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煤层气藏与页岩气藏

关 键 词:
煤层气 页岩
资源描述:
© 1994   朱 卫 平   刘 川 庆 (西 南 石 油 大 学 )审 校 : 郭 大 立 (西 南 石 油 大 学 )摘 要   介 绍 了 煤 层 气 藏 和 页 岩 气 藏 形 成的 基 本 原 理 , 以 及 用 于 评 价 煤 层 气 藏 和 页 岩气 藏 的 关 键 数 据 及 其 获 取 方 法 。 概 述 了 这 些气 藏 的 钻 井 、 完 井 及 开 采 过 程 。 在 煤 层 气 藏中 , 天 然 气 地 层 储 量 绝 大 部 分 被 认 为 是 吸 附气 ; 页 岩 气 则 是 吸 附 气 和 游 离 气 的 混 合 体 ,其 普 遍 依 赖 于 水 力 压 裂 来 连 接 井 筒 与 天 然 裂缝 。 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏 都 具 有 强 烈 的 非 均质 性 , 两 种 气 体 将 在 世 界 能 源 供 给 中 占 有 越来 越 重 要 的 地 位 。关 键 词   气 藏   煤 层 气   页 岩 气   割 理钻 井 完 井 101 3969/ j . n . 1002 - 6410101 51 007表 1   用 于 评 价 煤 层 气 藏 和 页 岩 气 藏 的 关 键 数 据分   析 结     果含 气 量 提 供 吸 附 气 (来 自 罐 中 的 煤 样 ) 、 残 余 气 (来 自 粉 碎 后 的 煤 样 ) 、 逸 散 气 (计 算 得 到 ) 的 体 积 。 给 定 煤 层 中这 些 含 气 量 的 总 和评 估 岩 石 热 解 作 用 估 算 样 品 中 生 油 潜 力 以 及 有 机 物 的 热 成 熟 度 ,确 定 有 机 物 转 换 成 烃 类 的 馏 分 ,以 及 可 能 通 过 热 转 换 形成 的 烃 类 总 量有 机 碳 总 量 确 定 岩 石 中 碳 的 总 量 ,包 括 游 离 烃 中 的 碳 和 干 酪 根 的 量气 体 组 成 确 定 解 吸 气 中 甲 烷 、 二 氧 化 碳 、 氮 ,以 及 乙 烷 的 百 分 比 。 用 于 确 定 气 的 纯 度 ,建 立 混 合 的 解 吸 等 温 线岩 心 描 述 视 觉 观 察 煤 的 亮 度 、 层 理 、 割 理 间 隔 、 矿 物 成 分 、 煤 层 厚 度 及 其 他 因 素 。 提 供 有 关 煤 层 组 成 、 渗 透 率 及 非均 质 性 的 见 解吸 附 等 温 线 描 述 恒 温 条 件 下 作 为 压 力 函 数 关 系 吸 附 在 煤 层 表 面 的 气 体 体 积 。 描 述 一 煤 层 储 层 能 力 有 多 大 且 气 的逸 散 速 度 有 多 快近 似 分 析 提 供 灰 分 、 水 分 、 固 定 碳 及 挥 发 物 的 百 分 比 。 校 正 无 灰 基 下 的 含 气 量 和 吸 附 等 温 线 ,针 对 水 分 校 正 的 等温 线 ,确 定 高 煤 级 煤 的 成 熟 度矿 物 分 析 利 用 岩 相 学 或 者 X 射 线 衍 射 确 定 矿 物 成 分 ,利 用 X 射 线 或 者 电 子 显 微 镜 扫 描 法 确 定 黏 土 矿 物 成 分镜 质 组 反 射 率 一 个 表 示 镜 质 组 显 微 成 分 反 射 的 入 射 光 的 值 。 该 技 术 可 以 既 快 又 经 济 地 确 定 高 煤 级 煤 的 成 熟 度热 值 煤 样 燃 烧 时 产 生 的 热 。 用 来 确 定 低 煤 级 煤 的 成 熟 度显 微 组 分 分 析 记 录 类 型 、 丰 度 以 及 多 种 显 微 组 分 类 型 的 空 间 关 系 。 这 些 差 别 可 与 影 响 含 气 量 和 渗 透 率 的 气 体 吸 附 能力 及 脆 性 之 间 的 差 别 有 关岩 层 总 体 密 度 (容 重 ) 容 重 与 其 他 参 数 (例 如 灰 分 含 量 与 气 体 含 量 )之 间 的 关 系 可 通 过 容 重 的 测 井 记 录 及 用 于 计 算 煤 和 页 岩的 厚 度 建 立 容 重 曲 线常 规 测 井 自 然 电 位 、 伽 马 射 线 、 浅 层 和 深 层 电 阻 率 、 微 电 极 测 井 、 井 径 仪 、 密 度 、 中 子 以 及 声 波 测 井 。 用 来 辨 别 煤层 和 页 岩 ,确 定 页 岩 中 的 孔 隙 度 和 饱 和 度 值特 殊 测 井 图 像 测 井 判 定 裂 缝 ,电 缆 光 谱 测 井 决 定 地 层 气 体 含 量不 稳 定 试 井 压 力 升 高 或 注 入 液 压 降 试 井 确 定 气 藏 压 力 、 渗 透 率 、 表 皮 系 数 、 裂 缝 性 储 层 性 能三 维 地 震 勘 探 用 来 确 定 故 障 位 置 、 气 藏 深 度 、 厚 度 和 侧 向 延 伸 的 变 化 ,以 及 煤 层 / 页 岩 的 性 质1   引 言美 国 每 年 的 煤 层 气 藏 和 页 岩 气 藏 的 天 然 气 产 量约 为 217 × 1012 1 281317 , 约 占 总天 然 气 产 量 的 15 % , 其 中 大 约 有 117 × 1012 气 量 产 自 20 多 个 不 同 盆 地 中 的 40 000 多 口 煤 层 气井 , 剩 下 的 110 × 1012 气 量 则 来 自 于 5 大 主 要盆 地 中 的 页 岩 气 藏 的 40 000 口 井 。澳 大 利 亚 、 加 拿 大 、 中 国 以 及 印 度 已 经 有 了 开采 煤 层 气 的 商 业 方 案 , 40 多 个 国 家 已 经 开 始 研 究煤 层 气 的 潜 能 。 除 美 国 外 , 现 今 还 没 有 商 业 页 岩 气项 目 , 但 开 发 新 的 页 岩 气 藏 与 增 加 现 有 气 藏 中 页 岩气 产 量 的 工 作 仍 在 继 续 。 假 设 全 世 界 的 煤 层 气 超 过9 000 × 1012 页 岩 气 超 过 16 000 × 1012 话 , 那 么 很 明 显 , 未 来 天 然 气 的 增 长 存 在 着 巨 大 的潜 能 。2   气 藏 基 本 原 理在 煤 层 气 藏 中 , 控 制 产 气 量 的 重 要 参 数 包 括 煤层 厚 度 、 煤 的 成 分 、 含 气 量 、 气 体 成 分 。 煤 层 气 产量 主 要 取 决 于 渗 透 率 和 气 体 饱 和 度 。 页 岩 气 藏 中 的资 源 储 量 和 产 量 的 控 制 与 煤 层 气 藏 中 的 情 况 类 似 。42     国 外 油 田 工 程 第 26 卷 第 5 期 (201015)    © 1994 (30~ 300 , 不 过 吸 附气 量 要 低 一 些 ( < 10 t) , 且 孔 隙 中 含 有 比 较 多的 游 离 气 。 另 外 , 页 岩 气 藏 的 渗 透 率 通 常 比 煤 层 气藏 的 低 , 变 化 范 围 一 般 在 毫 微 达 西 至 微 达 西 之 间 。在 如 此 低 的 渗 透 率 下 , 为 了 得 到 有 工 业 价 值 的 气 体流 率 , 要 经 常 打 开 一 长 的 完 井 层 段 (渗 透 率 - 厚 度比 值 最 大 ) , 且 需 要 进 行 水 力 压 裂 。 表 1 给 出 评 估这 些 气 藏 的 重 要 数 据 。表 2   选 自 具 有 商 业 价 值 的 煤 层 天 然 气 方 案 中 的 储 性 对 比盆 地 油 田 面 积 /厚 度 / 含 气 量 /( t - 1) 渗 透 率 / 网 密 度 / 数每 口 井产 气 率 /(103 d - 1)原 始 天 然 气地 质 储 量(O ( %O 井 储 量109 美 国 ) 0 40~ 70 烟 煤 300~ 600 5~ 50 + 60~ 320 130 1 500 1 760 66 3~ 15美 国 ) 20 4~ 48 烟 煤 425 5~ 20 160 450 500 1 571 57 1. 5~ 4 国 ) 5 25~ 30 烟 煤 250~ 500 1~ 25 80 520 100 809 53 0. 5~ 1. 5 国 )5 40~ 90 亚 烟 煤 30~ 70 5 + 80 600 150 288 62 0. 2~ 0. 5加 拿 大 西 部 沉 积 岩 (阿尔 伯 塔 )20 35~ 110 亚 烟 煤 55~ 110 0. 1~ 100 80~ 160 3 300 45 4 393 28 0. 25~ 0. 5 地(澳 大 利 亚 ) 30 50~ 100 烟 煤 200~ 400 100 250 80 700 450 60 2. 5~ 3. 5 地 (中 国 ) 2 20~ 40 无 烟 煤 300~ 900 < 1~ 5 80 40 70~ 140 100 20 0. 4~ 0. 8注 : 1 281317 1 4 046. 86 1 11609   选 自 美 国 具 有 商 业 价 值 的 页 岩 天 然 气 方 案 中 的 储 性 对 比 [修 改 自 2000) ]页 岩 远 景 区 盆 地 净 厚 度 / 气 量 /( t - 1) 地 层 系 数 /( 油 藏 压 力 /p 网 密 度 / 井产 气 率 /(103 d - 1 )每 口 井产 水 率 /( d - 1)O 109 2)采 收 率( %O 井 储 量(109 0~ 120 40~ 100 1~ 5 000 400 30~ 160 20~ 550 5~ 1 500 5~ 35 20~ 60 0. 2~ 1. 80~ 100 60~ 100 0. 2~ 50 500~ 2 000 40~ 160 30~ 500 0 5~ 10 10~ 20 0. 15~ 0. 60~ 150 40~ 80 1~ 1 800 300~ 700 80 30~ 100 5~ 1 000 7~ 10 10~ 20 0. 15~ 0. 60~ 200 150~ 350 0. 01~ 2 3 000~ 4 000 80~ 160 100~ 3 000 0 30~ 40 5~ 20 0. 5~ 3. 0 00~ 300 15~ 45 6~ 400 1 000~ 1 500 80~ 320 100~ 500 0 8~ 50 5~ 15 0. 6~ 2. 03   钻 井 、 完 井 与 开 采 方 法随 着 井 底 技 术 的 提 高 及 成 本 费 用 的 减 少 , 水 平钻 井 已 经 成 为 了 非 常 有 吸 引 力 的 备 选 方 案 。 从 水 平井 筒 钻 出 多 水 平 井 段 , 形 状 类 似 于 一 片 叶 子 上 的 叶脉 。 在 页 岩 气 藏 中 水 平 和 多 边 技 术 的 应 用 发 展 很大 , 尤 其 是 在 岩 气 藏 中 , 90 %的 新 井 都是 水 平 井 。在 煤 层 气 藏 中 使 用 各 种 各 样 的 压 裂 增 产 技 术 。在 美 国 新 墨 西 哥 州 的 地 , 使 用 砂 子 作 为 压裂 支 撑 剂 的 凝 胶 液 , 在 薄 的 单 一 的 煤 层 中 实 施 多 套管 井 、 挠 性 管 压 裂 增 产 技 术 。 在 美 国 怀 俄 明 州 地 煤 层 渗 透 率 高 的 井 都 是 裸 眼 井 ,煤 与 水 一 起 以 5 1 01159 的 速度 冲 刷 煤 粉 , 开 启 割 理 系 统 , 并 且 有 效 地 把 井 眼 与气 藏 连 接 在 了 一 起 。 总 之 , 无 论 是 下 套 管 井 还 是 射孔 井 , 单 层 或 者 是 多 层 水 力 压 裂 都 是 煤 层 气 井 最 常用 的 完 井 形 式 。页 岩 气 藏 基 本 上 依 赖 于 水 力 压 裂 来 连 接 井 筒 与天 然 裂 缝 。 尽 管 已 经 在 美 国 的 伊 利 诺 斯 州 盆 地 的 岩 尝 试 过 一 些 裸 眼 水 平 井 , 但 大 多数 的 页 岩 气 藏 水 平 井 都 是 沿 着 水 平 断 层 的 长 度 进 行泵 压 多 级 处 理 的 下 套 管 井 、 胶 结 井 及 射 孔 井 。 为 了实 时 监 控 这 些 作 业 及 调 整 压 裂 增 产 泵 注 计 划 , 使 用了 包 括 测 斜 仪 及 微 地 震 在 内 的 新 技 术 。 为 了 防 止 裂缝 增 长 到 底 层 的 湿 岩 中 去 , 这 些 技术 在 岩 气 藏 中 尤 为 重 要 。大 多 数 煤 层 气 藏 与 一 些 页 岩 气 藏 (如 美 国 密 执安 盆 地 的 岩 气 藏 ) 是 水 饱 和 的 气 藏 , 初始 产 量 由 水 和 少 量 的 气 所 控 制 。 由 于 天 然 裂 缝 系 统产 水 , 气 藏 压 力 下 降 , 气 就 从 基 岩 中 解 吸 , 并 且 产气 量 随 着 产 水 量 的 降 低 而 增 加 。 在 以 一 个 由 气 藏 关键 参 数 (尤 其 是 渗 透 率 ) 与 邻 井 的 干 扰 效 应 控 制 的速 度 下 降 之 前 , 产 气 量 最 终 会 达 到 一 个 峰 值 或 者 过段 时 间 后 趋 于 平 稳 状 态 。 相 反 , 干 煤 气 藏 和 页 岩 气藏 像 常 规 气 藏 一 样 , 具 有 一 个 初 始 峰 值 产 量 , 后 来由 于 解 吸 气 体 再 次 充 满 整 个 天 然 裂 缝 系 统 而 产 量 慢慢 地 下 降 。52        冯 利 娟 等 : 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏    © 1994   资 源 与 储 量准 确 地 测 定 煤 层 气 和 页 岩 气 的 地 质 储 量 是 一 项困 难 且 耗 时 的 过 程 , 这 是 因 为 这 些 气 藏 的 非 均 质 性及 其 不 确 定 性 数 据 所 致 。 在 煤 层 气 藏 中 , 天 然 气 地层 储 量 的 绝 大 部 分 被 认 为 是 吸 附 气 。 地 质 储 量( 是 由 煤 层 厚 度 (m) 、 面 积 区 域 ( 、 密 度(t/ 以 及 气 体 含 量 ( t) 决 定 的 。 为 了 测 定煤 层 厚 度 , 经 常 采 用 保 守 的 密 度 界 限 值 1175g/ 但 为 了 收 集 到 与 煤 层 共 存 的 页 岩 气 藏 蕴气 性 , 该 值 应 该 增 加 到 215 g/ 利 用 密 度 测 井或 岩 心 测 量 可 以 估 算 出 原 储 层 煤 层 密 度 。 传 统 的 气体 含 量 测 量 都 是 在 实 验 室 中 通 过 煤 样 解 吸 得 到 , 然后 再 根 据 气 体 的 逸 散 和 滞 留 对 这 些 值 进 行 校 正 。 近来 引 入 井 底 激 光 光 谱 法 来 测 量 储 层 煤 的 吸 附 气 量 。在 页 岩 气 藏 开 发 中 , 需 要 测 定 吸 附 气 的 组 成(使 用 与 煤 层 气 相 同 的 技 术 ) 和 游 离 气 的 组 成 。 游离 气 的 总 量 可 以 通 过 常 规 测 井 数 据 获 得 , 但 是 该 方法 由 于 基 岩 孔 隙 度 低 、 束 缚 水 含 量 大 、 过 渡 带 可 能很 长 等 原 因 而 变 得 复 杂 。 岩 心 测 量 , 尤 其 是 孔 隙 度和 排 泄 毛 细 管 压 力 对 于 估 计 基 岩 的 储 藏 特 性 非 常 重要 。 裂 缝 孔 隙 度 对 于 储 气 量 也 非 常 重 要 , 尽 管 它 通常 都 比 较 低 (不 足 储 层 总 容 积 的 2 %) , 但 对 于 低基 岩 孔 隙 度 的 页 岩 气 藏 , 裂 缝 孔 隙 度 却 能 影 响 其10 %或 更 多 的 储 存 容 量 。数 值 模 拟 是 一 种 强 明 力 的 手 段 , 它 通 过 估 算 油气 藏 重 要 参 数 变 化 的 影 响 并 结 合 独 特 的 组 分 (如 定向 渗 透 率 、 游 离 气 和 吸 附 气 ) 来 评 价 各 种 各 样 的 开发 策 略 (包 括 井 距 、 井 网 及 压 裂 措 施 设 计 ) , 结 合岩 心 、 测 井 、 试 井 数 据 来 量 化 描 述 气 井 动 态 。 一 旦建 立 , 模 型 就 能 随 着 产 量 、 气 藏 静 态 压 力 以 及 井 底生 产 压 力 而 更 新 , 从 而 更 好 地 理 解 和 预 测 未 来 气 井动 态 。当 气 藏 进 行 排 水 后 , 或 者 根 本 不 需 要 排 水 , 生产 动 态 和 储 量 能 够 通 过 常 规 技 术 , 如 物 质 平 衡 及 递减 曲 线 分 析 方 法 , 进 行 估 测 。 在 这 些 气 藏 中 对 储 量最 大 化 开 发 的 一 个 重 要 因 素 就 是 最 小 废 弃 压 力 。 吸附 气 藏 的 储 存 特 性 决 定 了 大 量 的 气 体 在 低 的 气 藏 压力 下 即 可 解 吸 。 图 1 表 明 , 对 于 煤 层 的 不 同 成 熟度 , 如 果 平 均 气 藏 压 力 从 100 降 到 50 p 1 p 61895 , 与 从 200 降 至 150 p 50 p , 更 多 的 气 体 解 吸 出 来 。5   评 估 策 略 与 商 业 前 景评 估 煤 层 和 页 岩 气 藏 储 量 是 确 定 最 具 前 景 的 区域 以 及 对 其 进 行 评 价 和 开 发 的 有 效 方 法 。 成 功 的 方案 有 许 多 共 同 点 , 其 中 包 括 获 得 技 术 、 天 然 气 市场 、 密 集 的 气 藏 资 源 以 及 有 利 的 储 层 特 性 (表 2 和表 3) 。图 1   表 明 不 同 成 熟 度 煤 层 甲 烷 吸 附 能 力 变 化 的 线分 析 一 个 新 区 域 的 第 一 步 是 在 对 常 规 井 、 地 质学 和 地 球 物 理 调 查 中 搜 集 现 有 的 信 息 。 一 个 重 要 的却 经 常 被 忽 略 的 是 信 息 源 , 它 包 括 井 下 图 、 煤 层 特性 以 及 钻 取 岩 心 孔 的 数 据 。 这 些 数 据 可 通 过 分 析 热成 熟 度 、 有 机 物 富 集 程 度 、 厚 度 、 深 度 来 辨 别 是 煤层 还 是 页 岩 层 。 广 泛 地 布 置 并 钻 探 垂 直 评 价 井 , 以确 定 含 气 量 、 气 体 饱 和 度 、 有 机 物 特 性 以 及 渗 透率 。 钻 探 足 够 量 的 评 价 井 对 于 量 化 气 藏 特 性 是 非 常必 要 的 , 尤 其 是 渗 透 率 , 即 使 是 近 井 之 间 , 也 可 能在 几 个 数 量 级 之 间 变 化 。如 果 评 价 井 的 特 性 令 人 鼓 舞 , 那 么 就 可 以 继 续一 些 其 他 的 选 项 , 包 括 评 价 井 布 井 。 如 果 该 气 藏 没必 要 排 水 , 那 么 就 可 能 产 出 可 观 的 气 体 ; 或 钻 水 平井 或 钻 多 分 支 井 来 迅 速 排 水 以 便 产 气 。并 不 是 所 有 的 煤 层 气 藏 都 要 进 行 多 井 测 试 试验 。 一 些 气 藏 刚 开 始 就 能 用 水 平 井 开 发 , 如 由 厚的 、 浅 层 的 连 续 煤 层 组 成 的 美 国 阿 巴 拉 契 亚 山 脉 盆地 气 藏 。 对 于 低 挥 发 气 藏 的 煤 层 , 如 加 拿 大 阿 尔 伯塔 的 层 气 藏 , 不 要 求 排 水 ,只 在 评 价 井 产 气 率 的 基 础 上 就 能 进 行 开 发 。 这 一 开发 现 象 也 同 样 适 用 于 巴 尼 特 、 俄 亥 俄 州 以 及 气 藏 。无 论 需 不 需 要 试 验 井 , 评 估 煤 层 气 和 页 岩 气 藏 的含 气 远 景 是 一 项 多 阶 段 的 活 动 , 需 要 全 面 的 策 略 及 退出 标 准 。 许 多 公 司 当 初 放 弃 了 现 今 非 常 有 商 业 价 值 的方 案 , 就 是 因 为 它 们 那 时 没 有 进 行 一 个 全 面 的 评 估 或者 缺 乏 持 续 投 资 的 毅 力 。 一 旦 一 个 方 案 具 有 商 业 价 值时 , 对 于 公 司 而 言 就 要 考 虑 成 本 最 小 化 。62     国 外 油 田 工 程 第 26 卷 第 5 期 (201015)    © 1994   煤 层 天 然 气 与 页 岩 天 然 气 方 案 调 查美 国 地 的 层 气 藏 位 于新 墨 西 哥 州 的 西 北 部 、 科 罗 拉 多 州 的 东 南 部 , 是 世界 上 最 大 煤 层 气 藏 之 一 。 它 形 成 于 白 垩 纪 , 其 产 量超 过 215 109 d , 占 美 国 总 产 量 的 60 %。 该 盆 地划 分 为 两 个 不 同 的 区 域 : “ 富 产 区 ” 和 “ 非 富 产区 ” 。 富 产 区 仅 占 整 个 产 气 区 域 的 大 约 15 % , 尽 管其 产 量 超 过 该 盆 地 的 总 产 气 量 的 75 %。 煤 层 气 藏在 富 产 区 的 最 深 处 , 不 仅 具 有 最 大 的 渗 透 率 (20~100 1 1102 × 10 - 3μ 而 且 还 是 超 压气 藏 。 富 产 区 外 , 一 般 是 低 渗 透 率 (1~ 30 薄 煤 层 (20~ 40 , 处 正 常 或 负 压 的 环 境 。富 产 区 内 , 超 过 90 %的 井 是 通 过 空 穴 技 术 完井 的 。 该 技 术 是 在 上 部 下 套 管 的 裸 眼 井 中 交 替 使 压力 升 高 然 后 突 然 急 速 降 压 来 完 井 的 。 该 过 程 使 煤 层破 坏 , 增 大 了 裸 眼 孔 , 而 且 还 增 加 了 渗 透 率 的 环 形区 域 , 这 都 增 加 了 产 气 量 。 除 富 产 区 外 , 通 常 使 用常 规 水 力 压 裂 。 富 集 区 产 量 是 6 d ( 1d = 21832 × 104 d) , 据 报 道 其 峰 值 产 量超 过 25 d。 非 富 集 区 的 产 量 是 100 × 103 d 至 400 × 103 d。7   工 程 技 术 与 未 来 趋 势过 去 的 20 年 里 , 无 论 是 煤 层 气 藏 还 是 页 岩 气藏 的 开 采 都 取 得 了 明 显 的 效 益 , 这 主 要 归 功 于 上 游的 科 技 发 展 成 果 。 这 些 科 技 包 括 水 平 钻 井 技 术 、 特殊 完 井 技 术 以 及 新 的 水 处 理 技 术 。 这 些 新 技 术 的 使用 必 将 对 技 术 发 展 及 产 量 增 长 两 方 面 产 生 巨 大动 力 。技 术 需 要 把 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏 的 开 发 归 入 和常 规 气 藏 开 发 一 样 的 基 本 类 型 : 气 藏 特 征 , 钻 井 、完 井 及 生 产 作 业 (表 4) 。但 对 于 给 定 的 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏 所 需 要 的 关键 技 术 取 决 于 该 气 藏 的 非 均 质 性 、 岩 石 的 机 械 性 能及 其 流 体 类 型 。 一 些 新 技 术 如 3D 地 震 , 虽 然 价 格昂 贵 , 但 非 常 有 用 , 在 产 气 量 与 储 量 的 评 估 方 面 发挥 着 重 要 作 用 。一 种 趋 势 是 注 入 二 氧 化 碳 来 开 采 煤 层 气 与 页 岩气 。 页 岩 中 的 煤 和 其 他 有 机 成 分 将 释 放 出 吸 附 气 , 这将 增 加 甲 烷 采 收 率 与 碳 的 螯 合 物 产 出 。 当 煤 层 吸 附 二氧 化 碳 时 会 膨 胀 , 从 而 导 致 渗 透 率 下 降 。 尽 管 如 此 ,一 些 国 家 仍 然 有 计 划 地 进 行 这 些 技 术 的 研 究 。表 4   煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏 开 发 所 需 的 关 键 技 术 与 应 用主 要 科 技 领 域 技 术 需 求 技 术 应 用储 层 表 征量 化 裂 缝 系 统 和 可 变 性以 及 判 别 高 渗 透 率 区 域3井 筒 成 像 工 具表 面 地 球 化 学吸 附 气 含 量 测 量 井 底 分 光 镜 分 析地 球 化 学 测 井渗 透 率 测 量 闭 合 前 后 进 行 小 型 压 裂 分 析电 缆 传 输 隔 离 /注 入 系 统识 别 管 后 气 藏 套 管 分 析改 进 解 释 性 算 法钻 井 作 业快 速 而 耗 费 少 的 钻 井高 压 辅 助 喷 注 的 挠 性 管 系 统遥 感 勘 测 和 复 合 钻 杆对 环 境 无 污 染 的 良 性 流 体减 少 钻 井 “ 轨 迹 ” 多 边 井储 层 下 的 抽 取水 平 井 的 稳 定 性 复 合 式 钻 井 和 尾 管 系 统机 械 尾 管 系 统完 井 作 业无 污 染 固 井 超 轻 型 固 井地 层 入 口 辅 助 喷 注 的 水 力 钻 井高 能 激 光 射 孔增 大 水 力 压 裂 的 有 效 性借 助 水 平 井 应 用 的 挠 性 管 传 送 测 井 系 统裂 缝 诊 断 ,包 括 微 地 震 和 回 注无 污 染 的 良 性 流 体超 轻 的 压 裂 支 撑 剂生 产 作 业人 工 举 升 /水 处 理井 底 气 、 水 分 离 和 回 注加 大 滤 失 量 和 /或 隔 离 污 染 物表 面 活 性 剂智 能 井 和 专 家 系 统增 产注 二 氧 化 碳 或 二 氧 化 氮强 化 水 平 井 配 置微 生 物 强 化 产 气8   结 论与 常 规 气 藏 相 比 , 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏 具 有 非均 质 性 、 多 种 气 体 共 存 及 产 量 受 控 的 特 点 。 过 去20 多 年 中 , 对 这 些 非 常 规 气 藏 已 经 在 钻 井 、 完 井及 开 采 技 术 等 方 面 取 得 了 重 大 突 破 。 结 果 就 是 排 水更 快 , 可 以 达 到 更 高 的 峰 值 产 气 量 。 储 量 预 测 更 精及 经 济 效 益 更 高 。随 着 技 术 的 发 展 和 气 体 价 格 的 高 涨 , 可 以 相 信在 不 远 的 将 来 煤 层 气 和 页 岩 气 将 会 有 更 大 的 发 展 潜力 , 并 将 在 世 界 能 源 供 给 中 占 有 越 来 越 重 要 的地 位 。资 料 来 源 于 美 国 《 J P T》 2008 年 2 月(收 稿 日 期   2008 - 03 - 12)72        冯 利 娟 等 : 煤 层 气 藏 与 页 岩 气 藏    
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