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页岩气勘探技术综述

2018-12-7 9:39:40 来源:中国矿业报社 作者:王玉芳

页岩气是产于泥页岩中的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源和化工原料。我国页岩气分布广,类型多,资源潜力大,初步估计可采资源量为36.1万亿立方米,与常规天然气相当。目前,我国页岩气商业性勘探开发主要集中在四川盆地内部的重庆涪陵、四川威远-长宁等局部地区。

页岩形成于深水环境,夹杂着大量生物的细粒沉积物在相对安静的水体中逐渐沉积,生物死亡后在沉积物的深埋下转化为有机质,有机质在深埋过程中逐渐被加温、加压,最终转化孕育成油气。部分油气通过裂缝等通道运移到其他砂岩或碳酸盐岩等储层中并富集成天然油气藏,而页岩中剩余的油气则被继续保存在页岩层中形成页岩气。

目前,页岩气勘探技术主要包括以下几种:一是地球物理技术。地球物理技术就好比给地球做CT、磁共振和“电疗”,是地质人员看地下的眼睛。为了探测地下有没有页岩气层,地质工作者通过人工地震、用电流冲激地下岩石等手段,了解地下页岩气层分布和富集特征,以此来圈定优质页岩发育区,并识别优质页岩层位。二是水平井钻井技术。为了探测和开采页岩气,石油人发明了类似内窥镜的水平井钻探技术,从地面垂直钻孔到几千米的地层深处后,再使钻孔拐弯在页岩中穿行,打出一个近2千米长的水平钻孔,用于沟通地下深部几千米范围的页岩气层,以利于后期开采出页岩气。三是水平井分段压裂技术。由于页岩是一种非常致密的岩石,页岩中的孔隙都是纳米级别,为了把页岩中微孔缝中的气体开采出来,要通过压裂手段,即采用类似水激石穿的办法,通过地面高压注水的方法,把岩石压成网状裂缝,并用砂把裂缝支撑起来,通过建立通道让气体从裂缝中逃逸到井筒,再通过地表管道进行集输。四是“工厂化”开采技术。为节约利用土地,在页岩气开采过程中探索形成了“工厂化”开采模式,在一个篮球场大的区域就可以同时施工4口~6口水平井,并在地面连成管网,集中产气。“工厂化”开采模式对我国南方复杂山区尤为重要,目前四川涪陵焦石坝等地区普遍采用了“井工厂”的开发模式,在一个钻井平台上最多钻6口~8口水平井,同时钻井、压裂、开发,既节省了勘探开采成本,又实现了规模化开发,更有利于地面集输管线的输送。□

(作者单位:自然资源部中国地质调查局油气资源调查中心)

网站编辑:宫莉

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