“页岩气革命”:或将改变世界天然气市场格局

一场悄然降临的"页岩气革命"开始对全球天然气供需关系变化和价格走势产生重大影响,并引起天然气生产和消费大国的关注。页岩气的开发,特别是美国页岩气产量的急剧增加,使这个大多数人还十分陌生的能源话题浮出水面。我国蕴藏着丰富的页岩气资源,俄罗斯媒体认为,页岩气开采将使中国能源供应版图发生巨变……2010年3月,彭博新闻网站发表记者本.法里题为《中国或效仿美国大举开发页岩气》的文章认为,为满足对天然气日益增长     

页岩气资源开采现状、问题与前景

过去的5年间,页岩气开采工作取得了长足的进步,已成为世界天然气产量增长的主要推动力。凭借着页岩油气的开采,美国正迈向能源独立之路,而且在油价低位徘徊、钻井数量减少的情况下,依靠不断提高钻井效率和单井产量,仍然实现了页岩油气产量的持续增长。通过在四川盆地下古生界五峰组—龙马溪组页岩气开采所取得的突破,国内页岩气的储量和产量也获得了迅猛增长,并已成为未来天然气工业增储上产的一个重要领域;与此同时,在最初曾被寄予厚望的陆相和海陆过渡相页岩气两大领域,以及页岩气勘探投入最大的广大南方复杂构造区则未能取得实质性进展。对国内页岩气的发展基本形势与存在问题的分析结果表明,非海相领域和强改造、过成熟的南方复杂构造区海相领域尽管广泛分布富有机质页岩,但在页岩气资源禀赋以及水平井压裂技术等方面存在的诸多问题制约了其勘探开发前景。进而分析了未来中国页岩气发展值得关注的若干问题,结论认为:要现实"十三五"页岩气储量、产量的持续稳定增长,需要有新层系、新区块的发现与接替,而四川盆地内3 500 m以深超高压深层海相页岩气开采技术的突破则是页岩气增储上产的关键和希望之所在。     

中国非常规天然气资源分布及开发现状

中国天然气资源丰富,储量和产量增长潜力巨大。在未来的5~10 a,常规天然气仍在天然气开发中处于统治地位,但非常规天然气也在天然气长期发展历程中起着越来越重要的作用。目前中国非常规油气的勘探开发仍处于起步阶段,国土资源部及3大国有石油公司已经在不同程度上针对致密气、煤层气和页岩气等非常规天然气进行了资源评价。评价结果显示:2012年中国致密气总资源量为16×1012m3,年产量为320×108m3/a,已进入大型商业化开发阶段;截至2011年12月底,中国煤层气累积探明地质储量为4 155×108m3,储量和产量均较少,正处在工业化和商业化开发的早期阶段;页岩气因为没有探明储量,现处于初步探索阶段,相关机构及组织对中国页岩气资源进行了初步评价,并在四川建立了页岩气示范区开展实践研究;天然气水合物同样受到了很大重视,已经根据不同勘探程度,分层次对南海和青藏高原天然气水合物资源进行勘查。为有效开发中国非常规天然气资源,必须进一步深入地质理论研究和资源储量评估,集成系列的配套工程技术,并对工程技术进行试验和示范,使资源开发与环境保护的矛盾得以妥善解决。     

世界非常规天然气的储量及开采现状

非常规天然气是指致密砂岩气（TSG）、煤层气（CBM）、页岩气（SG）,天然气水合物、高压气（水溶气）和深层气,世界非常规天然气资源潜力非常巨大,具有广阔的开发前景．文中详细阐述了非常规天然气的组成和定义,以及致密砂岩气、煤层气、页岩气和天然气水合物在世界的分布、储量和开采现状等,认为非常规天然气的开采到目前为止还是比较有限．新的技术还需进一步研究,而且开采过程中所面临的储层损害和环境问题也有待解决．但随着油气勘探开发技术的进一步发展,必然会实现非常规天然气的有效开采,这对于满足目前日益增长的能源需求越来越重要,非常规天然气必将成为新一代环保、高效的优质替代能源。     

刍议页岩气的开发利用

页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源,中国的页岩气可采储量居世界第一。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点,往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比,页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点,大部分产气页岩分布范围广、厚度大,且普遍含气,这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。     

页岩气开发的地质与工程一体化技术

页岩气储层非均质性强,实现工程技术与储层条件的最佳匹配,是实现页岩气经济有效开发的关键。分析了我国页岩气开发中存在的主要问题,阐述了页岩气储层特征分析方法及关键技术,从地质与工程一体化的角度,系统论述了针对于页岩气储层特征的工程技术思路和方法,建立了页岩气地质与工程一体化的技术体系。      

全面开花不如深耕涪陵

中国石化在位于四川盆地东部的涪陵区块成功开采出页岩气.对于天然气需求处于快速增长阶段的中国而言,这一成就或将具有划时代的意义.如果能以涪陵页岩气开发为契机,因势利导,加快发展中国的页岩气产业,中国或将成为继美国之后第二个迎来页岩气革命的国家.     

世界页岩气储量知多少

<正>数据显示,全球常规天然气可采储量为1870347亿立方米,而页岩气技术可采资源量为1874026亿立方米,两者数值大致相当。从这一点看,实现页岩气的有效开采利用,对于解决人类能源问题,确实有着相当重大的意义。根据美国能源信息署的评价报告,页岩气技术可采资源排名前10位的国家依次是中国、美国、阿根廷、墨西哥、南非、澳大利亚、加拿大、利比亚、阿尔及利亚和巴西。这十个国家技术可采资源量占全球的84.5%。     

提高页岩气开采效率的措施

页岩气属于非常规的天然气资源,作为清洁能源的补充,具有非常高的地质储量,为了提高页岩气的开采效率,加强对页岩气生产管理,从采气现场的管理出发,以解决影响页岩气开采的技术难点问题,通过压裂技术措施,提高页岩气的产能,满足页岩气开采对提高采收率、保证生产时效及持续开采的要求。通过信息化设备,降本增效,提高现场安全管理。     

页岩气试油快速投产技术探讨

针对四川盆地页岩气勘探开发中工厂化作业技术需求,以"降本增效、绿色环保"为出发点,攻克了变化流速和粒度分级高效处理、多功能装备集成困难和天然气燃烧声光热污染等技术难题,探讨了综合应用天然气快速净化技术、返排液回收技术和安全环保技术实现页岩气试油快速投产的技术方法。研究成果以长宁-威远等重点勘探开发项目为依托,现场试验表明,文章提及的技术方法初步实现了页岩气试油快速投产,为页岩气的规模开发奠定了技术支撑。     

中国陆相盆地页岩油研究及勘探开发进展

北美页岩油气的成功勘探带给全世界新的油气勘探思路。中国陆相盆地的页岩油资源非常丰富,但中国陆相盆地特殊复杂的地质与工程条件也给中国的勘探家们带来了诸多难题。近年来页岩油的概念内涵饱受争议,中国陆相页岩油的形成条件、赋存形式、成藏机理、资源潜力与有利发育区等内容成为研究热点,中国陆相湖盆发育淡水、咸水环境2类优质烃源岩,经研究表明,淡水、咸水环境均可发育高TOC页岩。微米-纳米级孔隙是页岩油重要的储集空间,主要包括晶间孔、有机质孔、层理缝、微裂缝等,纹层状岩相是页岩油勘探的有利岩相已成为共识,页岩油丰富的资源量引起了国内各大石油企业的关注,页岩油相关的勘探开发工作也先后开展,并取得了很大进展。目前,中国页岩油勘探开发仍存在众多问题,页岩油概念混乱、地质条件复杂、工程手段有限等一系列问题亟待解决。总体来看,页岩油革命即将到来。     

中国页岩气勘探开发进展与发展前景

全球掀起了轰轰烈烈的"页岩气绿色革命",北美以外地区有20余个国家在进行页岩气前期评价和勘探开发先导试验,页岩气资源成为潜力较大、较重要的天然气开发目标。中国发育海相、海陆过渡相—陆相煤系和湖相3类富含有机质页岩,都具备页岩气形成与富集条件,页岩气资源丰富。中国在页岩气资源潜力评价和勘探开发先导性试验上取得了重要进展,正在寻求实现页岩气资源有效开发。本文系统总结了中国页岩气勘探开发实践,分析了中国页岩气资源前景,指出中国页岩气资源丰富。目前已在中国多处发现了页岩气资源,发展前景良好。与北美相比,中国页岩气形成与发展具明显的特殊性,许多地质与开发难题亟待解决。随着页岩气地质评价与开发理论创新及相关关键技术突破、经济条件改善和国家政策支持,未来中国页岩气资源发展前景广阔,有望改变中国天然气发展乃至整个能源发展格局。     

2021 年 4 期目录

北美海相页岩油采用长水平段水平井密切割体积压裂技术和“工厂化”施工技术等手段,已获得规模化商业开发,而国内陆相页岩油勘探开发起步晚,总体处于试验与示范阶段。为促进我国页岩油的勘探开发进程和页岩油开发技术的发展,总结分析了北美海相页岩油和国内陆相页岩油储层的基本特征、储层改造技术现状和特点,从中得到了诸多启示,从而针对国内陆相中高成熟度页岩油储层的特性,提出了强化基础与机理研究、进行多岩性偏塑性储层穿层压裂技术及复杂缝压裂技术攻关、研发多功能压裂液和压力敏感智能支撑剂、研究排采和CO₂注采技术及进行压–驱–采一体化攻关的建议,以期提高我国陆相中高成熟度页岩油的开发效果。      

中国页岩气勘探开发面临的问题与对策

为加快中国页岩气产业的发展步伐,探讨了中国页岩气勘探开发面临的问题,并提出相应的应对措施。分析认为,页岩气要成为中国天然气勘探开发的后备领域,形成产业化规模并为调整和优化能源结构、缓减天然气供需矛盾作出贡献,至少需要解决4个问题：①中国是否存在页岩气;②页岩气的单井产量有多高;③页岩气藏的规模有多大;④开采页岩气的成本是否划算。四川盆地长宁、威远地区钻获丰富的页岩气,初步回答了中国有无页岩气的问题,但是,中国页岩气的勘探开发还面临着资源、环境、技术、成本和政策等5个方面的挑战：①页岩气资源评价、储量计算和产能预测的方法需要探索,页岩气资源量、储量和产能尚不清楚;②中国页岩气勘探开发受环境制约,环保要求高;③页岩气的评价技术和核心工艺技术还不完全掌握;④成本是制约页岩气效益开发的关键因素;⑤现有天然气勘探开发的一些技术标准不适应页岩气勘探开发,中国缺少发展页岩气产业的系统扶持政策等。针对上述问题,建议当前应当做好矿权秩序维护、科技攻关、政策扶持、标准制订、先导试验区建设和体制创新等工作。     

中国页岩气勘探评价若干问题评述

页岩油气开采被认为是自石油发现以来最重要的能源开发，是过去半个世纪以来油气工业界在油气地质与工程方面所取得的最激动人心的技术成就。页岩油气的商业开采带来了一场世界性的革命，并已迅速波及国内，形成一股全民热潮。然而，无论从哪个角度来分析，要取得北美地区页岩气的成功都还有很长的艰难道路要走。自2009年开始页岩气钻探以来，中石油、中石化和壳牌中国在四川盆地下古生界海相页岩气勘探方面取得了重要进展，中国也由此成为除北美地区之外唯一一个接入管网开始页岩气商业生产的国家。尽管目前国内的页岩气产量对整个天然气生产的贡献尚微不足道，但这毕竟是一个良好的开端。通过对国内近年来页岩气勘探现状的分析，以及对页岩气热潮的冷静思考，揭示了目前页岩气勘探与评价认识中存在的种种问题，指出在陆相页岩气和南方构造复杂区海相页岩气的勘探方面，以及在页岩气资源的评价认识与发展规划的制定方面，需要做更潜心、认真的研究与科学思考，既要重视页岩气发展的机遇，更要防范页岩气开采中的巨大风险。     

技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键

近年来,美国页岩气的勘探开发步入大规模快速发展阶段。除了得益于天然气市场需求的增长、国家政策扶持等因素外,技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键因素,其中钻井、完井与增产技术的进步,尤其是水平井钻井、水力多段压裂、重复压裂、同步压裂以及裂缝综合监测等技术的突破与广泛运用起着极为重要的作用。美国页岩气勘探开发的巨大成功表明,只要突破传统的勘探思想,坚持不懈地开展技术创新,仍然能够使分布广泛的页岩气资源量逐步转化为经济和技术可采储量。     

中国石化页岩气“十三五”发展成果与展望

“十三五”期间,中国石化以大力提升油气勘探开发力度、保障国家能源安全为己任,按照“加快开发志留系、攻关突破新类型、积极准备新区新层系”发展思路,加强勘探开发一体化、地质工程一体化,加大关键技术攻关,高效开发了北美以外最大的页岩气田——涪陵页岩气田,探明了中国首个深层页岩气田——威荣页岩气田,实现了中国首个常压页岩气田规模商业发现,落实了深层、常压5个千亿方资源规模新阵地,侏罗系陆相页岩油气、二叠系海相页岩气以及中扬子新区新层系勘探取得新发现。页岩气地质理论认识不断深化,深层页岩气富集机理、常压页岩气富集规律研究取得新认识,创新形成了海相页岩气提高采收率技术、3 800 m深层页岩气开发技术和常压页岩气低成本技术体系,助推页岩气储、产量快速增长,实现页岩气跨越式发展,持续引领中国页岩气发展。未来页岩气攻关方向将以四川盆地及周缘深层、常压、新区新层系为重点领域,加强不同类型页岩气富集机理、开发基础理论研究和关键技术攻关,在“十四五”期间形成涪陵万亿方规模大气田,深层、常压、新区新层系战略领域取得新突破,实现多类型页岩气商业发现和储、产量规模增长。     

中国石化页岩气发展现状与趋势

中国页岩气地质资源丰富,但与北美相比具有地质年代老、埋深大、热演化程度高、构造和地表条件复杂的特点,很难实现商业开发。自2006年以来,中国石化页岩气勘探开发经历了调研及选区评价、勘探突破和勘探开发快速发展3个阶段。2012年,海相页岩气勘探获得重大突破,高效建成中国首个页岩气田——涪陵页岩气田,并实现威荣深层页岩气商业开发及其他勘探领域的不断拓展,页岩气探明储量、产量快速规模增长。经过十余年的科技攻关和重大装备研发,中国石化创新引领了页岩气藏精细描述及综合评价技术体系,发展了立体开发调整技术,形成了山地条件下优快钻井与长水平井分段压裂及气田绿色开发配套技术。中国石化未来将持续加强地质评价与探索,夯实可持续发展的资源基础,坚持地质工程一体化发展思路,加强技术装备升级,利用大数据、人工智能助推油气行业降本增效,加强项目全过程一体化管理,提升页岩气开发效益,从而实现中国石化页岩气探明储量、产量稳步增长。     

页岩气水平井穿行层位优选

通过多年的勘探开发实践,我国在四川盆地及其周缘上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组实现了页岩气商业开发,认识到页岩气藏具有自生自储、低孔特低渗特征,属于“人工气藏”,其高产是由地质和工程两类因素共同控制。地质因素决定页岩气是否富集,工程因素则是决定页岩气是否高产的重要条件。准确识别“甜点层”,优选确定水平井穿行层位,是页岩气能否获得高产的关键。对涪陵页岩气田焦石坝区块水平井穿行层位优选实例的剖析表明,精细研究是准确优选水平井穿行层位的基础,地质、工程一体化紧密结合是准确优选水平井穿行层位的关键。根据各个地区具体地质条件,将地质、工程结合,优选水平井穿行层位,是页岩气勘探开发最终获得成功的重要保障。