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页岩气在川南悄悄进入开发阶段

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页岩 悄悄 进入 开发 阶段
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页岩气在川南正悄悄地进入开发阶段———— 梁仲才美国近 10 年来页岩气获巨大成功,所产生的能源结构的转变,而引发了世界和国内的页岩气热潮。正当学者们还在不断地热议美国的页岩气怎样怎样;国内的页岩气资源怎样怎样;一届一届的“非常规天然气” 、 “页岩气”研讨会还在向关注新能源产业的企业界人士介绍“页岩气革命” ;各个油气田还在探索各自探区内页岩气的存在;想进入页岩气勘探领域的企业家还在为获得页岩气探区而跃跃欲试的时候,川南地区的页岩气已经悄悄地进入了开发阶段。2007 年,中石油和美国新田公司签署了《威远地区页岩气联合研究》协议。利用中石油西南油气田公司蜀南气矿在威远构造上钻探的老井资料,对威远构造下寒武统筇竹寺组页岩、下志留统龙马溪组页岩能否形成页岩气藏进行了研究。2008 年底到 2009 年,中石油勘探开发研究院、勘探开发研究院廊坊分院、中石油西南油气田公司勘探开发研究院、西南油气田公司蜀南气矿分别开始了对四川盆地、川南地区的页岩气资源开展评价工作。对长宁双河钻探了“长芯1 井 ”,对下志留统龙马溪页岩取心进行了地化指标分析;在四川盆地的南江、秀山、石柱、綦江、华蓥山、兴文、叙永分别对下志留统龙马溪页岩进行了钻探取心。对这些资料完成了大量的岩化分析和地质评价工作。2009 年 10 月,中石油和荷兰皇家壳牌公司签署了“富顺—永川区块页岩气联合勘探”协议。2009 年底,中石油西南油气田公司蜀南气矿在威远构造上开钻第一口页岩气井威 201 井,完钻井深 2840 米,完钻层位下寒武统筇竹寺组。2010 年 7 月,对威 201 井下寒武统筇竹寺组页岩进行加沙压裂。方 /日;用封隔器封闭该地层后,再对上覆地层下志留统龙马溪组页岩进行压裂,也获得天然气。从 2010 年 11 月开始采气,直接供应最近的威远县城,每天产气 1000 多方,至今已一年了。目前每天仍可产气 600 方左右。威 201 井标志着对威远构造下寒武统筇竹寺组页岩和下志留统龙马溪组页岩气勘探成功。成为我国第一口成功的页岩气井。美国在页岩气开发上的成功经验告诉我们,要提高页岩气的单井产量,必须钻大尺度的水平井。2011 年初开始钻探威 201—,目的层位下志留统龙马威 201 井采气井场溪组页岩,水平段长约 1000 多米。该井于 4 月中旬完钻,7 月初进行了目前国内水平井最大型的加沙水力压裂,用砂 300 多方,用液 22000 多方。9 月初开始试采,每天生产天然气 -方,也直接输送到威远县城。已经两个多月了。目前,每天仍可产气 多方。另一口钻探下寒武筇竹寺组页岩的水平井威 201-,目前已经完成了压裂,在排液过程中已经见气。宁 201 井钻获下志留统龙马溪组页岩气点火情况蜀南气矿另一个页岩气探区:长宁构造周边已经完钻了宁 201 井、宁 203井。都在下志留统龙马溪组页岩获得天然气产能。探明了长宁构造下志留统龙马溪组页岩能够形成页岩气藏。目前,在宁 201 井同井场钻探的水平井宁201-已经完钻,在等待压裂。宁 203 井也准备钻水平井。壳牌在富顺-永川区块的下志留统龙马溪组页岩气探井,阳 101 井和镇101 井已经完钻。阳 101 井经压裂后测试产气约 5 万方/日。镇 101 井经压裂后测试产气约 1000 方/ 日。目前,壳牌公司部署的水平开发井正在钻进当中。当各地的页岩气都还在勘探阶段的时候,川南三个探区页岩气预勘探已经取得成功。目前,已经不再对页岩钻探直井,去不进入水平井钻探,标志着勘探期已经结束,开始进入开发井的钻探当中。但随之而来的问题可能出现:页岩气在我国的的商业化前景。目前,在川南下寒武统筇竹寺组和下志留统龙马溪组页岩气的钻井井深一般在 2500-3000 米,从钻前工程,钻井、完井、录井、测井、到压裂,包括后期的井场建设、管线、采输,大约需要 3000-3500 万元资金。当然,探井一般在油气行业都不怎么考虑成本投入,重在油气的发现。而开发井需要钻大段的水平井段和大型压裂,一口 2000-2500 米直井段,再加约 800-1000 米的水平井段的开发井,如前所说的作业工作量,投入成本约在 3500-4500 万元。如果一口井的页岩气平均产气量在 1 万方/日,则一年的产量在 400 万方左右,稳产8-10 年才在投入、产出的平衡点。如果要考虑资金的回收周期、利息,要盈利,就还要更长的稳产期。如果一口井的页岩气平均产气量在 2 万方/日(目前国内还没有一口以 2 万方/ 日的产量投产的页岩气井) ,一年的产量在 700 万方左右,稳产 6-7 年才在投入、产出的平衡点。当然,提高产量,才能缩短资金投入的回收期;保证每口井的控制储量(根据美国的开发经验,页岩气的采收率在 20-25% 左右)则至少在 2 亿方以上,才能够保证开发井获得经济收益。目前由于无经验可循,还无法估计每口井可以采出的总量。以目前国内钻探页岩气最成功的威 201-为例:要建成 1 亿方/ 年的产能,则需 25 口这样的水平井。投入的资金量自不必说,单是工作量,没有两三年的时间也很难完成。所以,要建成相当规模的页岩气开发区,按现在的情况,还很难说短期内就可以变成现实。美国做到页岩气商业化开采,首先是在国家优惠政策的扶持下、在成本管理上、工程作业进度上(举例来说:一口 2000-2500 米直井段,再加约800-1000 米的水平井段,美国现在 1 个月就能完钻,而国内一般需 3 个月) 、规模化上、技术上(美国多段压裂现在最多可以做到 47 段,而目前报道的最多才 13 段;美国可以搞 4-5 口井同时压裂,而国内目前还没有同时压裂的先例)来保证提高单井产量,缩短资金的回收期。页岩气在美国成功的另一个经验是:得益于很多小公司在技术上、成本上控制上的集体努力。而中国目前仍然在油气勘探开发上还是少数几家国企垄断的局面。要开放,就是因为“开放” ,才有了中国今天经济的发展。在油气勘探领域不开放,就没有生气勃勃的局面。煤层气搞了十多年,形不成规模;而当年延长油田乱钻乱采的混乱场景,这两个都应该说是教训。既要“放开” ,又要有规范,让页岩气这一大家期盼的能源有序的展开。需要这等等一系列的举措,来实现页岩气的商业化开发。这条路目前来看,还有相当长的过程。非如此,无论大家再怎么看好中国页岩气的前景,要实现它还是一个无可言及的长期的目标。 两国家级示范区四川页岩气到 2020 年,四川 3 个开发区块的页岩气总产量将达 520 亿立方米,占全国 1/3。宜宾页岩气勘测表明,宜宾是川南地区乃至整个四川省页岩气最为富集的地区之一。昨日,华西城市读本记者从宜宾市发改委获悉:国家发改委、国家能源局日前批复同意“十二五”期间设立“四川长宁“滇黔北昭通国家级页岩气示范区”。据了解,宜宾页岩气储量丰富,是川南地区乃至全川页岩气最为富集的地区之一,初步勘探出,仅该市筠连县沐爱镇实验区,页岩气储量就有 6000 亿方。四川煤炭地质局 135 地质队高级工程师杨在全介绍,我国页岩气勘查开发主要集中在五个大区,其中四川盆地的储量最大。不过,页岩气的开发难度,比开发普通天然气的要大得多。宜宾储量 筠连已勘测出 6000 亿方宜宾市发改委透露,“长宁积为 6534 平方公里,探明页岩气地质储量 3000 亿立方米以上,建成产能 20 亿立方米以上。“昭通示范区”面积为 15078 平方公里,探明页岩气地质储量 1000 亿立方米以上,建成产能 5 亿立方米以上。宜宾市长宁、珙县、兴文是“四川长宁点勘探地区,筠连和珙县、兴文部分地区是“滇黔北昭通国家级页岩气示范区”重点勘探地区。目前,宜宾市已组建了工作组配套做好相关筹备、开发、利用等工作。宜宾市发改委介绍,宜宾页岩气储量丰富,初步勘探出筠连县沐爱镇实验区页岩气储量为 6000 亿方。勘测表明,宜宾是川南地区乃至全川页岩气最为富集的地区之一。目前,中国的页岩气勘察工作已细化到全国 26 个页岩气重点勘查开发区中,其中四川盆地的川南、川西、川东北三个开发区为重点区域。四川储量 名列全国五个大区之首从陕北到川南,四川煤炭地质局 135 地质队高级工程师杨在全,与钻探打了一二十年交道。最近两年,他开始接触页岩气开发研究项目。杨在全介绍,相对美国而言,我国页岩气勘查开发才刚刚起步,主要集中在四川盆地及其周缘、鄂尔多斯盆地、辽河东部等地,全国页岩气资源评价及有利区优选划分为五个大区。其中,四川盆地以储量最大、厚度最厚、含气层从老到新面积最广,名列五大区之首。据全国《找矿突破战略行动总体方案》,到 2020 年,四川 3 个开发区块的页岩气总产量将达 520 亿立方米,占全国 1/3。目前,中石油和中石化,在川南和川东北进行了有利区块的选择,完成了数口探井,并获得了少量工业气流。 页岩气开采设备 像浮在水面的鸭子虽然部分居民已经在用,但对于页岩气的出处,内江威远居民并不知晓。其实,威远页岩气就来自于离县城数十里的新场镇老场村,距离地面近 3000 米深的岩石中。日前,华西城市读本记者来到了新场镇老场村。从威远县城出发,驱车半个多小时,在威连公路一侧的山前平地上,有一块被围栏围起来、约 4 个篮球场大小的方形场地,这是中国第一口页岩井威 201 井的所在地,其井口位置被一组由“采气树”和“分离计量撬”组成的机器占据。不知情的人,或许会以为这组机器已被停用,工作人员介绍,它就像一只浮在水面的鸭子,“鸭子”露在水面的部分总被看成是很悠闲的,但水面之下,两只鸭脚却不停划水。其实,这组机器隐藏在地下的部分一直在卯足马力,将距离地面 2840 米深的页岩气“挤”到地面。被“挤”出来的页岩气,通过采气管线被输送到附近的曹家坝配气站,直接供给市民使用。技术解析页岩气开采水源及污水处理是难题表面上,页岩气看似和天然气无异,不过它更加清洁低碳。而页岩气的开采难度,远远难于其他矿产的开采。一般情况下,一方岩层中,最多吸附着页岩气二三方;而一方煤气层中,便有 14 方左右的天然气。四川煤炭地质局 135 地质队高级工程师杨在全介绍,页岩气有别于天然气和煤层气的是,它紧紧吸附于岩层之中。因此,页岩气的打井密度,至少是普通天然气开采的 10 倍。目前,美国采用的“水力压裂法”开采方式,是世界公认的最成功的技术。所谓“水力压裂法”,就是将大量的水、细沙和化学制剂,以高压注入多孔的页岩层中,将束缚、吸附在岩层中的页岩气输送到地面,再用管网外输。杨在全说,页岩气开采,常用的打井方式为水平井。即沿着页岩储气层打,将吸附在页岩中的气层,用水压裂成缝隙输送出地面。相比煤气支而言,页岩气井的工作半径最多只有 100 米。因此,开采页岩气,用水量相当大。压进去双抽出来的压力液中,内含对生态和人畜有害元素,处理得不好,将对生态环境造成大面积污染的灾难性后果。在压力技术方面,中石油中石化目前已具备这方面的能力了。“页岩气大多集中在山区,大量的水源何来,污水的处理问题,将是页岩气开采中,必需面临的两大难题。”业界动态川企试水页岩气拿下重庆两个标段杨在全介绍,在今年 10 月 25 日,国土资源部页岩气探矿权 20 个区块招标项目中,没有属于四川的。招标公告要求,内资企业或中方控股的中外合资企业,注册资本金在 3 亿元人民币以上,具有石油天然气或气体矿产的勘查资质,或者已经与具有石油天然气或气体矿产勘查资质的企事业单位建立合作关系。页岩气因其清洁、高效,成为举世瞩目的新能源品种。尽管页岩气每平方公里每年的勘查投入要求至少要达到 3 万元,但其广阔的发展前景仍引发了相关企业的强烈关注。为积累页岩气的探矿权和采矿权经验,135 地质队联手四川能投集团公司,一口气拿下了重庆黔江、酉阳两个标段的探矿权和采矿权,权限范围达 2400 余平方公里。杨在全说,对重庆中标的两个页岩气标段,135 地质队的主要工作,就是为今后开采作前期准备,即对两个标段进行先期的资源评价、地质调查、钻探测量等。“页岩气钻探方面,国内至今没有一个标准,但可借鉴煤层气钻探方面的经验和技术。”杨在全坦言:“任重道远,页岩气的开采是个很复杂庞大的工程,重庆两个标段的开采,没有 10 年以上的时间,根本不可能出气。”页岩气井水力压裂微地震监测技术岩石破裂会伴随产生强度较弱的地震波,称为“微地震”。微地震事件发生在裂隙之类的断面上,裂隙范围通常只有 1~10m。地层内地应力呈各向异性分布,剪切应力自然聚集在断面上。通常情况下这些断裂面是稳定的。然而,当原来的应力受到生产活动干扰时,岩石中原来存在的或新产生的裂缝周围地区就会出现应力集中、应变能增高;当外力增加到一定程度时,原有裂缝的缺陷地区就会发生微观屈服或变形、裂缝扩展,从而使应力松弛,储藏能量的一部分以弹性波(声波)的形式释放出来产生小的地震,即所谓微地震。注入作业期间引发的微地震事件在空间和时间上的分布是复杂的,但不是随机的,可以在 1多数微地震事件频率范围介于 50~1500间,持续时间小于 1s,通常能量介于里氏+1 级。在地震记录上微地震事件一般表现为清晰的脉冲;越弱的微地震事件,其频率越高,持续时间越短;能量越小,破裂的长度就越短。因此微地震信号很容易受其周围噪声的影响或遮蔽。另一方面在传播当中由于岩石介质吸收以及不同的地质环境,也会使能量受到影响。 微地震监测技术就是通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动之影响、效果及地下状态的地球物理技术。其基本做法是:通过在井中或地面布置检波器排列接收生产活动所产生或诱导的微小地震事件;并通过对这些事件的反演求取微地震震源位置等参数;最后,通过这些参数对生产活动进行监控或指导。目前该方法主要用于油田低渗透储层压裂的裂缝动态成像和油田开发过程的动态监测,主要是流体驱动监测。微地震监测分为地面监测和井中监测两种方式。地面监测就是在监测目标区域(比如压裂井)周围的地面上,布置若干接收点进行微地震监测。井中监测就是在监测目标区域周围临近的一口或几口井中布置接收排列,进行微地震监测。由于地层吸收、传播路径复杂化等原因;与井中监测相比,地面监测所得到的资料存在微震事件少、信噪比低、反演可靠性差等缺点。微地震监测主要包括数据采集、数据处理(震源成像) 和精细反演等几个关键步骤。数据采集系统一般由传感器、前置放大器,后置放大器、滤波器、记录器,传输电路以及电池等构成。传感器应埋置于地面下数米深,多个监测设备根据监测实施环境合理设置布站以提高监测精度。数据处理系统一般有相关滤波、初始波识别、速度模型、定位算法以及傅里叶变换、频谱分析、聚类分析、三维显示等功能。精细反演上述成像方法通常都假设速度场是均匀的、已知的,但实际情况并非完全如此。速度场的扰动是客观存在的,有时也是较大的,要想精确定位微地震源、并了解速度场的精细变化,微地震反演是必要的。反演的基本思路与 相同,但在具体做法上有所不同:a)必须提供 3D 或 2D 初始速度模型,不同层位的速度扰动量作为自变量出现;b)用射线追踪方法计算理论到时和偏导数;c)采用多次迭代法逐步求取模型修正量,直到满足误差要求;d)必须有足够多的观测点和微地震事件;e)为了降低震源—速度联合反演的多解性,需要对模型施加一定的约束条件。回归分析大量微地震源点在空间的分布,构成了一个在宏观上反映震源区域某种生产/地质信息的有一定统计分布规律的几何散点图。回归分析是对微地震监测结果进行定量解释的重要工具之一。微地震监测的一般过程:1)根据监测目的,确定监测方式;2)根据地震、声测井、资料建立工区 2D 或 3D 速度模型;3)设计观测系统,确定相关参数,实现数据采集;4)检测微地震事件,根据各测点 P 波时差计算震源到测点的距离;5)用基于 2D 或 3D 射线追踪的高精度震源反演技术,确定震源的准确位置,提供相关层位的高分辨率高覆盖速度参数;6)通过微地震事件数、震源参数(震级、静应力降、震源分布等)、压裂参数(泵压、泵率、泵量等)等随时间的变化规律分析,向用户提供其所需要的有用信息,指导下一步的生产开发活动。中石化非常规压裂技术成功应用中石化集团 27 日消息,中石化水平井多级分段压裂完井技术近日在胜利油田樊 154—平 3井成功应用。该技术是开采致密砂岩和页岩油气的核心技术,其应用将为非常规油气开发提供有力的技术支撑。 水平井多级分段压裂技术是目前世界上最先进的技术之一,代表了采油采气工艺技术的发展方向。该技术通过一次压裂施工同时压开几个或更多水平段油层,可有效改造低渗透非常规油气藏,提高单井产量。近年来,包括滩坝砂、低孔特低渗等非常规油气藏的开发始终面临技术和成本瓶颈。中石化称,在胜利油田已探明却未动用的 吨油气储量中,45%属于此类油藏。目前该油田每年新增 1 亿吨探明储量中,滩坝砂、低孔特低渗油藏占 60%以上。根据中石化集团的战略部署,2012 年,胜利油田原油产量指标为 2750 万吨,比 2011年增加 16 万吨。其中,非常规油气产量增加 10 万吨。中央补贴页岩气力度为煤层气开采两倍■ 每立方米补贴 ,力度为煤层气开采的两倍 在“大力推动”页岩气勘探开采的不断表态声中,中央财政的补贴政策昨日终于出炉。11 月 5 日,财政部网站发布《关于出台页岩气开发利用补贴政策的通知》(下称《通知》)称,从 2012 年,油气企业每开采一立方米页岩气将获中央财政补贴 。业内人士称,这一力度是之前中央财政补贴煤层气的两倍。该《通知》由财政部和国家能源局联合发布,自 11 月 1 日起实施。分析人士称,与同为非常规油气的煤层气相同,上述中央补贴政策推出之后,地方还将出台配套的补贴政策。近期,中国能源政策频出,在不到两个月的时间内,包括《能源发展“十二五”规划》、《中国的能源政策(2012)》白皮书、《天然气发展“十二 五(2011)”规划》、《天然气利用政策》等纷纷出台。上述文件中对非常规油气中的页岩气均有颇多着墨,而“大力推动”则是上述文件对发展 页岩气的基本态度。补贴力度难以估算页岩气是一种从页岩层中开采出来的天然气,在地层中主要以页岩颗粒吸附状态为主,裂缝中的游离状态为辅。在开采之后,没有自然产出,需要采取水 力压裂等增产措施,开采难度较大。已掌握相应技术的美国,凭借页岩气的开采已经重塑了该国能源图景。对于计划提升天然气使用比例并增强能源安全的中国而 言,页岩气同样被寄予厚望。安迅思息旺能源天然气分析师钱莉称,相比煤层气每立方米 的中央财政补贴,页岩气补贴翻了一倍,力度可谓不小,“但是也要考虑到页岩气开采的成本要高于煤层气。”  事实上,中国对煤层气的补贴除了中央财政资金的每立方米 ,还有地方补贴。此次《通知》也提到:“地方财政可根据当地页岩气开发利用情况对页岩气开发利用给予适当补贴,具体标准和补贴办法由地方根据当地实际情况研究确定。”哲华(上海)投资管理咨询有限公司能源电力总监曹寅称,未来地方财政应该还会再每立方米补贴几毛钱。不过即使如此,这一补贴数目是否充足,也还是难以判断。“中国的页岩气开采有自身的特点。地质条件相比美国差很多,开采技术也没有美国的强。”有分析人士称,在到底补贴多少才合适的问题上,“关键是国家要懂,不被正反两方忽悠就行。比如之前煤层气补贴有企业说不足,这很正常。企业总是喊饿的。而且赚得多的企业恨不得谁都不知道。真亏损的企业反而在吹自己赚得多。”未来将调整补贴标准地质资料显示,与美国页岩气大部分是陆相页岩气不同,中国不少是海相页岩。中国的海相页岩产气层,又主要以古生界较老岩层为主,普遍具有埋藏深 度大、成熟度高、含气性偏低、资源丰度偏低的特点。此外,中国海相页岩大部分比较破碎,部分页岩已出露地表,保存条件较差。因此,开采难度、开采成本都不 小。“地质条件的不同,使得中国没法照搬国外的开采技术。现在国外的公司在中国开采其实还是处于一个摸索的前期阶 段。”钱莉称,“政府现在出台这种财政补贴,是根据中国产业发展情况来定的。在初期,要鼓励发展,扶持力度会大一些。现在也有一些官方预测,就是 2015 年的时候,页岩气的产出量希望能够达到 65 亿立方米。其实这个量相比常规天然气还是比较小的。2015 年之后,如果发展还是处于初期阶段,国家还是会给予 一定补贴的。不过,力度会根据当时的情况进行调整。”上述《通知》称,“2012 年的补贴标准为 ,补贴标准将根据页岩气产业发展情况予以调整。”  事实上,全球页岩气开采第一大国美国不仅地质、科技水平与中国不同,连激励措施也不一样。曹寅称,“美国对页岩气开采的激励不是采用补贴的方式进行,而是相关州的税收优惠。美国油气业是企业家精神最强的行业,比硅谷那些小伙子强多了。”一旦涉及到补贴问题,就得周密考虑如何防范骗补贴。
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