中国页岩气勘探开发现状与前景(中石油董大忠)

SPEAppliedTechnologyWorkshopon“ShaleGas”1RIPED，Petrochina董大忠[e-mail]页岩气：创新、研究与发展中国石油地质年会@2011··BJ董大忠邹才能李建忠杨桦王社教李登华王玉满李新景黄金亮陈更生王世谦王兰生吕宗刚黄勇斌RIPED，Petrochina2/34报告提纲一、页岩气勘探开发进展二、中国页岩气形成条件三、中国页岩气发展前景RIPED，Petrochina3/34页岩气—产自极低孔渗、富有机质页岩储集系统中的天然气，或自生自储、以游离气和吸附气为主赋存、原位饱和富集于页岩储集系统的微—纳米级孔-缝、矿物颗粒表面的天然气资料来源：Exxonmobil，2009常规砂岩孔隙空间致密岩石孔隙空间页岩气孔隙空间100μm20μm50nm80nm微体化石mm细菌μmDNAnm游离气吸附气吸附气1、页岩气是典型的非常规天然气RIPED，Petrochina4/34页岩气必须通过大型人工造缝（网）工程才能形成工业生产能力，初期产量较高、递减快，后期稳产且生产时间长。因此，页岩气也可称之为“人造气藏”（ArtificialReservoir）页岩气水平井分段体积压裂模式页岩气水平井生产曲线0.20.360.560.720.921.12102345678910年65432140日产量/万方累计产量/亿方1、页岩气是典型的非常规天然气资料来源：Romanson等，2010RIPED，Petrochina5/34美国天然气产量构成图资料来源：Curtis等,2001；USGS，2009；EAI，2011；ARI，20102、页岩气一直伴随着天然气工业的发展产量/亿立方米010002000300040005000600070001950196019701980199020002010页岩气煤层气致密气常规气1973年达高峰产量2008年突破5001990年突破5002006年突破500页岩气是国外最早认识的天然气，已有近200年的发展史20世纪90年代以前人们只重点关注了致密岩石气与煤层气1821年阿帕拉契亚盆地第一口页岩气井RIPED，Petrochina6/343、近年来，全球页岩气实现了快速发展资料来源：EAI，2011；ARI，20107476781821EGSP启动80828486889092949698000204年产量（亿方）06082010生物成因、裂缝性页岩气第1口页岩气井发现Barnett页岩气田热成因、致密、连续储层页岩气水平井、多段压裂等技术0100200300400500600700800900100014602000年：5个盆地2010年：30个盆地页岩气成为潜力较大、现实的非常规天然气资源RIPED，Petrochina7/34全球已掀起“页岩气革命”，北美以外地区已有10余个国家在进行页岩气前期评价和勘探开发先导试验Block16主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例美国加拿大中国印度瑞典德国法国英国奥地利波兰新西兰澳大利亚Block16主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例美国加拿大中国印度瑞典德国法国英国奥地利波兰新西兰澳大利亚南非Block16主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例美国加拿大中国印度瑞典德国法国英国奥地利波兰新西兰澳大利亚Block16主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例主产页岩气区产页岩气区单井突破区波兰研究及评价区图例美国加拿大中国印度瑞典德国法国英国奥地利波兰新西兰澳大利亚南非页岩气成为潜力较大、现实的非常规天然气资源3、近年来，全球页岩气实现了快速发展资料来源：EAI，2011；ARI，2010RIPED，Petrochina8/34时间事件1966中国第一口页岩地层产页岩气井：威5井~2005国外页岩气勘探开发形势与技术跟踪2006香山首次页岩气国际技术研讨会2007第一个页岩气项目：中国页岩气资源评价与有利勘探领域优选2007-2008第一个页岩气国际合作研究项目：四川盆地威远地区寒武系页岩气前景2008第一个页岩气科技项目：页岩气成藏机理与分布规律、全球页岩气资源评价第一次大规模页岩地层露头调查：四川、贵州、重庆等地中国第一口页岩气地质评价井钻探：四川盆地长宁构造—长芯1井中国第一批页岩气矿权区块申请与登记2009中国第一批页岩气工业化示范区建设：威远-长宁、昭通中国第一个页岩气对外合作区：富顺-永川中国第一口页岩气深井取芯井及地质评价井钻探：威001-4、威201国家第一个页岩气项目：国土资源部中国重点地区页岩气资源战略调查与选区2010国家第一个页岩气重大专项：页岩气勘探开发关键技术中国第一口页岩气突破井：威远地区威201井，筇竹寺组+龙马溪组国家第一个页岩气合作项目：中美页岩气资源评价中国第一批页岩地层数字化标准剖面建立：四川盆地长宁、綦江、华蓥山中国石油页岩气勘探开发大事记4、中国是北美以外第一个实现页岩气突破的国家W5W201RIPED，Petrochina9/34国家部委：页岩气重大专项、中美页岩气资源评价联合评价、全国页岩气资源战略选区油公司：页岩气先导试验科研机构：地质理论、资源潜力、核心区及关键技术页岩气钻井地质浅井：20口页岩气评价井：14口水平井：1口已有主要工作中国陆上页岩气勘探开发形势示意图4、中国是北美以外第一个实现页岩气突破的国家中国已广泛开展页岩气前期评价和勘探开发先导试验RIPED，Petrochina10/34中国石油：古生界海相页岩威远地区：威201(S1l/∈1q)长宁地区：宁201(S1l)昭通地区：昭104(S1l)中国石化：中生界陆相页岩元坝地区：元坝9(J3z)建南地区：建111(J3z)威201-S1l/∈1q恩施元坝9-J3z建111-J3z宁201-S1l阳101-S1l昭104-S1l昭103-∈1n昭101-∈1n黄页1-∈1j彭页1-S1l湘页1-S1l宣页1-∈1h方深1-∈1n河页1-S1l岑页1-∈1n长页1-P2l中石油试验区中石化试验区中石油合作区国土资源部示范区4、中国是北美以外第一个实现页岩气突破的国家上扬子地区是中国页岩气先导试验区和重点突破领域南方上扬子地区页岩气钻井分布图RIPED，Petrochina11/344、中国是北美以外第一个实现页岩气突破的国家威201井∈1、S1：0.26-1.08万方/日元坝9井J3z：1.15万方/日阳101井S1：点火1.7~8m长宁地区三维地震勘探RIPED，Petrochina12/34年代作者与机构研究方法与重点针对地区1821W.A.Hart第一口页岩气井纽约Chautauqua县泥盆系页岩1976~1992美国能源局DOE东部页岩气项目（EGSP）美国东部三大页岩气盆地1980~1990美国天然气研究所GRI页岩特征、实验分析方法美国东部、中南部页岩气盆地1995USGS(J.W.Schmoker，Asakawa,Tyler等）美国页岩气资源评价方法美国五大页岩气盆地2002CurtisJ.B.页岩气概念、成因机理等美国传统5大页岩气盆地2003RichardM.Pollastro页岩气储层特征美国主要页岩气盆地2005DanJarvie页岩气地化特征、成因机制Barnett页岩气盆地2006Warlick页岩沉积特征美国主要页岩气盆地2007AAPG页岩气研究专辑页岩气沉积、地化、储层、储层改造、微裂缝等Barnett页岩2007Scott页岩气钻井与产量美国主要页岩气盆地2007~2009R.M.Reed，R.B.Louchs等氩离子抛光、FIB、SEM、BSEM等技术，研究页岩孔隙空间微观结构与特征Barnett页岩5、页岩气理论与技术不断取得创新和突破国外页岩气地质理论研究进展RIPED，Petrochina13/34国内页岩气地质理论研究进展年代作者与机构研究方法与重点针对地区1994胜利油田引进裂缝页岩气美国东部三大盆地页岩气1995中石油研究院非常规天然气美国页岩气盆地2003中国地质大学（北京）页岩概念吐哈盆地吐鲁番坳陷水西沟群2005中国石油研究院页岩气内涵与基本特征北美页岩气勘探开发进展2006中国石油研究院页岩气成因机理与资源潜力四川盆地南部地区2007中国石油研究院中国石油对外合作经理部页岩气研究方法页岩气资源潜力四川盆地威远地区寒武系2008中国石油研究院中国地质大学（北京）国土资源部页岩气形成条件与控制因素中国南方古生界海相页岩全国页岩气有利领域筛选2009-2011发改委能源局、国土资源部等国家有关部委中石油、中石化等油公司及相关科研研究院所中国地质大学（北京）、西南石油大学等一批高校页岩气形成机理、富集规律、资源潜力与有效可开发全国富有机质页岩5、页岩气理论与技术不断取得创新和突破RIPED，Petrochina14/34报告提纲一、页岩气勘探开发进展二、中国页岩气形成条件三、中国页岩气发展前景RIPED，Petrochina15/34主要地质特征源储一体，持续聚集，原位饱和富集没有明显圈闭界限，良好封盖条件储层致密，以微—纳米级孔隙为主吸附气、游离气为主要赋存方式含气范围广，不受构造控制，分布面积与生气源岩面积相当资源规模大，有“甜点”核心区主要开发特征单井产量低（不产水）生产周期长产出以非达西流为主采收率低（20%~35%）一定要有先进的开发技术页岩气主要特征一览表1、页岩气形成条件与富集规律独具特质RIPED，Petrochina16/34参数门槛值意义有机碳（%）2烃源岩质量成熟度（%）＞1.1有机质类型I-II型有效范围石英等脆性矿物（%）40储层质量粘土矿物（%）30孔隙度（%）＞2资源潜力与前景渗透率（nd）＞100含气量（m3/t）≥2.0含水饱和度（%）45含油饱和度（%）5有效页岩连续厚度（m）＞30~50生产方式与产能保存条件一次抬升1、页岩气形成条件与富集规律独具特质页岩气富集条件RIPED，Petrochina17/342、中国页岩气形成与富集条件中国大陆稳定地块小、活动性强，沉积盆地以叠合盆地为主中国大陆处于太平洋、印度和西伯利亚等板块交汇处，动力学体系复杂中国大陆由23个块体组成，是世界上块体数量最多、单块面积最小的地区沉积多期叠合，构造变动期次多，沉积环境横向变化大，页岩地层规模总体相对较小古生界海相沉积区以三大克拉通区为主，中新生代陆相沉积广泛发育资料来源：翟光明等，2009RIPED，Petrochina18/34中国发育多种类型、多时代富有机质页岩地层时代时代松辽渤海湾鄂尔多斯扬子柴达木吐哈-准噶尔塔里木羌塘新生界N上第三系E沙河街-孔店组下第三系中生界K青山口-嫩江组沙河子组J自流井—沙溪庙组水溪沟群中下侏罗统夏里组T延长组须家河组百碱滩组黄山-塔里奇克组肖茶卡组上古生界P山西组梁山-龙潭组二叠系C太原组德坞组-大塘组滴水泉-巴山组本溪组D罗富组下古生界S龙马溪组O平凉组五峰组-大乘寺组萨尔干组-印干组∈府君山组筇竹寺组玉尔吐斯组AnPt串岭沟-下马领组陡山坨组中国主要地区（盆地）富有机质页岩类型与时代简表中国陆上主要发育三类、6个层段富有机质页岩，都有形成页岩气的条件RIPED，Petrochina19/34陆相页岩：6大盆地20~25×104km2海陆过渡相页岩15~20×104km2海相页岩：3大区60~90×104km2中国陆上富有机质页岩分布特征中国发育多种类型、多时代富有机质页岩中国陆上富有机质页岩分布图RIPED，Petrochina20/34510152020040060080071421281.02.03.04.0盆地时代面积（104km2）厚度（m）有机碳（%）成熟度（%）松辽嫩江组7.5100~1500.7~10.00.4~1.1青山口组9.250~6090.5~5.40.