页岩气勘探开发基本特征与程序_王书彦

？124？天然气工业2015年6月页岩气勘探开发基本特征与程序王书彦〃李瑞2王世谦31．中国石油西南油气田公司勘探事业部2．成都理工大学地球物理学院3．中国石油西南油气田公司勘探开发研究院王书彦等．页岩气勘探开发基本特征与程序．天然气工业，2015，35（6）：124－130．摘要近几年来，页岩气在国内备受重视，但由于不熟悉或遵循页岩气勘探开发特征与程序，致使目前一些地区的页岩气开采工作未达到预期效果。为此，通过对页岩气勘探开发基本特征的梳理，讨论了页岩气勘探开发各阶段所需完成的目标和任务，以及在各决策点需解决的关键问题，以期降低勘探决策风险，提高成功率。研究结果认为：①页岩气藏特征与常规气藏存在着明显的差异，其勘探开发方式也迥异，前者具有投资大、风险高、投资回报期长等特点；②页岩气勘探开发工作是一个循序渐进的过程，为降低投资风险，必须严格遵循勘探开发的基本程序；③一个完整的页岩气勘探开发程序可以大致划分为选区评价、勘探评价、先导试验和开发生产等4个阶段，每个阶段都有其特定的目标与任务，勘探开发步骤可以加快，但程序不可逾越；④大批量的水平井钻井及大规模的压裂增产改造，导致页岩气开采成本极高，如何降本增效成为页岩气产业可持续稳步发展的关键；⑤为降低页岩气开采巨大的投资风险，需要在不同的勘探开发阶段进行多期次的投资决策；⑥采用“滚动开发”的模式，可以有效地控制页岩气开发的成本和风险，实现页岩气资源的规模效益开发。关键词页岩气勘探开发程序气藏特征先导试验滚动开发投资风险ＤＯＩ：10．3787／ｊ．ｉｓｓｎ．1000－0976．2015．06．019ＢａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＷａｎｇＳｈｕｙａｎ1‘2，ＬｉＲｕｉ2，ＷａｎｇＳｈｉｑｉａｎ3｛1．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＯｉｌ＆－ＧａｓｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ610041，Ｃｈｉｎａ；2ｔＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ610212，Ｃｈｉｎａ；＾．ＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＯｉｌ＆？ＧａｓｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ610051，Ｃｈｉｎａ）ＮＡＴＵＲ．ＧＡＳＩＮＤ．ＶＯＬＵＭＥ35，ＩＳＳＵＥ6，ｐｐ．124－130，6／25／2015．（ＩＳＳＮ1000－0976；ＩｎＣｈｉｎｅｓｅ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ＊ｅｘｔｒａｏｒｄｉｎａｒｉｌｙｈｉｇｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｐａｉｄｔｏｓｈａｌｅｇａｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｅｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐ？ｍｅｎｔｉｎｓｏｍｅａｒｅａｓｆａｉｌｅｄｔｏｇｅｔｔｈｅｅｘｐｅｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｕｎｆａｍｉｌｉａｒｉｔｙｗｉｔｈｉｔｓｒｕｌｅｓ，ｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｗｏｒｋｆｌｏｗｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｌｏｗｅｒｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇｒｉｓｋｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｉｏ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓａｎｄｔａｓｋｓｒｅ？ｑｕｉｒｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅｓｉｎｔｈｅｗｈｏｌｅｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｏｓｅｋｅｙｉｓｓｕｅｓｔｏｂｅｒｅ？ｓｏｌｖｅｄａｔｅａｃｈｄｅｃｉｓｉｏｎｐｏｉｎｔ．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｎｃｌｕｄｅｄ．（1）Ｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔｏｂｖｉｏｕｓｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｓｈａｌｅｇａｓａｎｄｃｏｎ？ｖｅｎｔｉｏｎａｌｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｓｏｄｏｅｓｔｈｅｉｒｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗｏｒｋｆｌｏｗ．（2）Ｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｈｕｇｅｉｎ？ｖｅｓｔｍｅｎｔ，ａｈｉｇｈｒｉｓｋａｎｄａｌｏｎｇｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｃｙｃｌｅ，ｓｏｉｔｎｅｅｄｓｏｐｅｒａｔｏｒｓｔｏｓｔｒｉｃｔｌｙｆｏｌｌｏｗｔｈｅｂａｓｉｃｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｒｉｓｋｓ．（3）Ｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｓａｓｔｅｐ－ｂｙ－ｓｔｅｐｐｒｏｃｅｓｓｃｏｍｐｒｉ？ｓｉｎｇｏｆｆｏｕｒｓｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｐｌａｙｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｐｐｒａｉｓａｌ，ｐｉｌｏｔｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｔａｒｇｅｔｓａｎｄｔａｓｋｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｅｔｆｏｒｅａｃｈｓｔａｇｅｏｆｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｔｅｐｓｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃａｎｂｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ，ｂｕｔｔｈｅｙｃａｎｎｏｔｇｏｂｅｙｏｎｄｔｈｅｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓ．（4）Ｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｍａｋｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｅｘｔｒｅｍｅｌｙｈｉｇｈ．Ｈｏｗｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｓｔｅａｄｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｇａｓｉｎｄｕｓｔｒｙ．（5）Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｈｉｇｈｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｒｉｓｋｓ，ｓｔａｇｅｄｄｅ？ｃｉｓｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｍａｄｅｉｎｔｈｅｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．（6）Ｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｇａｓｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｃｏｓｔａｎｄｒｉｓｋｓ，ｒｅａｌｉｚｉｎｇｓｃａｌｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｈａｌｅｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｈａｌｅｇａｓ；Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｐｒｏｃｅｓｓ；Ｐｉｌｏｔｔｅｓｔｉｎｇ．Ｒｏｌｌｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ；Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｒｉｓｋ基金项目：国家科技重大专项“页岩气勘探开发关键技术——南方海相页岩气开采试验”（编号：2012ＺＸ05018－006）。作者简介：王书彦，女，助理工程师，硕士研究生；现从事油气勘探项目管理工作。地址：（610041）四川省成都市高新区天府大道12号。Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]通信作者：王世谦，教授级高级工程师；现从事非常规油气地质综合评价研究工作。地址：（610051）四川省成都市府青路一段1号0Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]第35卷第6期安全与管理？125？从20世纪80年代初第一口Ｂａｍｅｔｔ页岩气井的均质性较强，局部存在相对富集的“甜点区”。而且，即发现至今，美国近代的页岩气勘探开发已经历了30余使在同一“甜点区”内，受完井质量和压裂效果等工程年的发展历程。从早期的直井泡沫压裂到目前的水平因素的影响，单井气产量和最终可采储量（ＥＬ／Ｒ）较高井多段滑溜水压裂，从早期东部页岩气的开采逐步向的“好井”与较低的“差井”也会交替分布［7］。中西部扩展，其发展过程是循序渐进的，针对页岩气基2）页岩气藏集生烃层、储集层和封盖层为一体，自础理论方面系统而深入的研究及开采技术的进步，为生自储连续性聚集成藏，无运移或运移距离极短，且不2006年以来美国页岩气产业的快速发展奠定了坚实受构造圈闭和水动力的控制，无明显的气水界面。但＾Ｓ5ｉｉｊ［ｉ］ｏ这并不意味着页岩气井不产地层水，在页岩气藏埋深受北美地区页岩气革命巨大成功的影响，中国自较浅（如美＿Ａｎｔｒｉｍ和ＮｅｗＡｌｂａｎｙ页岩气藏？）、页2009年以来开展了较大规模的页岩气勘探工作。Ｘ岩天然裂缝中若充注地层水或者压裂过程中若沟通了其是自2012年中华人民共和酬土资源部（以下简称下伏潜在水层（如Ｂａｒｎｅｔｔ＾：岩气层下伏的奥陶系Ｖ！－国土资源部）第二轮页岩气探矿权区块公开招标以来，＾组—龙马吸引了大批地勘、煤电企业以及地方民营公司积极ｓ石均，…＾地层水。这势必会严重影响页岩气井的生产，既可能＾，巾＾＾一、巾随气井驗可賴量，Ｘ可能增加水处麵本，最终多家油气公能经細川盆删龍页岩气勘探帽影响页岩气开采贿业性。而这也是目細内－些页得了商业性突破，页岩气产量从2011年的约200Ｘ岩气开采区块面临的巨大挑战。104ｍ3迅猛增至2014年的13Ｘ108ｍ3［2］。然而，其余3）＂页岩，，实际上是－个很宽泛的地质术语，泛指非油气公司在21个招标区块内的页岩气勘探成果却颗粒粒径小于63的所有细粒沉积岩。按传统的乏善可陈。据部分媒体报道［34］，国土资源部、地方政地质学认识，并非所有的页岩油气都产自“页岩＂，例如府及中标企业虽钻探页岩气井已达50余口，但皆未取美国最大的两个页岩油田（ＥａｇｌｅＦｏｒｄ和Ｂａｋｋｅｎ）实得实质性成果。究其原因，除了对页岩气的成藏地质际上都属于碳酸盐岩［1。］。而且，含气页岩储层岩相类特征及其勘探选区方面存在认识问题外［5］，可能还与型多样，从硅质含量较高、脆性的硅质或粉砂质页岩到目前一些页岩气开采企业不熟悉或不遵循页岩气勘探黏土含量较高、塑性的黏土质页岩均有分布。实践证开发程序有关。因此，有必要通过对近几年来国内外明，最有利于水力压裂且效果最佳的页岩岩相类型当在页岩气勘探开发方面所取得认识进行梳理，总结出属硅质页岩和粉砂质页岩。页岩气勘探开发所应遵循的程序或模式，以期减少页区域上，页岩分布并不均质，岩相变化较大，由此岩气勘探决策风险，提高勘探成功率。造