页岩气储层属于低品位资源,具有资源丰度低、孔隙度低、渗透率低、吸附气与游离气并存、早期投产递减快、中后期产量较低等特征。采用比常规天然气藏更长的水平井,沿水平井段实施较密集的压裂作业,使得波及的储层能够大面积地泄气,从而大幅度提高产量,形成经济有效的开发技术。
页岩气开采
采用长水平井段和大规模液体或气体介质压裂等技术对页岩气藏进行开发的技术。
- 英文名称
- shale-gas production
- 所属学科
- 石油与天然气工程
1921年在美国纽约州弗雷多尼亚县,天然气首次从页岩中开发出来。20世纪70年代开始,美国的相关科研机构陆续开展页岩气开发的基础研究。1981年美国的第一口页岩气井压裂成功,实现了页岩气高产的首次突破。进入21世纪,长水平井钻完井技术及与之相适应的多段、多簇人工压裂技术的发展,以及作业成本大幅度降低,使得该技术应用于页岩气藏开发具有可行性。2008年中国钻探了第一口页岩气地质评价井“长芯1井”,标志着页岩气勘探开发的正式起步,并于2009年在“渝页1井”中首次发现页岩气。随后,在重庆、四川等地实现了页岩气的商业开发。
筛选优质的页岩气储层。储层横向连续性好;有效储层厚度需要达到几十米;有机质含量(TOC)>2.0;热演化程度(Ro)>1.0;脆性矿物>40%;有机质生烃能力强,纳米孔隙发育,吸附气含量高;无机质孔隙尺度大,储气能力强;储层微裂缝发育,渗流能力强。
长水平井钻完井技术。长水平井可以扩大单井生产的动用规模,同时水平井还可以避免地面不利条件的干扰;高效的钻井技术;成熟的钻井工具;精确的地质导向技术;可靠的完井工具与完井工艺。
大规模水力压裂技术。足够压力及排量的压裂车及地面配套流程;与储层相配伍的水基、油基或气体等压裂液;科学的压裂段数与簇数设计;合理的压裂施工压力及排量参数、焖井时间、返排强度。
页岩气井生产初期主要以游离气为主,产量高、递减快;生产中后期吸附气相继补充与接替,产量较低、递减变慢。大面积成藏可以保持较长时期的稳产。
页岩气井大规模压裂要使用大量的液体或气体,常称之为“千方砂万方液”。同时,压裂液过程中还需加入大量的化学药剂,大规模的页岩气开采既要解决用水量的问题,也要解决水资源污染的问题。
扩展阅读
- 曾义金,杨春和,张保平.页岩气开发工程中的理论与实践.北京:科学出版社,2017.