1 2 3 4 5 6
走進“頁巖氣”
時間:2016/3/8 22:34:18 點擊數:次 總張數:1張 作者:王仁山 加入收藏 投它一票
頁巖氣層
頁巖氣層

頁巖氣,是從頁巖層中開采出來的天然氣,是一種重要的非常規天然氣資源。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點,往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中。較常規天然氣相比,頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點,大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,這使得頁巖氣井能夠長期地以穩定的速率產氣。

頁巖氣-基本信息

詞目:頁巖氣

英文:shale gas

釋文:特指賦存于頁巖中的非常規氣。頁巖亦屬致密巖石,故也可歸入致密氣層氣。取得工業開發成功的僅為北美洲(以美國為主)。它起始于阿巴拉契亞盆地的泥盆系頁巖,為暗褐色和黑色,富有機質,可大量生氣。儲集空間以裂縫為主并可以吸附氣和水溶氣形式賦存,為低(負)壓、低飽和度(30%左右),因而為低產。但在裂縫發育帶可獲較高產量,井下爆炸和壓裂等改造措施效果也好。20世紀90年代中期已擴大到密歇根和伊利諾伊盆地,產層擴大到下石炭統頁巖,產量達84億立方米。其資源量可達數萬億立方米。

頁巖氣-簡介

頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣,主體位于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中,頁巖氣是主體上以吸附或游離狀態存在于泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質巖類夾層中的天然氣,它可以生成于有機成因的各種階段天然氣主體上以游離相態(大約50%)存在于裂縫、孔隙及其它儲集空間,以吸附狀態(大約50%)存在于干酪根、粘土顆粒及孔隙表面,極少量以溶解狀態儲存于干酪根、瀝青質及石油中天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、甚至砂巖地層中為天然氣生成之后,在源巖層內的就近聚集表現為典型的原地成藏模式,與油頁巖、油砂、地瀝青等差別較大。與常規儲層氣藏不同,頁巖既是天然氣生成的源巖,也是聚集和保存天然氣的儲層和蓋層。因此,有機質含量高的黑色頁巖、高碳泥巖等常是最好的頁巖氣發育條件。

頁巖氣發育具有廣泛的地質意義,存在于幾乎所有的盆地中,只是由于埋藏深度、含氣飽和度等差別較大分別具有不同的工業價值。中國傳統意義上的泥頁巖裂隙氣、泥頁巖油氣藏、泥巖裂縫油氣藏、裂縫性油氣藏等大致與此相當,但其中沒有考慮吸附作用機理也不考慮其中天然氣的原生屬性,并在主體上理解為聚集于泥頁巖裂縫中的游離相油氣。因此屬于不完整意義上的頁巖氣。因此,中國的泥頁巖裂縫性油氣藏概念與美國現今的頁巖氣內涵并不完全相同,分別在烴類的物質內容、儲存相態、來源特點及成分組成等方面存在較大差異。

中國主要盆地和地區頁巖氣資源量約為15萬億-30萬億立方米,與美國28.3萬億立方米大致相當,經濟價值巨大。另一方面,生產周期長也是頁巖氣的顯著特點。頁巖氣田開采壽命一般可達30~50年,甚至更長。美國聯邦地質調查局最新數據顯示,美國沃思堡盆地Barnett頁巖氣田開采壽命可達80~100年。開采壽命長,就意味著可開發利用的價值大,這也決定了它的發展潛力。

頁巖氣-分布

頁巖氣分布北美克拉通盆地、前陸盆地侏羅系、泥盆系-密西西比系富集多種成因、多種成熟度頁巖氣資源。

中國許多盆地發育有多套煤系及暗色泥、頁巖地層,互層分布大套的致密砂巖存在根緣氣、頁巖氣發育有利條件,不同規模的天然氣發現,但目前尚未在大面積區域內實現天然氣勘探的進一突破。資料顯示,中國南方海相頁巖地層可能是頁巖氣的主要富集地區。除此之外,松遼、鄂爾多斯、吐哈、準噶爾等陸相沉積盆地的頁巖地層也有頁巖氣富集的基礎和條件。重慶綦江、萬盛、南川、武隆、彭水、酉陽、秀山和巫溪等區縣是頁巖氣資源最有利的成礦區帶,因此被確定為首批實地勘查工作目標區。

頁巖氣-特點

開采特點

頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點——大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大,且普遍含氣,使得頁巖氣井能夠長期地穩定產氣。但頁巖氣儲集層滲透率低,開采難度較大。隨著世界能源消費的不斷攀升,包括頁巖氣在內的非常規能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實現頁巖氣商業性開發。

氣藏特點

頁巖氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特征,氣流的阻力比常規天然氣大,所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開采出來,而我國至今還沒有形成成熟的技術。

另一方面,頁巖氣采收率比常規天然氣低,常規天然氣采收率在60%以上,而頁巖氣僅為5%~60%。低產影響著人們對它的熱衷,現在美國已經有一些先進技術可以提高頁巖氣井的產量。中國頁巖氣藏的儲層與美國相比有所差異,如四川盆地的頁巖氣層埋深要比美國的大,美國的頁巖氣層深度在800~2600米,而四川盆地的頁巖氣層埋深在2000~3500米。頁巖氣層深度的增加無疑在我們本不成熟的技術上又增添了難度。

頁巖氣-成藏機理

對頁巖氣成藏機理進行了全面分析,獲得了四個方面的認識。①頁巖氣成藏機理兼具煤層吸附氣和常規圈閉氣藏特征,體現出了復雜的多機理遞變特點。②在頁巖氣的成藏過程中,天然氣的賦存方式和成藏類型逐漸改變,含氣豐度和富集程度逐漸增加。③完整的頁巖氣成藏與演化可分為3個主要的作用過程,自身構成了從吸附聚集、膨脹造隙富集到活塞武推進或置換武運移的機理序列。④相應的成藏條件和成藏機理變化對頁巖氣的成藏與分布產生了控制和影響作用,巖性特征變化和裂縫發育狀況對頁巖氣藏中天然氣的賦存特征和分布規律具有控制作用。研究了我國的情況,認為我國的許多盆地存在工業性頁巖氣藏發育的基本地質條件,其中,吐哈盆地吐魯番坳陷的水西溝群是頁巖氣發育的重要區域之一。

頁巖氣-開采歷史

美國進行頁巖氣[2]開采大約有80多年歷史。在加拿大,作為商業開采還處于起步階段。因為能補償常規天然氣開采量下降的問題,這些很難開采的氣體在加拿大天然氣開采中的作用越來越重要。數據顯示,加拿大西部地區大約有550萬至860萬億立方英尺頁巖氣儲量。

美國和加拿大已經開始了對頁巖氣的勘探開發,特別是美國,目前已對密西根、印第安納等5個盆地的頁巖氣進行商業性開采,2005年頁巖氣產量達到198億立方米,成為一種重要的天然氣資源。

頁巖氣-國外發展

全球對頁巖氣的開發并不普遍,僅美國和加拿大在這方面做了大量工作。其中,美國已進入頁巖氣開發的快速發展階段,加拿大商業開采還處于起步階段。美國頁巖氣開發有80多年的歷史,參與的石油企業從2005年的23家發展到2007年的64家。2000年美國頁巖氣年產量為122億立方米,而2007年,僅Newark East頁巖氣田的年產量就達217億立方米,美國頁巖氣總產量接近500億立方米,占美國天然氣總量的8%以上。

專家表示,美國頁巖氣發展速度之快,離不開國家政策上的支持和先進的開發技術,而這也是我國目前所不具備的。

20世紀70年代末期,美國政府在《能源意外獲利法》中規定非常規能源開發稅收補貼政策,而得克薩斯州自20世紀90年代初以來,對頁巖氣的開發不收生產稅。另外,美國還專門設立了非常規油氣資源研究基金。可以說,美國政府對頁巖氣開發的重視為頁巖氣發展提供了強勁的動力。對頁巖氣這個新生事物而言,有利的政策支持無疑會大大降低開發成本,刺激頁巖氣的發展。

頁巖氣-開采技術

頁巖氣開采技術,主要有水平井+多段壓裂技術、清水壓裂技術和近期出現的最新壓裂技術-同步壓裂技術,這些先進的技術不斷提高著頁巖氣井的產量。正是這些先進技術的成功應用,促進了美國頁巖氣開發的快速發展。如果能引進這些先進技術,將為中國頁巖氣開發助一臂之力。

中國四川盆地屬于海相頁巖儲層,而美國新田石油公司正好在海相頁巖儲層開發方面具有先進的經驗和技術,所以雙方的合作將有力地推動四川盆地的頁巖氣開發。相反,我國吉林東部盆地則屬于陸相頁巖儲層,海相頁巖儲層的開采技術可能就不適用。

頁巖氣-開發方式

雖然有吸附與游離相天然氣的同時存在,但頁巖氣的開發并不需要排水降壓。由于頁巖中游離相天然氣的采出,能夠自然達到壓力降低的目的,從而導吸附相及少量溶解相天然氣的游離化,達到進一步提高天然氣產能并實現長期穩產之目的。由于孔隙度和滲透率較低天然氣的生產率和采收率也較低,因此巖氣的最終采收率依賴于有效的壓裂措施,壓裂技術和開采工藝均直接影響著頁巖氣井的經濟效益。

最近常有專家提到根緣氣,J.A.Masters (1979)提出了深盆氣(Deep bagas)思想,建立了氣水倒置的模式,描述了天然氣勘探開發的廣闊前景。由于識別難度大,P. R. Rose等(1986)提出了盆地中心氣(Basin-centergas),B.E.Law等人研究思路將該類氣藏的識別方法從“區域氣水倒置”改進為“沒有邊水”,從而簡化了繁瑣的識別過程并在很大程度上提前了對該類氣藏的識別時間。由于對“無邊底水的確定仍然較多的鉆井地質資料故仍然不是最佳的解決方案。經過實驗研究,將根緣氣確定為致密砂巖中與氣源巖直接相連的天然氣聚集,并強調其中的砂巖底部含氣特點。由于緊鄰氣源巖(根)天然氣與地層水在運移動力上形成直接傳遞的連續介質,故被視之為根緣氣。該類氣藏主體形成于砂巖普遍致密化后,大致對應于煤系及暗色泥巖的熱解及石油的裂解生氣階段,故一般的埋藏深度相對較大。根緣氣研究方法基于天然氣成藏動力學原理,將氣藏識別技術推進到單井剖面即是否出現并發育砂巖底部含氣特征(與常規圈閉中的砂巖頂部含氣模式和特點完全不同),在野貓井(而不是預探井甚至開發井)上即可對氣藏類型進行最早期的快速識別。只砂巖底部含氣就能夠說明天然氣在成藏動力上的連續性,并進一步闡述天然氣成藏的機理特點,從而確定天然氣的聚集機理類型,即深盆氣、盆地中心氣、緣氣甚至向斜含氣或滿盆氣等的存在,確定天然氣的成藏、富集及分布特點將氣藏類型識別的時間向前延伸至勘探限為后續勘探思路最大限度的時間。

頁巖氣-中國開發

國土資源部2009年10月份在重慶市綦江縣啟動了中國首個頁巖氣資源勘查項目。[1]這標志著繼美國和加拿大之后,中國正式開始這一新型能源頁巖氣資源的勘探開發。 將對中國新型能源建設起到積極的示范作用,在中國油氣領域具有里程碑意義。

開發背景

世界各國對于煤、石油、天然氣資源的需求不斷攀升,能源壓力日益增大。作為常規能源的重要補充,頁巖氣、煤層氣、油砂等非常規能源逐漸進入人們的視野。頁巖氣在美國、加拿大等地已是重要的替代能源,正廣泛應用于燃氣化工、汽車燃料等方面。

勘測調查

經過7年的勘測調查和反復研究,專家跑遍滇、黔、桂、湘、鄂、川、渝、陜等8省區,最終將優勢區域鎖定在重慶東南部,并確定了一條以綦江為起點,經萬盛、南川、武隆、彭水、黔江、酉陽、秀山的開發路線。也就是說,中國頁巖氣開發將會從綦江起步,走向全國。綦江有著獨特的地理位置和資源優勢,它處于云貴高原到四川盆地過渡區域,沉積地層齊全,頁巖氣埋藏淺,深度大概在200米到700百米之間,有利于開發。 中國的頁巖氣勘探開發將會迅速發展。

資源豐富

有關專家預測在四川盆地寒武系筇竹寺組、志留系龍馬溪組頁巖地層中存在豐富的頁巖氣資源。據初步估算,單這兩個組的頁巖氣資源就可以和整個四川盆地的常規天然氣資源總量相媲美。

2006年年初,中國石油勘探開發研究院油氣資源規劃所組織專家在四川盆地西南地區進行了頁巖氣資源調查研究。經過一年的艱難跋涉和潛心分析,專家們雖然沒有對頁巖氣資源進行全面準確的估算,但是也給我們帶來了振奮人心的消息。

開發瓶頸

中國頁巖氣開發還處于探索階段,僅松遼、伊通盆地有幾口井開始試氣,初產在1000立方米左右,四川盆地和鄂爾多斯盆地也已經著手準備成立先導試驗區。

作為一個新興的非常規能源,頁巖氣資源的開發需要大量技術、資金和人員投入。而中國頁巖氣資源的開發剛剛起步,經驗匱乏,技術不成熟,這些因素制約著中國頁巖氣的發展,頁巖氣資源的規模開發還有很長的路要走。頁巖氣開發對技術的要求很高,相對常規天然氣來說,開采起來比較難,這主要是由頁巖氣藏的特點決定的。

合作之道

與國外石油公司合作,用最短的時間學習他們的先進技術,降低資金投入,將加快中國頁巖氣資源開采的步伐。資源勘探程度低、技術不成熟,是當前中國頁巖氣發展面臨的主要問題。要想突破開發瓶頸,尚需要大量的勘探工作量和資金投入。吸引有資質的國外石油公司把人才、技術、資金、管理等生產要素投入到國內頁巖氣開發中來,對促進國內頁巖氣產業發展將有著積極的現實意義,將有助于改善我國能源消費結構。

中國在對外合作方面已經邁出了可喜的步伐。在經過了長達10個月之久的談判后,2007年10月,中國石油天然氣集團公司與美國新田石油公司簽署了《威遠地區頁巖氣聯合研究》協議,研究內容是四川威遠地區頁巖氣資源勘探開發前景綜合評價,這是我國頁巖氣開發對外合作簽署的第一個協議。

頁巖氣-價值

隨著技術的進步,頁巖氣井壓裂措施的費用也逐步降低。水平井是頁巖氣藏成功開發的另一關鍵因素。根據美國經驗,水平井的日均產氣量及最終產氣量是垂直井的3-5倍,產氣速率則提高10倍,而水平井的成本則不足垂直井的2-4倍。因此,水平井的推廣應用加速了頁巖氣的開發進程。由于頁巖氣發育規模較大單口井的控制可采儲量高(可達6千萬方),采取措施后的單并日產量可達3萬方加之頁巖氣井的產量,遞減率低,容易實現30-50年的穩產時間,因此能實現相對的高產的經濟價值。


相關圖集
網友評論
     以下是對 [走進“頁巖氣”] 的評論,總共:0條評論
河北快三形态走势图图