頁巖氣開采技術(shù)開采技術(shù)

美國將頁巖氣田開發(fā)周期劃分為5個(gè)階段。資源評估階段，即對頁巖及其儲(chǔ)層潛力做出評估；勘探啟動(dòng)階段，開始鉆探試驗(yàn)井測試壓裂并預(yù)測產(chǎn)量；早期開采階段，開始快速開發(fā)建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；成熟開采階段，進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比，確定氣藏模型，形成開發(fā)數(shù)據(jù)庫；產(chǎn)量遞減階段，為了減緩產(chǎn)量遞減速度通常需要實(shí)施再增產(chǎn)，措施如重復(fù)壓裂、人工舉升等。整體看這5個(gè)階段開發(fā)頁巖氣所采用的技術(shù)與常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)有所區(qū)別

2.1、地震勘探技術(shù)

包括三維地震技術(shù)和井中地震技術(shù)。三維地震技術(shù)有助于準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)復(fù)雜構(gòu)造、儲(chǔ)層非均質(zhì)性和裂縫發(fā)育帶，以提高探井或開發(fā)井成功率。由于泥頁巖地層與上下圍巖的地震傳播速度不同，結(jié)合錄井測井等資料可識(shí)別解釋泥頁巖進(jìn)行構(gòu)造描述，應(yīng)用高分辨率三維地震可以依據(jù)反射特征的差異識(shí)別預(yù)測裂縫，裂縫預(yù)測技術(shù)對井位優(yōu)化起到關(guān)鍵作用。

井中地震技術(shù)是在地面地震技術(shù)基礎(chǔ)上，向高分辨率高信噪比高保真發(fā)展的一種地球物理手段。在油氣勘探開發(fā)中，可將鉆井測井和地震技術(shù)很好地結(jié)合起來，成為有機(jī)聯(lián)系鉆測井資料和地面地震資料對儲(chǔ)層進(jìn)行綜合解釋的有效途徑。該項(xiàng)技術(shù)能有效監(jiān)測壓裂效果為壓裂工藝提供部署優(yōu)化技術(shù)支撐，這是頁巖氣勘探開發(fā)的必要手段。

2.2、鉆井技術(shù)

自從美國1821年完鉆世界上第一口頁巖氣井以來，頁巖氣鉆井先后經(jīng)歷了直井單支水平井，多分支水平井叢式井，叢式水平井的發(fā)展歷程。2002年以前直井是美國開發(fā)頁巖氣的主要鉆井方式，隨著2002年Devon能源公司7口Barnett頁巖氣實(shí)驗(yàn)水平井取得巨大成功，水平井已成為頁巖氣開發(fā)的主要鉆井方式。叢式水平井可降低成本節(jié)約時(shí)間，在頁巖氣開發(fā)中的應(yīng)用正逐步增多。

國外在頁巖氣水平井鉆完井中，主要采用的相關(guān)技術(shù)有：8旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，用于地層引導(dǎo)和地層評價(jià)，確保目標(biāo)區(qū)內(nèi)鉆井；隨鉆測井技術(shù)和隨鉆測量技術(shù)，用于水平井精確定位地層評價(jià)，引導(dǎo)中靶地質(zhì)目標(biāo)；控壓或欠平衡鉆井技術(shù)，用于防漏提高鉆速和儲(chǔ)層保護(hù)，采用空氣作循環(huán)介質(zhì)在頁巖中鉆進(jìn)；泡沫固井技術(shù)，用于解決低壓易漏長封固水平段固井質(zhì)量不佳的難題；有機(jī)和無機(jī)鹽復(fù)合防膨技術(shù)，確保了井壁的穩(wěn)定性。

2.3、測井技術(shù)

現(xiàn)有測井評價(jià)識(shí)別技術(shù)，可用于含氣頁巖儲(chǔ)層的測井識(shí)別總有機(jī)碳TOC含量和熱成熟度Ro指標(biāo)，計(jì)算頁巖孔隙及裂縫參數(shù)評價(jià)，頁巖儲(chǔ)集層含氣飽和度估算，頁巖滲透性評價(jià)，頁巖巖礦組成測定，頁巖巖石力學(xué)參數(shù)計(jì)算。

水平井隨鉆測井系統(tǒng)，可在水平井整個(gè)井筒長度范圍，內(nèi)進(jìn)行自然伽馬電阻率成像測井和井筒地層傾角分析，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控關(guān)鍵鉆井參數(shù)，進(jìn)行控制和定位，可以將井?dāng)?shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，避開已知有井漏問題和斷層的區(qū)域，及時(shí)提供構(gòu)造信息、地層信息、力學(xué)特性信息，將天然裂縫和鉆井誘發(fā)裂縫進(jìn)行比較，用于優(yōu)化完井作業(yè)，幫助作業(yè)者確定射孔和氣井增產(chǎn)的最佳目標(biāo)。

2.4、頁巖含氣量錄井和現(xiàn)場測試技術(shù)

頁巖孔隙度低，以裂縫和微孔隙為主，絕大多數(shù)頁巖氣以游離態(tài)吸附態(tài)存在。游離態(tài)頁巖氣在取心鉆進(jìn)過程中逸散進(jìn)入井筒，主要是測定巖心的吸附氣含量錄井過程中，需要在現(xiàn)場做頁巖層氣含量測定、頁巖解吸及吸附等重要資料的錄取，這些資料對評價(jià)頁巖層的資源量具有重要意義。針對頁巖氣鉆井對錄井的影響，可以通過改進(jìn)錄井設(shè)備方法和措施達(dá)到取全取準(zhǔn)錄井資料的目的。

2.5、固井技術(shù)

頁巖氣固井水泥漿主要有泡沫水泥、酸溶性水、泥泡沫酸溶性水泥以及火山灰 H級(jí)水泥等4種類型，其中火山灰 H級(jí)水泥成本最低，泡沫酸溶性水泥和泡沫水泥成本相當(dāng)高。其他兩種水泥是火山灰 H級(jí)水泥成本的1．45倍，固井水泥漿配方和工藝措施處理不當(dāng)會(huì)對頁巖氣儲(chǔ)層造成污染，增加壓裂難度直接影響后期采氣效果。

2.6、完井技術(shù)

國外一些公司認(rèn)為頁巖氣井的鉆井并不困難，難在完井。主要是由于頁巖氣大部分以吸附態(tài)賦存于頁巖中，而其儲(chǔ)層滲透率低，既要通過完井技術(shù)提高其滲透率，又要避免其地層損害。這是施工的關(guān)鍵，直接關(guān)系到頁巖氣的采收率。

頁巖氣井的完井方式主要包括套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井，裸眼射孔完井組合式橋塞，完井機(jī)械式組合完井等。完井方式的選擇關(guān)系到工程復(fù)雜程度、成本及后期壓裂作業(yè)的效果，適合的完井方式能有效簡化工程復(fù)雜程度，降低成本，為后期壓裂完井創(chuàng)造有利條件。

2.7、儲(chǔ)層改造技術(shù)

頁巖氣儲(chǔ)層改造技術(shù)包括水力壓裂和酸化。可以通過常規(guī)油管或連續(xù)油管進(jìn)行施工。國外在新井老井再次增產(chǎn)或二次完井中經(jīng)常采用連續(xù)油管進(jìn)行施工作業(yè)，可用于分支水平井壓裂增產(chǎn)措施有多種，包括氮?dú)馀菽瓑毫?、凝膠壓裂、多級(jí)壓裂、清水壓裂、同步壓裂、水力噴射壓裂重復(fù)壓裂等，多級(jí)壓裂、清水壓裂、同步壓裂、水力噴射壓裂和重復(fù)壓裂是頁巖氣水力壓裂常用的技術(shù)。

2.7.1、多級(jí)壓裂

多級(jí)壓裂是利用封堵球或限流技術(shù)分隔儲(chǔ)層，不同層位進(jìn)行分段壓裂的技術(shù)有2種，方式一是滑套封隔器分段壓裂，二是可鉆式橋塞分段壓裂。美國頁巖氣生產(chǎn)井85%采用水平井和多級(jí)壓裂技術(shù)結(jié)合的方式，開采增產(chǎn)效果顯著。

2.7.2、清水壓裂

清水壓裂是清水加少量減阻劑穩(wěn)定劑、表面活性劑等添加劑作為壓裂液，又叫做減阻水壓裂SlickwaterFracture。實(shí)驗(yàn)表明添加了支撐劑的清水壓裂效果明顯提高，并且成本低、地層傷害小。

2.7.3、同步壓裂

同步壓裂是對2口或更多的配對井OffsetWells，進(jìn)行同時(shí)壓裂，最初是2口互相接近且深度大致相同的水平井間的同時(shí)壓裂，已發(fā)展成3口井甚至4口井同時(shí)壓裂。此技術(shù)是采用使壓裂液和支撐劑，在高壓下從一口井向另一口井運(yùn)移距離最短的方法，來增加水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度和表面積利用井間連通的優(yōu)勢來，增大工作區(qū)裂縫的程度和強(qiáng)度最大限度地連通。天然裂縫同步壓裂對頁巖氣井短期內(nèi)增產(chǎn)非常明顯而且對工作區(qū)環(huán)境影響小完井速度快，節(jié)省壓裂成本。

2.7.4、水力噴射壓裂

水力噴射壓裂是集水力射孔壓裂隔離一體化的技術(shù)有多種工藝如水力噴射輔助壓裂水力噴射環(huán)空壓裂水力噴射酸化壓裂等此技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是不受水平井完井方式的限制可在裸眼和各種完井結(jié)構(gòu)的水平井實(shí)現(xiàn)壓裂不使用密封元件而維持較低的井筒壓力迅速準(zhǔn)確地壓開多條裂縫解決了裸眼完井水力壓裂常見的儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育時(shí)裸露井壁表面會(huì)使大量流體損失影響壓裂效果的難題缺點(diǎn)是受到壓裂井深和加砂規(guī)模的限制

2.7.5、重復(fù)壓裂

重復(fù)壓裂是在頁巖氣井初始，壓裂處理已經(jīng)無效或者原有支撐劑因時(shí)間關(guān)系損壞或質(zhì)量下降，導(dǎo)致產(chǎn)氣量大幅下降的情況下，對氣井重新壓裂的增產(chǎn)工藝。能在頁巖氣藏重建儲(chǔ)層到井眼的線性流，產(chǎn)生導(dǎo)流能力更高的支撐裂縫，恢復(fù)或增加產(chǎn)能。據(jù)統(tǒng)計(jì)重復(fù)壓裂能夠以0．3530．706美元104m3的儲(chǔ)量成本，增加頁巖氣產(chǎn)量。、，可使頁巖氣井估計(jì)最終采收率提高8%-10%，可采儲(chǔ)量增加60%。

全球?qū)搸r氣的勘探開發(fā)并不普遍但美國和加拿大做了大量工作歐洲許多國家開始著手頁巖氣的研究俄羅斯僅有局部少量開采

美國頁巖氣資源總量超過28×1012m³，頁巖氣技術(shù)可采資源達(dá)到3．6×1012m³。近30年來頁巖氣開發(fā)的發(fā)展很快20世紀(jì)70年代中期美國頁巖氣開始規(guī)模化發(fā)展70年代末期頁巖氣年產(chǎn)量約19．6×108m32000年5個(gè)頁巖氣產(chǎn)氣盆地的生產(chǎn)井約28000口年產(chǎn)量約122×108m³。2007年頁巖氣產(chǎn)氣盆地有20余個(gè)生產(chǎn)井增加到近42000口頁巖氣年產(chǎn)量為450×108m3約占美國天然氣年產(chǎn)量的8%2成為重要的天然氣資源之一2009年美國頁巖氣生產(chǎn)井約98590口頁巖氣年產(chǎn)量接近1000×108m3超過我國常規(guī)天然氣的年產(chǎn)量2010年美國頁巖氣年產(chǎn)量為1378×108m³　加拿大頁巖氣資源分布廣層位多預(yù)測頁巖氣資源量超過42．5×1012m³有多家油氣生產(chǎn)商在加拿大西部地區(qū)進(jìn)行頁巖氣開發(fā)試驗(yàn)2007年該地區(qū)頁巖氣產(chǎn)量約8．5×108m3

歐洲受美國啟發(fā)近年來一些國家開始著手頁巖氣的研究2009年初歐洲頁巖項(xiàng)目在德國國家地學(xué)實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)3此項(xiàng)跨學(xué)科工程由政府地質(zhì)調(diào)查部門咨詢機(jī)構(gòu)研究所和高等院校的專家組成工作團(tuán)隊(duì)工作目標(biāo)是收集歐洲各個(gè)地區(qū)的頁巖樣品測井試井和地震資料數(shù)據(jù)建立歐洲的黑色頁巖數(shù)據(jù)庫與美國的含氣頁巖進(jìn)行對比分析盆地有機(jī)質(zhì)類型巖石礦物學(xué)成分等以尋找頁巖氣為此工作提供數(shù)據(jù)支持的有MarathonStatoiHydro?？松梨贕azdeFranceSuezVermil－lion德國地學(xué)實(shí)驗(yàn)室等13家公司和機(jī)構(gòu)

研究人員認(rèn)為僅西歐潛在的頁巖氣資源量將有14.4×1012m34歐洲的沉積盆地主要發(fā)育熱成因類型的頁巖氣如北歐的寒武―奧陶系A(chǔ)lum頁巖德國的石炭系海相頁巖近年來多個(gè)跨國公司開始在歐洲地區(qū)展開行動(dòng)2007年10月波蘭能源公司被授權(quán)勘查波蘭的志留系黑色頁巖殼牌公司聲稱對瑞典的Skane地區(qū)感興趣埃克森美孚公司已在匈牙利Makó地區(qū)部署了第一口頁巖氣探井5并計(jì)劃在德國LowerSaxony盆地完成10口頁巖氣探井6Devon能源公司與法國道達(dá)爾石油公司建立合作關(guān)系獲得在法國鉆探的許可康菲石油公司最近宣布它已經(jīng)與BP英國石油公司的子公司簽署了在波羅的海盆地尋找頁巖氣的協(xié)議。

2019年1月下旬，隨著涪陵頁巖氣田老建產(chǎn)區(qū)一批加密井測試獲得超過30萬立方米/天的高產(chǎn)工業(yè)氣流，我國在頁巖氣開發(fā)壓裂技術(shù)上取得新突破。

全球頁巖氣資源量多達(dá)456×10¹²m³相當(dāng)于煤層氣與致密砂巖氣資源量的總和占三種主要非常規(guī)天然氣煤層氣致密砂巖氣頁巖氣總資源量的50%左右1因此頁巖氣是現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下天然氣工業(yè)化勘探的重要目標(biāo)我國頁巖氣資源亦非常豐富僅四川盆地下志留系烴源巖即有60×10⁸m³左右的資源量但對頁巖氣的勘探開發(fā)還處于探索階段尚需深入研究

3.1、頁巖氣研究與開發(fā)情況

2005年2010年國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心從在川渝鄂蘇浙皖及中國部分北方地區(qū)共40×104km2范圍內(nèi)開展調(diào)查勘查示范研究我國正式開始頁巖氣這一新型能源的資源勘探開發(fā)項(xiàng)目實(shí)施的第一口地質(zhì)資料井已于2009年11月初在重慶市彭水縣開鉆

中國石油中國石化中國海洋石油已經(jīng)施工7口頁巖氣探井并壓裂利用老井復(fù)查若干口淺井20余口正在施工的水平井2口頁巖氣勘查工作在四川威遠(yuǎn)湖北等地取得了良好的勘查效果已有4口探井獲得了工業(yè)氣流

中國石油2007年10月與美國新田石油公司簽署了威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣聯(lián)合研究協(xié)議研究內(nèi)容是四川威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣資源勘探開發(fā)前景綜合評價(jià)這是中國頁巖氣開發(fā)對外合作簽署的第一個(gè)協(xié)議還與美國沃思堡盆地頁巖氣生產(chǎn)中最有實(shí)力的Devon公司簽約聯(lián)合研究另一方面中國石油正著手研究從中國已進(jìn)行和正進(jìn)行的油氣勘探中取得的頁巖氣第一手資料中國石油在吐哈盆地侏羅系實(shí)施了油氣兼探以新的手段專門獲得頁巖吸附氣游離氣含量的資料認(rèn)識(shí)含油氣盆地的測井和地震響應(yīng)特別值得一提的是在四川宜賓實(shí)施了1口頁巖氣專探井設(shè)計(jì)200m的井深取芯154m進(jìn)行多項(xiàng)目大量的測試分析該井已于2008年11月完鉆此外為了促進(jìn)該項(xiàng)工作2009年12月中國石油西南油氣田公司成功開鉆我國第一口頁巖氣井威201井2010年9月威201井獲氣2011年1月西南油氣田公司又開鉆了國內(nèi)第一口頁巖氣水平井威201－H1井該井已完鉆此外西南油氣田公司還同殼牌公司開展了頁巖氣合作對富順―永川區(qū)塊頁巖氣進(jìn)行聯(lián)合評價(jià)

中國石化中原油田于2010年5月成功實(shí)施大型壓裂改造的頁巖氣井方深1井順利進(jìn)入排液施工階段這口氣井的壓裂施工成功標(biāo)志著中國石化頁巖氣勘探開發(fā)工作邁出了實(shí)質(zhì)性的重要一步

3.2、頁巖氣開發(fā)存在的問題

當(dāng)前我國頁巖氣資源的勘探開發(fā)尚處于初級(jí)階段面臨著諸多經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上的困難與問題這些難題主要體現(xiàn)在以下方面

1開發(fā)經(jīng)驗(yàn)匱乏需要技術(shù)積累頁巖氣開發(fā)技術(shù)還不成熟處于剛剛起步的階段加之我國的常規(guī)天然氣開發(fā)正處在蓬勃發(fā)展時(shí)期也無法動(dòng)用大量人力物力去勘探開發(fā)頁巖氣資源

2頁巖氣資源的開采難度大頁巖氣儲(chǔ)集層是由巖化的黏土有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)混合而成盡管有機(jī)質(zhì)能夠產(chǎn)生豐富的頁巖氣但這些紋理清楚的巖石間的空隙太小滲透率低氣流阻力比常規(guī)天然氣大開采難度很大所有的井都需要實(shí)施多級(jí)壓裂改造而且頁巖氣采收率比常規(guī)天然氣低常規(guī)天然氣采收率在60%以上而頁巖氣僅為5`%

3需要比美國更先進(jìn)的技術(shù)我國頁巖氣藏的儲(chǔ)層與美國相比有所差異如四川盆地的頁巖氣層埋深要大于美國美國的頁巖氣層深度在800m2600m而四川盆地的頁巖氣層埋深在2000m3500m頁巖氣層深度的增加增添了開采難度

4其他困難比如頁巖氣開發(fā)需要大量資金投入初期開發(fā)成本很高短期內(nèi)很難降下來而且頁巖氣開發(fā)的投資回收周期長經(jīng)濟(jì)效益短期內(nèi)難以體現(xiàn)但是業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為相比之于技術(shù)這些困難并不是問題的主要方面只要解決好技術(shù)難題我國頁巖氣大發(fā)展指日可待

要選擇適合國情的頁巖氣開發(fā)技術(shù)，首先要了解我國各地區(qū)頁巖儲(chǔ)層的特性，如粘土礦物成分及含量、脆性等。在借鑒國外頁巖氣開發(fā)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化出適應(yīng)性較強(qiáng)的頁巖氣開發(fā)技術(shù)。

4.1、國內(nèi)外頁巖儲(chǔ)層層位對比

美國頁巖儲(chǔ)層屬于海相沉積層位，深度范圍在76~2440m，厚度通常為30~150m。如NewAlbaney和Antrim有9000口頁巖氣井深度在76~610m。AppalachianDevonian和Lewis有20000口頁巖氣井深度在915~1525m。Bar－nett和Woodford頁巖氣井要更深些，在1525~2440m。Caney和Fayetteville頁巖氣井深度在610~1830m。

我國四川盆地頁巖氣比較有利的儲(chǔ)層是下志留系龍馬溪組和下寒武系筇竹寺組。這兩個(gè)層位的深度分別在2188~4131m和1948~4618m，也屬于海相沉積下志留系龍馬溪組。黑色頁巖厚度由威遠(yuǎn)地區(qū)的0~170m向東南增厚到650m。下寒武系筇竹寺組頁巖厚度基本穩(wěn)定在200~300m。

通過以上比較可以看出我國四川盆地的頁巖氣富集儲(chǔ)層埋深比美國的最大厚度相當(dāng)。

4.2、國內(nèi)外頁巖儲(chǔ)層特性對比

以美國Barnett頁巖和四川盆地龍馬溪組和筇竹寺組頁巖為例頁巖儲(chǔ)層的鏡質(zhì)組反射率總有機(jī)質(zhì)含量孔隙度滲透率的對比見表1

通過比較以上幾組頁巖各指標(biāo)基本相當(dāng)?shù)菍τ谒拇ㄅ璧仨搸r儲(chǔ)層的改造還需參考其它因素通過試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證

4.3、國內(nèi)頁巖氣開發(fā)技術(shù)適應(yīng)性分析

我國水平井鉆井技術(shù)與欠平衡鉆井技術(shù)已比較成熟2005年以來西南油氣田先后引入LWD旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導(dǎo)向FEMWD等先進(jìn)裝備2007年應(yīng)用欠平衡鉆井技術(shù)完成廣安0022H1井鉆井作業(yè)水平井段超過2000m在固井方面泡沫水泥固井技術(shù)從20世紀(jì)80年代就已在我國部分油氣田應(yīng)用在青海油田花土溝吐哈油田巴喀勝利油田草橋鄂爾多斯氣田河南油田氣井中均取得了較好的應(yīng)用效果技術(shù)已相對成熟國內(nèi)完井常采用工藝包括射孔完井如TCP射孔水力噴射射孔以及多功能組合管柱試油完井等這些技術(shù)在國內(nèi)各油氣田均得到廣泛應(yīng)用

儲(chǔ)層改造技術(shù)方面水力壓裂酸化工藝廣泛應(yīng)用于油氣井增產(chǎn)其中連續(xù)油管水力噴射加砂壓裂在大慶長慶四川吐哈等油田成功應(yīng)用在此基礎(chǔ)上發(fā)展的水平井分段水力噴射加砂壓裂技術(shù)也較成熟我國許多油氣田已從國外進(jìn)口了大型的壓裂設(shè)備如四川井下作業(yè)公司先后引進(jìn)了FC222512Q型壓裂車HQ2000型壓裂車FBRC100ARC混砂車HR10M連續(xù)油管作業(yè)等設(shè)備可以完全滿足水力壓裂施工的需要再次增產(chǎn)可采用重復(fù)壓裂技術(shù)人工舉升技術(shù)大慶油田成功應(yīng)用了裂縫轉(zhuǎn)向重復(fù)壓裂技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)裂縫有效控制氣舉排水在煤層氣開發(fā)中已經(jīng)被大量采用

5.1、川渝地區(qū)頁巖氣資源潛力

1侏羅系頁巖氣資源潛力1113侏羅系中統(tǒng)和下統(tǒng)是四川盆地內(nèi)暗色頁巖發(fā)育的主要層系湖盆中心暗色頁巖厚度最大其西側(cè)附近的暗色頁巖平均厚度45m南充至重慶一線的東北部暗色頁巖有效厚度50m以上最大厚度達(dá)379m四川盆地東部地區(qū)暗色頁巖有效厚度平均為142m川北地區(qū)暗色頁巖有效厚度平均為96m川中地區(qū)暗色頁巖有效厚度平均為45m生油量127．05×108t生氣量8×1012m3川西地區(qū)侏羅系紅層中所夾的暗色頁巖厚度為47．5m114m鉆探中還發(fā)現(xiàn)瀝青生氣量為5．6118．26×1012m3

2二疊系頁巖氣資源潛力14二疊系上統(tǒng)頂部發(fā)育有海相深水沉積的暗色頁巖即大隆組烴源巖四川盆地北部分布有4個(gè)大型海槽城口―鄂西海槽開江―梁平海槽廣元―旺蒼海槽和松潘―甘孜海槽此前的鉆探已表明前三個(gè)海槽地區(qū)均有大隆組暗色頁巖廣泛分布大隆組暗色頁巖的厚度有從西向東變薄的趨勢廣元―旺蒼海槽區(qū)14口井鉆遇大隆組地層厚度平均32．34m開江―梁平海槽7口井鉆遇大隆組地層厚度平均22．86m城口―鄂西海槽區(qū)6口井鉆遇大隆組地層厚度平均15．67m大隆組暗色頁巖分布面積很大如開江―梁平海槽相區(qū)內(nèi)分布的面積約2．5×104km2

3志留系頁巖氣資源潛力志留系是我國南方地區(qū)的重要烴源巖特別是志留系下統(tǒng)地層是四川盆地上覆碳酸鹽巖氣藏天然氣主要補(bǔ)充來源尤其為盆地東部地區(qū)石炭系云巖氣藏集中存在發(fā)揮了重要的作用川南地區(qū)志留系下統(tǒng)頁巖氣資源很豐富中石油于2006年的資源調(diào)查成果豐碩威遠(yuǎn)地區(qū)的筇竹寺組和瀘州地區(qū)的龍馬溪組暗色頁巖均有頁巖氣成藏的地質(zhì)條件威遠(yuǎn)陽高寺和九奎山區(qū)域158口井前期鉆井資料復(fù)查普遍有氣顯示威5井筇竹寺組暗色頁巖井段鉆井顯示氣浸和井噴在未進(jìn)行裂縫型氣藏解堵措施條件下獲得天然氣產(chǎn)量2．46×104m3d瀘州地區(qū)龍馬溪組暗色頁巖地層幾口井資料復(fù)查也有不同級(jí)別的氣顯示威遠(yuǎn)和瀘州兩地區(qū)的兩套暗色頁巖地層頁巖氣資源初步評估就多達(dá)6．88．4×1012m3相當(dāng)于四川盆地內(nèi)的常規(guī)天然氣資源總量

5.2、開發(fā)建議

當(dāng)前我國頁巖氣資源勘探開發(fā)尚處于初級(jí)階段急需完成以下幾個(gè)方面的工作

1頁巖氣地質(zhì)條件具有復(fù)雜性和特殊性非常規(guī)油氣藏成藏條件復(fù)雜儲(chǔ)層致密非均質(zhì)性強(qiáng)屬于低滲透儲(chǔ)層滲透率極低而對川渝地區(qū)的頁巖儲(chǔ)層特征缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)尚有待于全面而系統(tǒng)地勘探開發(fā)和評價(jià)建議借鑒國外技術(shù)手段對比川渝地區(qū)的儲(chǔ)層和國外頁巖氣儲(chǔ)層尋找頁巖氣富集區(qū)帶和有利開發(fā)區(qū)

2頁巖氣儲(chǔ)層的鉆完井技術(shù)包括直井和水平井以國內(nèi)技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)為了提高固井質(zhì)量建議在成本允許的條件下采用泡沫水泥固井技術(shù)國內(nèi)從頁巖氣井的鉆探到儲(chǔ)層改造均已具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)但還未投入實(shí)踐需要開展試驗(yàn)性的工作進(jìn)行驗(yàn)證并從中摸索經(jīng)驗(yàn)在開發(fā)初期可以先選擇較淺深度2000m左右的頁巖儲(chǔ)層鉆直井進(jìn)行試驗(yàn)了解目的層特性獲得鉆井壓裂和投產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)獲取一定數(shù)據(jù)資料和施工經(jīng)驗(yàn)后再向深井深度3000m4000m和水平井發(fā)展先期水平井壓裂試驗(yàn)應(yīng)在單支水平井中進(jìn)行積累一定成功經(jīng)驗(yàn)后再試驗(yàn)同步壓裂等技術(shù)7

3儲(chǔ)層改造技術(shù)方面建議借鑒國外經(jīng)驗(yàn)在產(chǎn)層初期改造時(shí)可采用水力壓裂工藝對于水平井可采用較為成熟的分段水力噴射射孔壓裂技術(shù)此外對水力壓裂效果監(jiān)測可嘗試微地震監(jiān)測技術(shù)根據(jù)四川志留系龍馬溪組頁巖樣品礦物分析結(jié)果其中方解石平均含量為16．6%白云石平均含量為14．2%因此可以考慮通過酸壓來提高儲(chǔ)層滲透率但必須經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室分析測試后才能決定是否采用該工藝以及采用何種酸液體系建議在水平井水力壓裂方面開發(fā)或引進(jìn)類似DeltaStim技術(shù)的用于水平裸眼井段的增產(chǎn)滑套完井和多級(jí)壓裂技術(shù)7

4根據(jù)川渝地區(qū)頁巖儲(chǔ)層的特點(diǎn)開發(fā)適合壓裂施工所需的工作液體系2100433B