頁巖氣資源特點、勘探開發(fā)流程和技術(shù)講義

shalegasshale 提綱提綱一、頁巖 評四、頁巖氣勘探開發(fā)流五、國內(nèi)頁巖氣裝備制shalegasshale 烴源巖層系油氣資（一）shalegasshale 一、一、頁巖(二)烴源巖層系內(nèi)油氣資頁巖烴源巖層系包括泥頁巖和一個盆地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)常規(guī)油氣和致密油氣，原巖層系內(nèi)就應當有油氣資盆地在油氣勘探中，已見到油氣顯示，也說明烴源巖層系內(nèi)有油氣資shalegasshale 烴源巖層系油氣資油頁頁巖源巖層系內(nèi)油氣資（三）2011年12批準為新發(fā)現(xiàn)礦種。按新礦種報告，頁巖氣（文名稱：ShaleGas）shalegasshale 一一、頁巖（四）頁巖氣1.層位明確。頁巖氣主要分布于富有機質(zhì)泥頁巖地層中，即烴源巖中，由地層中有機質(zhì)熱演化形成，具shalegasshale 烴源巖層系油氣資頁巖氣g孔隙空孔隙空g孔隙空孔隙空一、頁巖（四）頁巖氣井深3.頁巖儲層基質(zhì)滲透率一般以納井深主，滲0分布（四）2.烴類氣體在頁巖中有多種賦存方式，包括吸附相、游離相shalegasshale （四），不具有“氣藏”一一、頁巖（四）頁巖氣5.與煤層氣相比，頁巖有較高的工業(yè)經(jīng)濟價時煤層氣生產(chǎn)曲時常規(guī)氣生產(chǎn)曲頁巖氣生產(chǎn)曲shalegasshale 烴源巖層系油氣資煤層氣產(chǎn)量曲 評shalegasshale 二二、展（一）shalegasshale 烴源巖層系油氣資二、二、展七套頁巖的shalegasshale 烴源巖層系油氣資頁巖名有利區(qū)面（平方公里頁巖深（米頁巖厚可采儲(億立方米(億立方米11900-23000-60-3300-6.0-41200-15-51500-26-6180-21-7Eagle600-50-合U.S.U.S.shalegasproductionisover33percentoftotalU.S.dry頁巖氣主要產(chǎn)自以下8套頁巖，產(chǎn)區(qū)還在增Sources:shalegasshale 烴源巖層系油氣資ShaleShaleGas Eagleshalegasshale 烴源巖層系油氣資ShaleGasProductionIn二、國產(chǎn)(MI,andllele(LAandTX)(PAand合shalegasshale 烴源巖層系油氣資9876543210ShaleShalegasoffsetsdeclinesinotherU.S.productionU.S.drygastrillioncubicfeetperAlaska SourceEIA,AnnualEnergyOutlook2012Earlyshalegasshale 烴源巖層系油氣資ShaleNon-associatedonshoreNon-associatedTightCoalbedmethaneWellWellPermitsYearSource:TexasRailroad巖層系油氣資NaturalNaturalgasshalegasshale 主要主要含氣頁巖層段地shalegasshale 烴源巖層系油氣資shalegasshale 單單井控制頁巖氣Marcellus的單井最終采收率為 5.7BcfUSGS評價結(jié)果為1.1?Barnett頁巖：生產(chǎn)USGS評價結(jié)果為1.0的單井最終采收率為3.0Fayetteville：生產(chǎn)的單井最終采收率為2.4-Bcf.USGS評價結(jié)果為1.0Haynesville：生產(chǎn)的單井最終采收率為5.0-BcfUSGS評價結(jié)果為2.6?EagleFord：生產(chǎn)USGS評價結(jié)果為的單井最終采收率為8.5shalegasshale 烴源巖層系油氣資頁巖氣井生產(chǎn)曲線（無重復壓裂頁巖氣井生產(chǎn)曲線（無重復壓裂shalegasshale 頁頁巖氣井生產(chǎn)曲線（重復壓裂shalegasshale 烴源巖層系油氣資US$3-11.?.，一般在US$8-16shalegasshale 二二、不同頁巖開發(fā)成本（2010年展據(jù)斯倫貝謝統(tǒng)計，這兩年，開發(fā)成本以10%的速度降shalegasshale 烴源巖層系油氣資展成本構(gòu)成（2010年。賓夕法尼亞marcellus頁巖??區(qū)塊租賃和權(quán)利金，區(qū)塊最小640英畝，1區(qū)??約為一個640$2,208,000?賓夕法尼亞marcellus12.5％－18％，平均shalegasshale 二二、展成本構(gòu)成（2010年。賓夕法尼亞marcellus頁巖（鉆井 費，濱州由環(huán)保部按井深收取，每10000ft是另外，繳納供水、安全鉆井和棄井押金臨時道路和井場建設費，大約以上3相共鉆完井成本(D&Ccosts)$4.5其中鉆井成本占壓裂完井成本占50%-每年的生產(chǎn)費用為$0.70pershalegasshale 烴源巖層系油氣資鉆完井成本（多段壓裂 生產(chǎn)成 井場準備和鉆 土地所有者權(quán) 區(qū)塊獲取成 （按每英 $3,450計算shalegasshale BHPBHPBilliton公司實shalegasshale 烴源巖層系油氣資ggBHPBHPBillitonBHPBHPBilliton公司實Eagle gBHPBHPBillitonHawkvillehasthethickestpayintheEagleBHPBHPBilliton公司實BlackHawkineconomicsweetspotoftheshaleshalegasshale 烴源巖層系油氣資BHPBHPBillitonHaynesvilleisthehighestproducinggasfieldintheBHPBHPBilliton公司實HigherEURwithratePermianBasinprovidesprospectiveoilshalegasshale 降降低成本方合適的鉆井泥漿、優(yōu)質(zhì)的井下工具，保證儲層高效鉆進，保證井筒質(zhì)量，減少井壁坍優(yōu)質(zhì)固井保 環(huán)境安全規(guī)?；_發(fā)降低成井工廠式開發(fā)，批量鉆井、減少用地、減少鉆機搬遷專業(yè)化經(jīng)營：直井段、水平段專業(yè)化施工扁平化管理：減少層級shalegasshale 烴源巖層系油氣資降低降低成本方shaleshalegasshale 降降低成本方shalegasshale 烴源巖層系油氣資shaleshalegasshale 提綱提綱一、頁 評四、頁巖氣勘探開發(fā)流五、國內(nèi)頁巖氣裝備制shalegasshale 烴源巖層系油氣資geologicframeworkisveryhave3bigblocksand53micro-blocks.havemulticycle havehundredsofshalegasshale 四四、我國頁巖氣geologicframeworkisveryfacesin馮增昭等shalegasshale 烴源巖層系油氣資geologicframeworkisveryfacesinshalegasshale 四四、我國頁巖氣eologicframeworkisveryfacesinshalegasshale 烴源巖層系油氣資四四、我國頁巖氣（二）泥頁巖形成環(huán)境shalegasshale 烴源巖層系油氣資高，Ro多在3.0％以下，Ro多在質(zhì)豐度高，Ro多在2.0％四、四、我國頁巖氣1.的巖心確定含氣量、含油以上參數(shù)是資源參數(shù)，獲取以上通過現(xiàn)場解吸、巖心樣品分析，測井、錄井、試驗模擬，確含氣量、含油加強地質(zhì)綜合研shalegasshale 烴源巖層系油氣資四、我國頁巖氣1.四、我國頁巖氣1.多種方法劃分含氣頁巖層1-15層厚22-25層厚長寧雙綦橋3-15層厚21.8m地質(zhì)淺井取吼灘實測剖面柱狀探井取錄測野外露shalegasshale烴源巖層系油氣資2.水棚水shalegasshale3上揚子地區(qū)牛蹄塘組高伽瑪頁巖TOC上揚子地區(qū)龍馬溪組高伽瑪頁巖TOCshalegasshale 四、四、我國頁巖氣3.研究含氣頁巖層段分布－埋上揚子地區(qū)筇竹寺組埋 上揚子地區(qū)龍馬溪組埋 shalegasshale 烴源巖層系油氣資3.上揚子地區(qū)牛蹄塘組高伽瑪頁巖Rｏshalegasshale 四、四、我國頁巖氣4.研究含氣頁巖層段巖礦特shalegasshale 烴源巖層系油氣資4shalegasshale 四、四、我國頁巖氣5.研究含氣頁巖層段儲集空間特牛蹄塘組礦物顆粒內(nèi)溶蝕微孔隙岑鞏羊牛蹄塘組有機質(zhì)生烴形成微shalegasshale 烴源巖層系油氣資四、四、我國頁巖氣6.含氣頁巖層段孔滲特征－龍馬溪威201井龍馬溪組孔隙度1.1-7.9%，平均shalegasshale 烴源巖層系油氣資5∈1q孔隙直徑大小5－750nm，平均100nm，面孔率4.1-shalegasshale 探備威1.1-7.9%，平均0.77%-4.7%，平均20.0026-0.0328md為黔15%-6.0%，平3小平均20-平均2.8%-岑頁岑頁17.威威2017.含氣頁巖層段含氣性特征－探井氣顯示：巖心解吸、錄井、測四、我國頁巖氣7.shalegasshale 四、四、我國頁巖氣8.研究含氣頁巖層段產(chǎn)氣能力－壓裂、試shalegasshale 烴源巖層系油氣資湘頁1井在二 威201井、寧201井等在建111井在鄂西侏系自流井組8泌泌頁HF1安深1濮深18-1泌頁HF1井放噴測試產(chǎn)少量泌頁HF1井放噴抽汲油8.頁巖油氣發(fā)四、我國頁巖氣gg2011274205418757shalegasshale 有有利四、我國頁巖氣Ⅱ有利區(qū)180累計面積111萬平方公油氣礦業(yè)權(quán)區(qū)塊外有利區(qū)面積35萬平方公氣資烴烴源巖可采資源shalegasshale提綱提綱一、頁巖 評四、頁巖氣勘探開發(fā)流五、國內(nèi)頁巖氣裝備制shalegasshale 烴源巖層系油氣資四、四、頁巖氣勘探開發(fā)流截止目前，石油企業(yè)主要在盆及周緣、鄂爾多斯、渤海灣盆地。共實施口，其中，頁巖氣井58口（15口），獲頁巖氣流30，（水平井4口頁巖油水平井5口，shalegasshale 盆 分分 新 古 中 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流勘探開頁巖氣海陸陸相威201頁巖油湖南湘頁1陜西柳評177安深1泌頁HF1shalegasshale源巖層系油氣資源濮深1shaleshalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（一）勘查部署思路清晰，主要勘探方法選擇得當，工作部署依據(jù)充分、具有針對性，技術(shù)路線可行。勘探目標明確、合理，應達到頁儲量的勘查程頁巖氣開shalegasshale 烴源巖層系油氣資分析區(qū)塊頁巖 和勘探現(xiàn)狀，確定工作起點未進行系統(tǒng)解剖（無出露、未解剖 對應有6shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（一）分析現(xiàn)狀、確定起分析區(qū)塊頁巖 和勘探現(xiàn)狀，確定工作起點已獲得頁巖氣工業(yè)氣獲得頁巖氣氣見頁巖氣顯二為起4.無頁巖氣顯實 井對富有機質(zhì)頁巖剖面進行過系統(tǒng)解未進行系統(tǒng)解剖（無出露、未解剖獲得含氣量shalegasshale 烴源巖層系油氣資四四、頁巖氣勘探開發(fā)流勘探流滾動勘shalegasshale 烴源巖層系油氣資流地質(zhì)綜合評說發(fā)現(xiàn)階分析測試，錄、測最好依據(jù)二部井，徑大于勘探階油氣探井（直井油氣探油探井（水平井油試采階1-2個水平井開發(fā)階水平井組、直井井四四、頁巖氣勘探開發(fā)流發(fā)現(xiàn)階段：地質(zhì)為地質(zhì)綜合研利用已有地質(zhì)資料，分析區(qū)塊頁巖氣前景，包括目標層位，分布，初步優(yōu)選地、地表條件符合頁巖氣進一步勘探開發(fā)要求的有利針對目標層系，進行適量的地表地質(zhì)工作，特別是目的層露頭的詳細解剖后，優(yōu)選井井位，部署少量二維，實施井。井要控制好目的層井的最低有求：井徑大于95m，井深一般在1000m以淺，最好是繩索連續(xù)取心要進行頁巖氣現(xiàn)場解吸，獲取含氣量數(shù)質(zhì)確定巖氣；shalegasshale 烴源巖層系油氣資實例：黔北實例：黔北 井采用的鉆探工藝說明：以Φ150作為開孔口徑，Φ130Φ114作為備用口徑 Φ95作為終孔口徑shalegasshale Φ150四四、頁巖氣勘探開發(fā)流鉆探及相關施工完成工測井：完 巖芯觀察與精細描shalegasshale 烴源巖層系油氣資地質(zhì)綜合評價要適時進行，有新資料就要進行 精干，反應 二維 有石油和煤炭兩種，有一定區(qū)別，石油物探探測深度較大，煤炭探測深度一般在2000m以淺，頁巖氣的二維 勘探主要采用石油物探方式，測網(wǎng)密度初期可以4X8km,4X4km,投 量最大，也最容易出問題，必須加強質(zhì)量管理，保二 數(shù)據(jù)的處理方法要優(yōu)選，必要時進行特殊處 shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流shalegasshale 烴源巖層系油氣資（3） shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流shalegasshale 烴源巖層系油氣資目的是進行水平井的部署。因此不建議進行加密二 ，因為在我三三性已經(jīng)較為明確，開發(fā)能否成功主要是技術(shù)問題。這樣部署雖然前期投入較大，但可為后期開發(fā)打好基礎三shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流三識別描述專業(yè)物探隊伍施工、處理，多方shalegasshale 烴源巖層系油氣資shaleshalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（5）署開開發(fā)試驗井主要采用水平井，也可用直井，井型選擇要考慮地應一般，1500m以淺，直井更合適；或水平井采用割縫方式造1500m以深水平井更有效shalegasshale 烴源巖層系油氣資四、四、頁巖氣勘探開發(fā)流shaleshalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（5）署開水平：沿最小主應力方向井身結(jié)shalegasshale 烴源巖層系油氣資alealegasshale 烴源巖層系油氣資shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（6）Siteggshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（6）HydraulicFracturingandWellhale 烴源巖層系油氣資Productionandhale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流（6）WellPluggingandshalegasshale 烴源巖層系油氣資四四、頁巖氣勘探開發(fā)流開發(fā)井（組）施工流程 ）－完成井場準備之shalegasshale 烴源巖層系油氣資設備和持續(xù)時間（2010>30-60，持續(xù)的水和其他輔料（如果需要），員工車；可以通過卡車外運（成本高井點火和，卡車清空沿水，建集輸管線（如果集輸管線每口井1/2－30四四、頁巖氣勘探開發(fā)流鉆井：鉆井設計要特別注意地應力石油公司或 提供，地質(zhì)參數(shù)與工程參數(shù)的結(jié)shalegasshale 烴源巖層系油氣資鉆機：水平井組一般用2臺鉆機施工，直井段用小型鉆機，水平段用大型鉆機鉆井裝備：致 。鉆頭、泥漿質(zhì)量不但決定鉆井速度，還影響井眼質(zhì)量shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流泥漿：直井段，特別水層段，要求用空氣鉆進或清水鉆進，井，并測試合格后，進入水平段可用油基泥漿，以保護儲層泥漿配方要依據(jù)地層特點制定，各種成分的質(zhì)量要控制好，千萬不要到 偽劣產(chǎn)品。有專業(yè)的泥漿配制公司，包括私營錄井：進行隨鉆綜合錄井，有專業(yè)隊伍，包括民營隊伍如果取心，要進行巖心編錄；巖屑錄井，泥漿錄井，油氣水檢測測井：直井段電纜測井，水平段一般隨鉆測井，在井眼穩(wěn)定性有保障時，測井隊伍主要集中在中石油，民營少。放射性、成分測井等特測井的民營隊伍更少，國外隊伍以斯倫貝謝為代表shalegasshale 烴源巖層系油氣資四、四、頁巖氣勘探開發(fā)流gg固井水泥：套管內(nèi)電纜測井，儀器可以泵shale四四、頁巖氣勘探開發(fā)流壓裂：有專業(yè)壓裂隊石油公司、民營、外國公司（無設備車載控制平低壓管匯源巖層系油氣資四四、頁巖氣勘探開發(fā)流壓裂：壓裂液組成（marllus頁巖配方），石油服務公司為主，國內(nèi)、國外的油田服務公司shalegasshale 烴源巖層系油氣資壓壓裂：壓裂液組成（marcellus頁巖配方shalegasshale 烴源巖層系油氣資組成/附加成實作體積化學物體積（加侖水運送支撐支撐二氧化硅，石保持裂縫開啟，天然氣流酸鹽溶蝕礦物，在巖石中形成初始裂減阻聚丙烯酰胺，礦減小流體與管道表面活性異丙增加流體粘氯化制造鹽水流凝胍膠，羥乙基纖維增加流體黏稠度來運載支撐防垢乙烯甘防止管線結(jié)PH值調(diào)碳酸鉀、碳控制其他成分的有效破乳氨基過硫酸延遲降粘凝交聯(lián)溫度增加時保持流體粘金屬離子控檸檬防止金屬氧化物防腐N，n-二甲基酰防止管道腐生物戊二殺四四、頁巖氣勘探開發(fā)流我國生產(chǎn)支撐劑陶氏化學為我國生產(chǎn)支shalegasshale 烴源巖層系油氣資shaleshalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流壓裂過一般由油服公司進行壓裂試。注 劑，清理管道中的支撐劑等shalegasshale 烴源巖層系油氣資試如果壓裂液中加入CO2或N2shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流壓裂過監(jiān)有專業(yè)隊伍，主要為物探 –壓裂效實施鄰井井地表布設監(jiān)測設shalegasshale 烴源巖層系油氣資壓裂過程的 監(jiān)測－微點分shalegasshale 壓壓裂流shalegasshale 烴源巖層系油氣資shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流shalegasshale 烴源巖層系油氣資（8）頁巖氣開發(fā)過程中的排放（甲烷、揮發(fā)性有機化合物儲NakedInfra-shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流解決方鉆完井返排氣 解決方案：安裝蒸汽回氣動控制器的天然氣驅(qū)動和高排氣氣動解決方案：轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s儀表風驅(qū)動的氣動控制/高排放控制器替shalegasshale 降低 風shalegasshale 四四、頁巖氣勘探開發(fā)流2010年11月 環(huán)境保護署出臺了氣體排放數(shù)據(jù)收集管理規(guī)定。覆蓋了超80%的石油和天然氣生產(chǎn)過程的氣體排放包括22項具體石油和天然氣生產(chǎn)過程中的氣體排放數(shù)據(jù)收集方法環(huán)境保護署，針對石油和天然氣行業(yè)提出了新污染源執(zhí)行標(NSPS)和性空氣污染物國家排放標準包括針對水力壓裂氣井制定的第一個空氣該標準可以降低易形成霧氣的揮發(fā)性有機化合物（VOCs）和毒性空氣污染物（包括致通過降低新建和氣井的甲烷排放，顯著提高環(huán)境協(xié)同效科學技術(shù)可以讓的從業(yè)者每年節(jié)約1.9億元，降低苯和其他毒性空氣污染物的排放，同時降低揮發(fā)性有機化合物的排放-這是一種形成地平面臭氧層（光化shaleg