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页岩气的开发现状及特征分析_图文

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页岩 开发 现状 特征 分析 图文
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技视界 科技·探索·争鸣 页岩气的开发现状及特征分析 杨卓伟 (长江大学。湖北武汉430100) 【摘要】页岩气作为一种非常规油气资源,具有分布广泛、资源量大、生产寿命长、产量稳定等特点,作为新兴能源有广阔的开发利用前 景.本文说明目前开发页岩气的技术可行性,并介绍目前国内外的研究成果,为今后页岩气的勘探开发提供参考指示。 【关键词】页岩气;特点;勘探开发 目前.随着勘探和开发等方面的技术进步.人们越来越多的认识 到非常规气的勘探价值.全世界已进入常规油气与非常规油气并重发 展的时代。而页岩气作为一种非常规油气资源.具有分布广泛、资源量 大、生产寿命长、产量稳定等特点.使得页岩气在世界油气可采资源量 中所占的比例越来越大.日益引起各方专家学者的重视和研究 从全 球不可再生能源的现状分析表明.页岩气将成为最具价值的非常规天 然气资源之一 页岩气具有如下特点: (1)自生自储。页岩气是指发育于暗色泥页岩或炭质泥页岩中,以 吸附状态或游离状态为主要存在方式的天然气聚集 页岩气具自生自 储的特点。与气藏不同,页岩即可作为产出天然气的源岩,也可作为储 层或盖层来储存或保存天然气。因此.高岩等常作为 页岩气源岩及储层 (2)潜力巨大。2006年美国页岩气产量达205亿立方米,页岩气 已成为到致密砂岩气和煤层气之后的重要非常规油气。2在我们国家很多地方.也发现很多与美国含气页岩特征相似的烃源岩 条件,具有分布厚度大.有机质含量丰富且演化程度高、生烃强度高等 特点,对页岩气成藏及页岩气的勘探开发具有良好的基础条件.开拓 我国页岩气勘探的新领域 (3)资源丰富。经估算,我国页岩气可采资源量约为442 页岩气在我国多个油气盆地均有发现.在我国广泛分布的海相、海陆 交互相页岩及陆相地层均有分布 我国的页岩在各个地质历史时期都 有广泛发育,既有古生界的海相页岩.也有中、新生界的陆相页岩,在 油气、煤炭勘探中.在油气盆地及盆地外的沉积地层中发现多处页岩 气显示。因此我国页岩气资源勘探开发前景很好.具有加快勘探开发 的巨大资源基础 1 国内外相关技术现状及发展趋势 最早研究页岩气的国家是美国.目前.美国已发现丰富的页岩气 资源.拥有全世界最领先的勘探开发技术.而且取得了丰富的成果.并 已全速进入到页岩气商业开发的快速发展阶段 继美国之后开发页岩 气资源的另一个重要国家是加拿大 加拿大页岩气资源分布广、层位 多.主要的页岩气分布集中在西部沉积盆地。其西部地区大约有24.4x 10 2页岩气储量。目前,页岩气已成为加拿大重要的替代能源,已 开始了对页岩气的商业性开发.但现还处于开发的初级阶段。中国成 为继美国和加拿大之后的.正式开始页岩气勘探开发的国家。我国页 岩气资源丰富.中国埋藏2000米以内的煤层气资源总量为36.8立方米.与陆上常规天然气相当,仅次于俄罗斯、加拿大,位列世界 第三位。但是目前我国的页岩气才刚刚起步.相关研究还相对较少、开 发技术也尚未成熟.与美国相比.页岩气仍属起步阶段。 1.1美国页岩气现状 页岩气的研究始于美国 国的第一系发现少量页岩气却没有受到重视.但从此拉开 了美国天然气工业发展的序幕 直到2岩气的 勘探工作已小有成就。从80年代开始.美国全面开始对页岩气地质、 地化、工程等方面的系统研究.使得页岩气的研究和开发得到迅速扩 展 自20世纪9着大量页岩气产量的增加及科研成 果的指导.页岩气工业进入了快速的上升期 2003年,页岩气产量174 亿万方.天然气产量5437亿万方,所占比例为3.2% 近年来,美国页 岩气产量仍处于稳步上升阶段.而页岩气在整个国家天然气产量中所 占的比重也越来越高.对美国经济建设及国家强大发挥着不同替代的 重要作用。 目前,美国在阿巴拉契亚盆地 歇根盆:~(特沃斯盆地(利诺斯盆地(圣胡安盆地(发现丰富的 页岩气资源.已进入页岩气勘探开发的快速发展阶段了 2007年美国 的页岩气生产井有42000口.页岩气年产量450占美国年天然 气产量的9%:2009年产量将近876超过我国常规天然气的年 产量.页岩气快速勘探开发使美国天然气储量增加了40%:到2014 年.美国页岩气产量达到了1000占美国年天然气总产量的 23%。 1.2加拿大页岩气的现状 除美国以外.加拿大是另一个对页岩气进行经济开采开发的国 家 页岩气早已成为加拿大重要的替代能源 加拿大页岩气资源分布 广、层位多,主要的页岩气项目集中在西部沉积盆地。根据预测.加拿 大页岩气资源量超过28_3×西部地区大约有24.4岩气储量,其不列颠哥伦比亚地区的泥盆系、三叠系、侏罗系和白垩 系的页岩气资源量约7.6西部的沉积盆地大部分由优质的页 岩组成.据阿尔伯特地质调查局研究表明.该地区存在多个有利的页 岩气储层。2008年.加拿大天然气产量已占据北美天然气市场将近 50%的份额.其中页岩气的商业开采起到了重要的作用 在加拿大西 部地区沉积盆地中三叠系盆系统计其页岩气储量达到15.8× 4.6其中的主要产层。 加拿大非常规天然气协会认为西部生界及侏 罗系页岩以及东南部的泥盆系页岩均具有开发的潜力 截至2006年. 油气委员会已核准的泥盆系和白垩系页岩气试验区块共计25个 据美国油气杂志报道.在北美洲的不列颠哥伦比亚北部发现了一 套泥盆纪的页岩气藏 在卡尔加里的东北部厚度为520m.孔隙度为3.5%.渗透率20 气强度为1.9×计含气总量约有2.9的2倍。虽然在埋深上,在源岩厚度以及渗透性上.加拿大页岩气开发技术上仍处于初级阶段.只有有限的资源被开 发利用.大规模的商业性开采由于条件限制还未进行 2006年页岩气 开发在加拿大发生了巨大变化。目前,有关方面投人大量资金,应用先 进技术来勘探不列颠哥伦比亚、萨斯喀彻温省、安大略等地区页岩气 资源,其中式开始页岩气资源勘探开发的 国家。在我国,页岩气资源十分丰富,各地质时期页岩分布较广泛.勘 探开发潜力较大目 据初步统计总资源量可达.相当于常规 天然气量的两倍.经济价值巨大.与美国的页岩气资源量大体相当。 根据总结美国页岩气成藏机理条件以及国内外地质条件的相似 性对比.结果表明,我国具有与美国一样可观的页岩气资源前景与开 发潜力 其中.四川盆地具有与美国东部典型盆地相似的构造演化和 地质条件.均为古生代沉积的海相盆地,页岩气勘探前景良好。 到目前为止.虽然很多学者对中国页岩气的勘探开发技术进行研 究 .但对中国的页岩气资源进行整体系统的调查评价还没有专业机 构统一实行 张金川为中国的页岩气总量约 为30x 10 5n, 而国外专家估算.中国的页岩气地质资源量将达到0 2 中国的页岩地层在各地质历史时期十分发育.既有有机质丰度很 好的南方海相页岩地层,也有含碳量高的北方湖相页岩地层。因此.中 作者简介:杨卓伟,男,湖北松滋人,长江大学,研究生,研究方向为矿物学、岩石学、矿床学。 l。 93 科技·探索·争鸣 技视界 国的页岩地层具有形成页岩气藏的良好的生烃条件。在南方地区.主 要有海相地层有上震旦统、下寒武统、上奥陶统一下志留统、中泥盆 统、下石炭统、下二叠统、上二叠统、下三叠统共8套以黑色页岩为主 体的烃源岩层。这些地层具有分布广、埋深浅、厚度大、含碳量高以及 成熟度高的特点.拥有了优越的页岩气成藏基本地质条件.将成为页 岩气开发勘探的热点区域。在北方地区,中、新生代发育众多陆相湖 盆,为泥页岩地层的发育创造了条件 自2009年起.中国也陆续的在相关的富有机质页岩分布区开展 工作.且取得 一定的成果 如2009年12月18 石油西南油气 田在威远地区钻遇寒武系牛蹄塘组和志留系龙马溪组富有机质页岩 的威201井获工业气流:2010年10月1日中石化江汉油田在湘鄂西 地区钻探的河页1井.在龙马溪组取芯段井碳质泥页岩出筒岩心表面 可见零星、针孔状气泡分布:2012年5月中石化江汉油田在彭页1井 对五峰组一龙马溪组厚度达103高可达2.3过测井解释表明含气量2.1~5.4012年12月 焦页1井对五峰组一龙马溪组富有机质页岩进行试气.获得6万方气 流:2013年9月25日.涪陵页岩气产能建设示范区开发评价井(焦页 6万方高产气流。 2结语 作为一种巨有很大潜力的非常规能源.页岩气资源的开发需要大 量、资金、技术、人员的全力支撑.而我国页岩气的勘探刚起步,经验匮 乏,技术不成熟,页岩气资源的规模开发仍需要走很长的路。 针对我国含气页岩地质条件的特殊性,目前,有待解决的关键技 术问题有:我国页岩气资源及其富集特点的客观评价,页岩气勘探开 发选区及评价技术。页岩气低成本开发技术等。 我国国内地质、石油高校和企业研究机构的学者已做过相关研 究。结合以往发表的文章、专著和研究报告,主要取得了以下成果和地 质认识: 1)明确了岩石矿物组分及有机地球化学指标等页岩气储层内部属 性的重要性: 2)认识到页岩气储层为低孔超低渗致密储层: 3)揭示了页岩气储层储集空间的特殊性: 4)总结了页岩气储层含气性的影响因素。e 【参考文献】 [1]of on ].008,56(1):139[2]李新景,吕宗刚,董大忠,等.北美页岩气资源形成的地质条件叫.天然气工业, 2009,29(5):27[3]李世臻,乔德武,冯志刚,等.世界页岩气勘探开发现状及对中国的启示【J].地质 通报.2010,2918—924. [4]陈尚斌,朱炎铭,王红岩,等.中国页岩气研究现状与发展趋势[J】2010,31(4):689—694. [5]陈吉,肖贤明.南方古生界3套富有机质页岩矿物组成与脆性分析叨.煤炭学 报.2013.38(5). (上接第120页)【优化】将主隔离个独立主隔离;同时,将保在凝汽器充 水查漏后可投入外还可更加灵活的设置检修窗口, 便于系统恢复 5结束语 由于核电站大修具有时间紧、项目多、安全质量控制严等特点,因 [责任编辑:汤静] 此合理的主隔离设置.可以优化检修步序.减少或避免重复隔离工作, 降低操作风险。结合电厂特点,这些隔离设置和优化取得了一定成效, 在后续大修中将继续改进,以便进一步优化大修工期。e (上接第149页)综上所述采用化学植筋技术,操作简便,设备简 单,减少了人工预留钢筋和剔凿混凝土工程量;由于植筋胶固化速度 快,强度增长快,而且对原结构物无损害,所以极大地提高了施工效 率,缩短施工工期,节约了施工成本。但是对其设计、施工、检测个各环 节的丁程质量也应给予充分的重视,加强监督管理,才能让此技术得 以更好、更安全的运用。● [责任编辑:杨玉洁] 【参考文献】 [1]混凝土结构加固技术规范0[国工程建设标准化协会,1990 [2]混凝土结构后锚固技术规程013[国建筑工业出版社,2013. 《上接第164页)[7] S.].09(1):5— 18. [8],,.].005,41(3):868—878. [9] K,a R. et ].201 1 of 420-6 l 10 , J,,et ].013,7(3):4481 1 1 ,,。et ].013,7(3):461】2 .。.]. 201 5 18015. ’94 。n [责任编辑:王楠] l 13 ,,,et c]. ,2012 2012:962—968. 【14],,.].013,13(I):2851 15 ,,,et in c].201 1 01 h 1080—1085. [16 3,De l E A, M.].Ⅵ,2013 013:349. 【17 ,Ru~。.叨.009,54(3):481— 497. 1 18 ...].014,21(6):697—701. [责任编辑:王楠]
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