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煤层气与页岩气

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煤层气 页岩
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2009年9月 试 采 技 术 层气藏与页岩气藏 王湘玉 (中石化华东分公司采油厂地质所) 摘 要 该文介绍了煤层气藏和页岩气藏的储层机理及其钻井、完井和开采方 法;储量的计算方法;商业价值的评估;美国主要煤层气藏和页岩气藏的地理位置、 产量和开采特点;煤层气藏和页岩气藏开发的技术支持以及在美国以外国家的发现现 状。煤层气藏和页岩气藏的开发在美国已进行了二十多年,美国的经验会对其他国家 的煤层气开发起到很好的借鉴作用。 关键词煤层气藏 页岩气藏储层机理完井与开采 在美国,煤层气藏与页岩气藏的天然气年 产量接近2.7 总天然气产量的15%。其 中约1.7 00 多口煤层气井,余下的1.0 五个主要盆 地的40 000多口页岩气井。当煤层气钻井步伐 开始放慢时,页岩气继续成为美国最热门的气 藏之一,钻井规模在迅速扩大,尤其在美国中 南部(巴涅特页岩及其等价物),地与许多在美国以外,40多个国家已经调研了煤层 气的潜力,澳大利亚,加拿大,中国和印度已 有了商业开发方案。目前在美国以外还没有商 业的页岩气开发方案,但在继续鉴别新的页岩 气藏并仍在不断增加现有气藏的页岩气产量。 考虑到在世界范围内,煤层气资源估计超过 9,000 岩气资源估计超过16 000 显然,未来存在着巨大的增长潜力。 1储层基理 煤是沉积岩,含有大于50%(有机 物质,而页岩的有机物质小于50%(在 埋藏期间,通过细菌(生物成因气体)过程 及地球化学(热成因气体)过程,这种有机物转 化生成甲烷。甲烷气通过多种机制存储,包 括微孑气体。几乎所有的煤层气都被认为是吸附 气体,而页岩气是吸附气体与游离气体的混 合物。 煤层气藏有个称为割理的正交裂缝系。 它定向垂直于岩石的层理,是流体流动的主 要通道。气体从基质扩散,进入割理,流向 井筒。在页岩气藏中,有时是通过混夹在页 岩中的更具渗透性的砂或淤泥层,通过天然 裂缝或页岩基质本身而产生气体。有些情况 下,天然裂缝被矿物充填而愈合,必须通过 水力压裂改造来施力打开。也有可能是页岩 和煤混夹在单一储层里,产生来自两种岩性 的气体。 煤层气藏中,控制气体地质储量的关键 参数有煤层厚度、煤的成分、含气量和气体 组分。煤的成分是指煤中有机成分的量和类 型,它对可吸附气体的量有重要影响。煤层 的含气量差别很大(从25m。/t),它是煤 的成分、热成熟度、埋藏与隆升的历史外加 运移的热气体或生物气体的函数。气体组分 作者简介:王湘玉,女,1957年出生,工程师,从事英文翻译工作。地址:(225300)江苏省泰州市。 2009年9月 王湘玉:煤层气藏与页岩气藏 ·27· 通常是大于90%的甲烷,少量的液态烃、二氧 化碳和(或)氮气。 煤层气藏的气体产能主要受渗透率及气 饱和状态控制。产区的渗透率一般范围为几 至几十毫达西,虽然也有过超过一达西的渗 透率。当气体从煤脱附时,绝对渗透率随时 间而增大,造成基质收缩,割理加宽,尽管 由于地层压力递减而加大了净应力,这仍可 能会被割理缝隙的缩小所抵销。 气体饱和的煤会立刻产生气体,而不饱 和煤要到储层压力降到煤的饱和压力之下才 会产生气体。这可能需要数年的排水。 页岩气藏资源量和产能的控制与煤 层气藏相似。但是,页岩气藏一般更厚 (30~30吸附气含量更低(
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