累计面积111万平方公油气矿业权区块外有利区面积35万平方公气资烃烃源岩可采资源shalegasshale提纲提纲一、页岩 评四、页岩气勘探开发流五、国内页岩气装备制shalegasshale 烃源岩层系油气资四、四、页岩气勘探开发流截止目前，石油企业主要在盆及周缘、鄂尔多斯、渤海湾盆地。共实施口，其中，页岩气井58口（15口），获页岩气流30，（水平井4口页岩油水平井5口，shalegasshale 盆 分分 新 古 中 四四、页岩气勘探开发流勘探开页岩气海陆陆相威201页岩油湖南湘页1陕西柳评177安深1泌页HF1shalegasshale源岩层系油气资源濮深1shaleshalegasshale 四四、页岩气勘探开发流（一）勘查部署思路清晰，主要勘探方法选择得当，工作部署依据充分、具有针对性，技术路线可行。勘探目标明确、合理，应达到页储量的勘查程页岩气开shalegasshale 烃源岩层系油气资分析区块页岩 和勘探现状，确定工作起点未进行系统解剖（无出露、未解剖 对应有6shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流（一）分析现状、确定起分析区块页岩 和勘探现状，确定工作起点已获得页岩气工业气获得页岩气气见页岩气显二为起4.无页岩气显实 井对富有机质页岩剖面进行过系统解未进行系统解剖（无出露、未解剖获得含气量shalegasshale 烃源岩层系油气资四四、页岩气勘探开发流勘探流滚动勘shalegasshale 烃源岩层系油气资流地质综合评说发现阶分析测试，录、测最好依据二部井，径大于勘探阶油气探井（直井油气探油探井（水平井油试采阶1-2个水平井开发阶水平井组、直井井四四、页岩气勘探开发流发现阶段：地质为地质综合研利用已有地质资料，分析区块页岩气前景，包括目标层位，分布，初步优选地、地表条件符合页岩气进一步勘探开发要求的有利针对目标层系，进行适量的地表地质工作，特别是目的层露头的详细解剖后，优选井井位，部署少量二维，实施井。井要控制好目的层井的最低有求：井径大于95m，井深一般在1000m以浅，最好是绳索连续取心要进行页岩气现场解吸，获取含气量数质确定岩气；shalegasshale 烃源岩层系油气资实例：黔北实例：黔北 井采用的钻探工艺说明：以Φ150作为开孔口径，Φ130Φ114作为备用口径 Φ95作为终孔口径shalegasshale Φ150四四、页岩气勘探开发流钻探及相关施工完成工测井：完 岩芯观察与精细描shalegasshale 烃源岩层系油气资地质综合评价要适时进行，有新资料就要进行 精干，反应 二维 有石油和煤炭两种，有一定区别，石油物探探测深度较大，煤炭探测深度一般在2000m以浅，页岩气的二维 勘探主要采用石油物探方式，测网密度初期可以4X8km,4X4km,投 量最大，也最容易出问题，必须加强质量管理，保二 数据的处理方法要优选，必要时进行特殊处 shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流shalegasshale 烃源岩层系油气资（3） shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流shalegasshale 烃源岩层系油气资目的是进行水平井的部署。因此不建议进行加密二 ，因为在我三三性已经较为明确，开发能否成功主要是技术问题。这样部署虽然前期投入较大，但可为后期开发打好基础三shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流三识别描述专业物探队伍施工、处理，多方shalegasshale 烃源岩层系油气资shaleshalegasshale 四四、页岩气勘探开发流（5）署开开发试验井主要采用水平井，也可用直井，井型选择要考虑地应一般，1500m以浅，直井更合适；或水平井采用割缝方式造1500m以深水平井更有效shalegasshale 烃源岩层系油气资四、四、页岩气勘探开发流shaleshalegasshale 四四、页岩气勘探开发流（5）署开水平：沿最小主应力方向井身结shalegasshale 烃源岩层系油气资alealegasshale 烃源岩层系油气资shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流（6）Siteggshale 四四、页岩气勘探开发流（6）HydraulicFracturingandWellhale 烃源岩层系油气资Productionandhale 四四、页岩气勘探开发流（6）WellPluggingandshalegasshale 烃源岩层系油气资四四、页岩气勘探开发流开发井（组）施工流程 ）－完成井场准备之shalegasshale 烃源岩层系油气资设备和持续时间（2010>30-60，持续的水和其他辅料（如果需要），员工车；可以通过卡车外运（成本高井点火和，卡车清空沿水，建集输管线（如果集输管线每口井1/2－30四四、页岩气勘探开发流钻井：钻井设计要特别注意地应力石油公司或 提供，地质参数与工程参数的结shalegasshale 烃源岩层系油气资钻机：水平井组一般用2台钻机施工，直井段用小型钻机，水平段用大型钻机钻井装备：致 。钻头、泥浆质量不但决定钻井速度，还影响井眼质量shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流泥浆：直井段，特别水层段，要求用空气钻进或清水钻进，井，并测试合格后，进入水平段可用油基泥浆，以保护储层泥浆配方要依据地层特点制定，各种成分的质量要控制好，千万不要到 伪劣产品。有专业的泥浆配制公司，包括私营录井：进行随钻综合录井，有专业队伍，包括民营队伍如果取心，要进行岩心编录；岩屑录井，泥浆录井，油气水检测测井：直井段电缆测井，水平段一般随钻测井，在井眼稳定性有保障时，测井队伍主要集中在中石油，民营少。放射性、成分测井等特测井的民营队伍更少，国外队伍以斯伦贝谢为代表shalegasshale 烃源岩层系油气资四、四、页岩气勘探开发流gg固井水泥：套管内电缆测井，仪器可以泵shale四四、页岩气勘探开发流压裂：有专业压裂队石油公司、民营、外国公司（无设备车载控制平低压管汇源岩层系油气资四四、页岩气勘探开发流压裂：压裂液组成（marllus页岩配方），石油服务公司为主，国内、国外的油田服务公司shalegasshale 烃源岩层系油气资压压裂：压裂液组成（marcellus页岩配方shalegasshale 烃源岩层系油气资组成/附加成实作体积化学物体积（加仑水运送支撑支撑二氧化硅，石保持裂缝开启，天然气流酸盐溶蚀矿物，在岩石中形成初始裂减阻聚丙烯酰胺，矿减小流体与管道表面活性异丙增加流体粘氯化制造盐水流凝胍胶，羟乙基纤维增加流体黏稠度来运载支撑防垢乙烯甘防止管线结PH值调碳酸钾、碳控制其他成分的有效破乳氨基过硫酸延迟降粘凝交联温度增加时保持流体粘金属离子控柠檬防止金属氧化物防腐N，n-二甲基酰防止管道腐生物戊二杀四四、页岩气勘探开发流我国生产支撑剂陶氏化学为我国生产支shalegasshale 烃源岩层系油气资shaleshalegasshale 四四、页岩气勘探开发流压裂过一般由油服公司进行压裂试。注 剂，清理管道中的支撑剂等shalegasshale 烃源岩层系油气资试如果压裂液中加入CO2或N2shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流压裂过监有专业队伍，主要为物探 –压裂效实施邻井井地表布设监测设shalegasshale 烃源岩层系油气资压裂过程的 监测－微点分shalegasshale 压压裂流shalegasshale 烃源岩层系油气资shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流shalegasshale 烃源岩层系油气资（8）页岩气开发过程中的排放（甲烷、挥发性有机化合物储NakedInfra-shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流解决方钻完井返排气 解决方案：安装蒸汽回气动控制器的天然气驱动和高排气气动解决方案：转变为压缩仪表风驱动的气动控制/高排放控制器替shalegasshale 降低 风shalegasshale 四四、页岩气勘探开发流2010年11月 环境保护署出台了气体排放数据收集管理规定。覆盖了超80%的石油和天然气生产过程的气体排放包括22项具体石油和天然气生产过程中的气体排放数据收集方法环境保护署，针对石油和天然气行业提出了新污染源执行标(NSPS)和性空气污染物国家排放标准包括针对水力压裂气井制定的第一个空气该标准可以降低易形成雾气的挥发性有机化合物（VOCs）和毒性空气污染物（包括致通过降低新建和气井的甲烷排放，显著提高环境协同效科学技术可以让的从业者每年节约1.9亿元，降低苯和其他毒性空气污染物的排放，同时降低挥发性有机化合物的排放-这是一种形成地平面臭氧层（光化shaleg