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1、全球頁巖氣勘探開發(fā)的基本現(xiàn)狀與關鍵技術科技信息研究室2010年6月30日39頁巖氣開發(fā)的基本現(xiàn)狀與關鍵技術完成單位：科技信息研究室編寫人：張冬玉審核人：周德勇2010年6月30日39目錄一、頁巖氣的資源量與分布21.北美22.歐洲73.中國8二、世界頁巖氣的勘探開發(fā)動態(tài)91.美國92.加拿大103.歐洲114.中國12三、頁巖氣藏石油地質(zhì)特征及氣藏類型131.頁巖氣的生烴條件132.頁巖氣儲層特征133.頁巖氣的運移和聚集164.蓋層165.頁巖氣藏類型與典型氣藏17四、頁巖氣藏開發(fā)的生產(chǎn)特征及影響因素201.頁巖氣生產(chǎn)
2、特征202.影響頁巖氣生產(chǎn)的主要因素21五、頁巖氣藏開發(fā)關鍵技術261.水平井技術262.頁巖氣藏清水壓裂技術283.水平井多段壓裂和完井294.水平井同步壓裂技術（simo‐fracturing）305.其他頁巖氣開發(fā)專項技術30附：我國頁巖氣勘探開發(fā)的戰(zhàn)略目標3239全球頁巖氣勘探開發(fā)基本現(xiàn)狀與關鍵技術頁巖氣是指以多種相態(tài)存在、主體上富集于泥、頁巖（部分粉砂巖）地層中的天然氣聚集。頁巖氣主要由吸附氣和游離氣兩部分組成。其中基質(zhì)孔隙和裂縫中游離氣的儲集方式與常規(guī)天然氣儲層相似；有機質(zhì)與黏土顆粒表面的吸附氣的儲集方式與煤
3、層氣相似。頁巖氣既可以是生物成因氣也可以是熱成因氣，或是生物成因氣與熱成因氣的混合氣。生物成因氣是在埋藏階段的早期成巖作用或近代富含細菌的大氣降水的侵入作用中通過厭氧微生物的活動而形成；熱成因氣是在埋藏比較深或溫度較高時通過干酪根的熱降解或者低熟生物氣再次裂解而形成，以及油和瀝青達到高成熟時二次裂解生成。與常規(guī)油氣藏不同，頁巖氣藏是典型的“自生自儲”型天然氣藏。含氣頁巖兼具烴源巖、儲層，甚至蓋層的作用。頁巖氣成藏不需要在構造的高部位，為連續(xù)型富集氣藏。頁巖氣藏的分布與有效烴源巖分布范圍相當，呈區(qū)域性分布。因此，只要發(fā)現(xiàn)層
4、厚、含碳量高的大片頁巖，就能大致能確定頁巖氣的分布。頁巖氣藏儲層的孔隙度與滲透率極低，產(chǎn)層厚度一般為15～100m，孔隙度一般為4%～6％，基質(zhì)滲透率介于（0.001～1）×10-3μm2之間，常伴有天然裂縫，通常需要特殊的鉆井技術、完井技術和壓裂改造技術等才能獲得商業(yè)產(chǎn)量。第一口商業(yè)性頁巖氣井完鉆于1821年，目的層是美國Appalachian盆地泥盆系Dunkirk頁巖。該氣井比第一口油井早了38年。20世紀40年代，美國的密執(zhí)安盆地完鉆了8口頁巖氣井，其中有5口目前仍在生產(chǎn)。之后，美國其他產(chǎn)氣盆地陸續(xù)有頁巖氣井投入
5、生產(chǎn)。二十世紀90年代以來，隨著水平井和頁巖層壓裂等技術的日趨成熟，美國頁巖氣工業(yè)迅猛發(fā)展，特別是得克薩斯州沃斯堡盆地Barnett頁巖天然氣的成功開發(fā)，標志著頁巖氣勘探開發(fā)技術已趨于成熟，由此掀起了世界范圍內(nèi)頁巖氣勘探開發(fā)的熱潮。39一、頁巖氣的資源量與分布據(jù)2007年美國《油氣雜志》的在線數(shù)據(jù)，全球頁巖氣資源量約為456.24×1012m3（表1），主要分布在北美、中亞、拉美、中東、北非和前蘇聯(lián)地區(qū)。目前，僅美國和加拿大對頁巖氣進行了成功的勘探和開發(fā)。表1世界主要地區(qū)頁巖氣儲量表（1012m3）地區(qū)或國家頁巖氣儲量北
6、美108.79拉美59.95西歐14.44中歐和東歐1.10前蘇聯(lián)17.75中東和北非72.15非洲撒哈拉地區(qū)7.76中亞和中國99.90太平洋（經(jīng)濟合作發(fā)展組織）65.50亞太其他地區(qū)8.89南亞0世界456.241.北美據(jù)國際能源署2010年3月份公布的數(shù)據(jù)(與2007年數(shù)據(jù)有變化)，北美頁巖沉積層中天然氣地質(zhì)儲量為33.98×1012m3，分布于北美各個沉積盆地的19個頁巖產(chǎn)區(qū)（圖1），現(xiàn)有技術經(jīng)濟條件下的可采儲量為15.8×1012m3。近年來，北美頁巖氣產(chǎn)量大幅增長（圖2），頁巖氣將是未來北美天然氣產(chǎn)量增長的主
7、要動力（圖3）。北美含氣頁巖富集帶具有多種成熟程度、多種天然氣成因和巖相，沉積環(huán)境復雜。例如得克薩斯州西部Bossier含氣頁巖儲層為頁巖、砂巖和粉砂巖混合巖相，東部含油氣盆地如阿巴拉契亞（Appalachian）盆地、墨西哥灣地區(qū)沃斯堡（FortWorth）盆地、西加拿大沉積盆地以黑色頁巖為主。富含有機質(zhì)的黑色頁巖可以沉積于多種多樣環(huán)境、位置中，它與自生黃鐵礦的出現(xiàn)，宏觀上通常代表水流微弱或停滯的缺氧還原環(huán)境。遍及北美各盆地古生界的海相富有機質(zhì)黑色頁巖，其沉積環(huán)境的推斷與解釋仍然眾說紛紜。39總之，北美地臺東、西、北三
8、面環(huán)繞的Acadian、Antler、Ellesmere活動造山帶使地臺內(nèi)部坳陷和隆起發(fā)生幕式調(diào)整，相對海平面升降、陸源沉積物供應量發(fā)生波動，泥／頁巖厚度、分布、生烴潛力受到相對海平面變化影響。圖1北美頁巖氣盆地分布圖圖2北美頁巖氣產(chǎn)量39圖3美國、加拿大未來天然氣產(chǎn)量構成根據(jù)巖石礦物組成特征、測井響應、地球化學參數(shù)
