页岩气作业

我自己有“气”了，看你还怎么吓唬我和我的欧洲兄弟？！看来，天然气价格要扛不住，这个问题呃。。。页岩气成藏机理及控制因素班级：矿产S131学号:201371055姓名：康婷婷提纲一、页岩气及其特征二、页岩气的成藏机理三、页岩气的成藏过程及特征四、页岩气开发技术五、我国页岩气研究现状一、页岩气及其特征页岩主要由固结的粘土级颗粒组成，具有超低的渗透率。在盆地中，厚层或大面积富含有机质页岩层可以同时作为天然气的源岩和储层，因此页岩气是典型的“自生自储”成藏模式。这种天然气可以在页岩中以游离、吸附和溶解状态存在，我们把这些储存在页岩层中的天然气称为页岩气(Shalegas)。一、页岩气及其特征与常规天然气藏相比，页岩气藏具有以下几个特点：①早期成藏，边形成边赋存聚集；②自生自储；③天然气运移距离较短，具有“原地”成藏特征；④对盖层条件要求没有常规天然气高；⑤赋存方式及赋存空间多样；⑥气水关系复杂；⑦储层孔隙度较低、孔隙半径小；⑧在开发过程中，日产量较低，但生产年限较长。二、页岩气成藏机理1.页岩气生成机理通过对页岩气组分特征、成熟度特征分析，页岩气是连续生成的生物化学成因气、热成因气或两者的混合。生物成因气是有机物在低温下经厌氧微生物分解作用形成的天然气；热成因气是有机质在较高温度及持续加热期间经热降解和裂解作用形成的天然气。二、页岩气成藏机理（1）生物成因①页岩生物成因气的生成生物成因作用可以通过两种方式：二氧化碳的还原作用、醋酸盐的发酵作用生成甲烷。CO2还原作用：CO2+4H2→CH4+2H2O(反应2)醋酸盐发酵作用：CH3COOH→CH4+CO2(反应1)在菌生甲烷的形成过程中二氧化碳还原作用和醋酸盐发酵作用是同时作用的。二、页岩气成藏机理②页岩气生物成因作用的条件页岩生物成因作用受几个关键因素控制。富含有机质的泥页岩是页岩气形成的物质基础，缺氧环境、低硫酸盐环境、低温环境是生物成因页岩气形成的必要外部条件，足够的埋藏时间是生成大量生物成因气的保证。二、页岩气成藏机理（2）热成因热成因作用主要是指随着埋深的增加，温度、压力增大，泥页岩中大量的有机质由产甲烷菌的代谢发生的化学降解和热裂解作用。干酪根降解过程中，首先产出可溶的有机质沥青，然后是原油，最后是天然气。有机质的热模拟试验表明，在沉积物的整个成熟过程中，干酪根、沥青和原油均可以生成天然气，对于有机质丰度和类型相近或相似的泥页岩，成熟度越高，形成的烃类气体越多。二、页岩气成藏机理2.页岩气赋存机理与常规天然气和根缘气不同，对于页岩气来说，页岩既是烃源岩又是储集层，因此，页岩气在主体上表现为吸附或游离状态，体现为成藏过程中的没有或仅有极短距离的运移。页岩气可以在天然裂缝和粒间孔隙中以游离方式存在，在干酪根和粘土颗粒表面上以吸附状态存在，甚至在干酪根和沥青质中以溶解状态存在。生成的天然气一般情况下先满足吸附，然后溶解和游离析出，在一定的成藏条件下，这三种状态的页岩气处于一定的动态平衡体系。三、页岩气的成藏过程及特征页岩地层组成：多为暗色泥页岩夹浅色泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩的薄互层。页岩系统中天然气的赋存状态：极少量溶解状态、大部分吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面或游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。从赋存状态观察页岩气介于煤层吸附气和常规圈闭气之间。页岩气成藏多机理递变特点：天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态烃类中的溶解作用、从生烃初期时的吸附聚集到大量生烃时期的活塞式运聚、生烃高峰的置换式运聚。三、页岩气的成藏过程及特征③②①致密砂岩含气破裂带常规砂岩天然气页岩图1－6页岩气成藏的三个阶段（据张金川等，2004）注：①页岩气成藏阶段；②根缘气成藏阶段；③常规圈闭气成藏阶段图132.页岩气开发技术•页岩气开发技术发展大致可分五个基本阶段(以美国为例)：•①、钻直井，进行泡沫压裂(大液量、大排量6.4方/分，要加砂；传统压裂液)•②、钻直井，大型水力压裂技术(大液量、大排量6.4方/分，要加砂29％；传统压裂液)•③、钻直井，清水压裂或清水加砂压裂(加沙2.66--4.8％)可比凝胶压裂节约成本50%～60%，从1998年至今一直是垂直井的压裂方式。•④、1997年，最初由凝胶压裂的井在能量衰竭后，用清水进行二次压裂，可采储量增加了60%。二次压裂技术至2006年仍较为常见。•⑤、钻水平井，水平段长304.8～1066.8m，分段清水和砂进行压裂。此技术开始于2003年。2006年“同步压裂”技术产生。•14•最终形成:•长水平段（304.8～1066.8m）;•分多段;•大液量7500---22000方(一般11000m3最为常见)、大排量8--16方/分，加砂180—450顿(2.20％-2.24％)；•非传统压裂液—滑溜水…,体积改造压裂系列配套技术.15•⑴.页岩气水平井体积改造关键技术之一：“分段多簇”射孔(套管完井)•常规水平井分段压裂：采用单段射孔，单段压裂模式•体积改造：优化段间距，采用“分段多簇”射孔，多段一起压裂模式，利用缝间干扰，促使裂缝转向，产生复杂缝网16•⑵.页岩气水平井体积改造关键技术之二：水平井分段压裂技术•①.快速可钻式桥塞工具下入方式:(连续)油管-水力爬行器-水力泵入•技术特点•节省钻时（同时射孔及座封压裂桥塞）•易钻，易排出（35min钻掉，常规铸铁4h）•适用范围：套管压裂（3.5″/4.5″/5.5″/7″)•②.关键技术•快速可钻式桥塞材料•桥塞送入及座封技术•桥塞与射孔枪分离技术17•⑶.体积改造关键技术之三：大型滑溜水压裂技术•▲大液量、大排量、小粒径、低砂比•水平井分多段压裂主要技术参数•水平井段长1000-1500m•一般分8-15段，每段分4～6簇•排量10m3/min以上•平均砂比3-5%•每段压裂液量1000-1500m3(10000—22500m3)•每段支撑剂量2%---5%•滑溜水+线性胶•40/70支撑剂为主体18•⑷.体积改造关键技术之四(2口水平井同步压裂技术)：•促使水力裂缝扩展过程中相互作用相互影响，以产生更复杂的缝网，增加改造体积，更好现实体积改造。19对我国发展页岩气的几点看法•1.中国页岩气资源丰富、分布广阔，潜力巨大。加快页岩气资源勘探开发己成为国家能源发展的重要战略目标,是支持国民经济发展的重大需求，国内三大石油公司积极调整结构和重点，将页岩气勘探开发列为非常规油气资源的首位。•同时也引起国内相关部门及各地方极大的的关注和兴趣。并抱有很大的希望！20•同时也引起国内相关部门及各地方极大的的关注和兴趣。并抱有很大的希望！•一时间页岩气的开发问题成了全国的热点:•不少人认为:大规模开发页岩气缓解我国油气供应紧张局面,从而改变我国能源结构的大好形势即将到来!21•但总的说来，我们现在并不具备对我国页岩气进行工业化开采的技术条件：•⑴.我国页岩地质条件与国外成功开发的页岩储层的地质条件有较大差异，国外有效技术难以直接应用；•⑵.我们对国外成熟技术还未完全掌握；•⑶.我国自然环境条件对国外现技术不适应；•⑷.国外有效技术本身还存在很多需要改进和发展的问题。22•2.当务之急：对页岩气的开发开展和加强基础和基础理论及其应用研究，完成：•加强我国页岩气地质特征研究，摸清页岩气资源家底；•加强对于关健技术的攻关研究；尽快建立适合国情的系列配套技术•开展好页岩气开发先导试验（产业化示范区）•形成适合中国地质条件、环境条件…的页岩气勘探、开发系到配套技术23结果：大排量、大水量、低砂比、小粒径，可完成页岩的体积改造，实现页岩气的有效开发。带来大机组、大场地、大水源、大污染的问题。这成为我国页岩气能否有效开发的重大问题。24•解决途径：•体积改造的优化设计和优化压裂工艺；只有主裂缝,支干裂缝才有必要加砂,而大量缝网不必加砂…(分段加砂,分段要求,分段设计……)•形成致密裂缝网络(可调控)的体积改造压裂技术:提高压裂液有效性和利用率;•无残渣、低摩阻、低用量(1000-3000mg/L)、低成本、符合要求的携带能力的压裂液；低密度压裂砂………。•目标:大幅度降低排量、降低水量…[1]莫修文，李州波，潘宝芝.页岩气侧井地层评价的方法与进展[J].地质通报，2001，30（5）：400-405.[2]潘仁芳，赵明清，伍媛.页岩气测井技术的应用[J].能源与环境，2010，6（7）：16-18.[3]徐祖新，郭少斌.页岩气成藏机理研究[J].内蒙古石油化工，2011，12（6）：122-124.[4]蒲泊伶，包书景，王毅.页岩气成藏条件分析[J].石油地质与工程，2008,22（3）：33-39.[5]蒋裕强，董大忠，漆麟.页岩气储层的基本特征与评价[J].地质勘探，2010,30（10）：7-12.[6]王祥，刘玉华，张敏.页岩气形成条件及成藏影响因素研究[J].天然气地球科学，2010,21（2）：350-355.[7]邵伟民，蔡坤，韩磊.中国页岩气研究进展[J].天然气技术与经济，2012（2）：3-6.26谢谢！个人看法,仅供参考