• / 3
  • 下载费用:1 下载币  

美国页岩气勘探最新进展

关 键 词:
美国 页岩 勘探 最新进展
资源描述:
天然气工业 2国页岩气勘探开发最新进展 李欣 段胜楷。 孙扬。 周登洪。 孙雷。 李士伦。 1.美国..西南石油大学 李欣等.美国页岩气勘探开发最新进展.天然气工业,21(8):124一摘 要 页岩气储层的基质渗透率非常低,并且存在次生矿物填充的簇状“天然”裂缝。页岩气藏储量包括基质吸 附的天然气量和裂缝、孔隙中储存的自由气量。美国的页岩气作为一个全球规模的能源安全源和长期供气源,其水平井 钻井技术和低黏度水力压裂技术开启了原来被认为是没有商业价值的页岩气这个巨大的储备资源宝库。为此,从 咨询公司整理的报告以及比并评估了煤层气、常规天然气和页岩气储层的关键参数,阐述 了美国页岩气的最新勘探开发状况,对主要页岩气藏的重要参数进行了归纳分析,重点对推动页岩气开发的水平井钻井 技术和水力压裂技术进行了剖析,以期达到对我国的页岩气勘探开发提供借鉴的目的。 关键词 美国 页岩气 勘探 开发 水平井 多级水力压裂 启示 0.3787/i.000—0976.201 1.08.029 1 美国页岩气的勘探开发现状 2国密歇根州的进人中等程度开发阶段,到80年代已钻井9 000 口。美国开发最积极的页岩气富集带位于的成功开发 得到了工业界的广泛关注。1986年首次在气藏采用大规模的水力压裂,1992年在气藏完成第一口水平井,通过不断提高的水力压裂 技术和工艺,加速了此 后的20年里,工业界得到了推广,在过去的1的采收率从2 增加到50%,在美国48个州(除阿 拉斯加和夏威夷)广泛分布高有机质页岩,资源量在 1 483×10 ~1 859x 10”m。,加之煤层气和低渗透气 藏的开发,将对美国能源形势起到重要的贡献。图1 是预测的页岩气在美国非常规天然气总产量的分布 情况。 2页岩气藏的主要参数 从化学组成上说,页岩气是典型的干气,其主要成 分是量大于等于9O ),但是某些储层也 产出“湿气”。0 3O 巴 ∞ 2O 皿 誊8 苔吕答2 ! 宝 罱舄 昌罱 份 图1 美国的页岩气产能预测图(来源于询公一J) (注:1 31.7×10 m。) 出气和水l】]。页岩气储层是富含有机质的岩层,其组 成中占首要地位的是坚硬的黏土颗粒。片状沉降的黏 土矿物颗粒以及层状的沉积物使得岩石水平渗透率很 小,垂向渗透率更小。 目前发现的页岩气藏主要穿过了南部的48个州 (除阿拉斯加和夏威夷外),最活跃的页岩气藏是1总结了美国优选页岩气藏 的地质参数。表2不仅提供了页岩气储层的地质参数, 而且给出了通过对比某些关键参数评估页岩气盆地的 方法。这些参数也应用在页岩气井的完井设计中。 作者简介:李欣,女,1969年生,美国路易斯安娜州立大学石油工程博士;现在从事石油天然气咨询工作。 8324772720。E—31卷第8期 新能源 ·125· 表2评估煤层气、页岩气、常规天然气储层关键参数对比数据表 分析内容 分析可以获得的结果 天然气含量 提供脱附天然气量(来自实验筒的煤层样品分析),残余天然气量(来自压碎煤层分析)和损失天然气 量(计算值)。这3者之和即为给定煤层的地层条件实际天然气含量 储层岩石热裂解分析 笼 蕞鐾 翟喜机质的热成熟度。确定已经转化为烃类的有机质比例以及通过完全的热 总有机碳含量 确定储层岩石中包括以自由烃和干酪根形式出现的的有机碳总含量 天然气组成 岩心描述 等温吸附 确定脱附的天然气中的甲烷、二氧化碳、氮气和乙烷的百分含量。用以确定天然气纯度以及建立等 温脱附混合模型 从视觉上收集煤层光泽度、条带分布情况、割理距离、矿物学、煤层厚度和其他方面的信息。提供煤 层组成、渗透率和非均质性方面的信息 温度恒定条件下描述储层表面的天然气吸附量,它为压力的函数。它描述了煤层储集天然气的能力 以及该部分天然气的脱附速度 矿物学分析 利用岩石学和规测井分析 专门测井分析 不稳定试井 三维地震分析 自然电位、伽马、浅深层电阻率、微电极测井、井径、密度、中子和声波测井。用以识别煤层和页岩层 以及确定页岩层的孔隙度和饱和度值 成像测井识别储层裂缝和电缆光谱测井确定地层天然气成分 压力恢复或者注入压力下降试井确定储集层压力、渗透率、表皮系数和检测裂缝性储集层的特性 用以确定断层位置、储集层深度、其厚度变化以及侧面连续性和煤层或页岩层物性 3水平井钻井 在页岩气的开发中,水平井已成为主流。在相同 的页岩储层中,水平井垂直于裂缝的方向,有效地增加 与气藏的接触面积,一般水平段的长度从705~1 600 m,比直井的产量和采收率高。水平井的完井方式为 套管固井,使用分隔器以便于多级压裂。 在考察了水平井的长度与终采收率的关系时发现,从2002平井 的长度从400 m,单井的最终采收率也 从37×10 m。增加到74×10 m。,基本与水平井的长 度成正比,同时由于少钻井而节省了钻井的成本。 一般而言,水平井的走向对提高产能非常重要,一 般应横切裂缝。但是在气藏较厚的区域内,即使有压裂阻挡层,井眼的走向 并不是提高产能的最决定性的因素。但是在断层带和 气藏的边部,井的走向和压裂缝的方向对井的产能有 很大的影响。主裂缝通常近似垂直于最小水平应力的 天然气工业 2向,在一个气田中,主要的自然裂缝和人工裂缝的走 向是一致的,当然也不排除局部的应力变化。 水平井距主要取决于对裂缝方向和最优化井筒方 向的了解。加强岩石力学的了解,能减少或取消水平 井集成射孔从而能够压裂出主裂缝和纵横交错的裂缝 分支。当然,水平井的井距应该使单井和邻井之间裂 缝的也能交联,使裂缝的实际连通达到最大化;还要考 虑是否可采用邻近的2口以上的井同时压裂,使气藏 在更大的压力下产生更复杂的裂缝系统。 面积可以达到9.2×10 m。项技术简单实用,但 是对某些页岩可能并不适用,则可以采用凝胶压裂、气 体辅助压裂或复合压裂等其他压裂技术。此外,“降阻 水”压裂液的黏度太低,所以砂和支撑剂的携带能力有 限。目前,复合压裂液的使用日渐广泛,在这项技术 中,降阻水用于打开裂缝,黏度大的压裂液则用于运输 支撑剂到裂缝的远端。不同压裂方式的确定根本依据 还是取决页岩的性质,希望达到的裂缝与页岩的接触 面积,支撑剂要达到的位置和预期的产量要求等。 4水力压裂 5 结论和认识 水力压裂已经形成了工业标准水力压裂目前 的进展包括泵人大量低黏度近纯水的稀砂液段塞到页 岩层中,以诱发新裂缝以及扩大页岩层中的原始裂缝。 压裂作业过程分成几级,每级集中对一个连续的气层 段压裂,使得压裂设备的所有压裂能力都被集中应用 到单个气藏单元中12],这也被称为体积压裂。 为了增加裂缝和气层的接触面积以提高气井的初 始产气量和采收率,目前一般采用10~20级的压裂以 增加裂缝的连通。通过井场实时微地震来进行监控 (图2),可以确定井眼东西和南北方向的裂缝顶端的 方位,并且随着压裂作业的进行而跟踪裂缝的形成过 程。裂缝垂向的延伸具有特别重要的作用,作业者需 要特别关注确保裂缝没有延伸到页岩层之外或者邻近 的水层中去,不然会使页岩气井的经济效益减少。 厘 ,k 枉匣 距离(东西方向)/2压裂作业中裂缝的微地震图注:l 04 8 “降阻水”压裂液在很多低渗透储层中效果好,从 2降阻水”压裂已应用于岩气田的8 000口井。多级水平井压裂和采用低黏 度压裂液的2口以上邻井的同期压裂,有效地增加了 裂缝的复杂性,根据统计数据,裂缝系统和气藏的接触 在近2平井的应用和低黏度水力压裂技 术已成为页岩气开发的标准方式。各石油公司和研究 机构对页岩气的研究方兴未艾,发表了大量的研究论 文,内容涉及页岩气的钻完井、压裂作业、地质和工程 数据的结合、搞清页岩气藏裂缝的空间分布、有选择地 打开裂缝而且使裂缝成为气体流动的稳定通道。究其 原因,页岩的非均质性、不同页岩的内应力和地质性质 的差别决定了钻井和压裂的不同。所以大量收集页岩 气藏的参数对优化气井的产能和压裂的设计有至关重 要的作用,钻井和压裂的方式对不同的井而言是不一 样的。这是中国页岩气勘探开发过程中应当注意的。 除美国外,已有4力,并形成了商业性开发项目,如澳大利亚、加拿大、 中国和印度等。中国页岩气的资源量巨大,在未来的 天然气产量增长中页岩气将有着惊人的增长潜力。 参 考 文 献 0,j,,et 2//006. , L,,et c]∥03232 at x— 4 27 006,006. ,,,et — of in at 009,s.1.]:009. .of we el f 33456 at n— 9—22 010. (修改回稿日期20112编辑韩晓渝)
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:美国页岩气勘探最新进展
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-51436.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开