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中国最深页岩气井顺利完钻,这具有怎样的意义

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-20 10:09   点击:220  编辑:admin   手机版

一、中国最深页岩气井顺利完钻,这具有怎样的意义?

中国最深页岩气顺利完成钻井,这对我国的页岩气资源开发有着很大作用。页岩气是现今的地底层资源中比较难开发的一种天然资源,最大的特点就是它的含量丰富,并且资源相对集中。所以页岩气和可燃冰一起,成为了未来最有可能可以替代石油的自然资源。

一,页岩气开发

二,技术攻关

三,对我国资源发展的影响

页岩气的开发难度很大,只有美国掌握一定的技术页岩气的开发难度非常大,这也是近年来才开始兴起的开发资源的新手段。目前美国掌握着页岩气开发的手段和技术,当然美国也不是万能的,美国的技术也还非常的不成熟,页岩气开发的成本非常巨大,实在是不具有市场竞争的意义。

我国的页岩气开发计划,有了一定的技术成果随着我国最深的页岩气井的顺利完钻,标志着我国对页岩气的开发手段有了一定的基础。这是我国自主研发的对页岩气开发成果之一,可能也有了不同于美国的技术手段,这些技术将会在我国未来的页岩气开发中提供基础,为我国的、能源发展提供新的助力。期待我们国家的页岩气发展技术,能够突破技术壁垒,取得更好的成绩。

页岩气将来会成为我国资源的新储备现在的许多国家都在逐步的想办法开采页岩气资源,就是因为页岩气资源有着很大的战略意义。这个东西可以最为临时的贮备资源,在石油资源面对一些不可抗力的事情时,它将起到关键作用,至少不会被人卡脖子。页岩气开发技术和我国南海丰富的大量的可燃冰,将会对我国的自然资源发生结构性影响,从根本上使我们国家摆脱少石油的局面,为以后的中国发展,提供新的能源动力支持!

中国最深页岩气井顺利完钻。标志着我国页岩气开发技术向前迈进,对我国页岩气自给自足有重要意义。有助于减少对国外天然气的依赖。

页岩气测量和导向装备初步实现国产化,这对于对外合作取得了非常重要的经验,初步形成了页岩气钻井技术与轨迹控制的技术,加速了工程技术的的进步。

这就有非常重要的意义,而且这样的举措也能够有利于发展,同时也能够有利于探索资源,让资源能够得到更好的利用。

代表着中国的自然资源再一次得到很大的升值空间,让我们所需要的能源得以继续使用,也让我们更加珍惜和运用这些资源

二、斯伦贝谢公司页岩气钻采技术

一、内容概述

斯伦贝谢公司(Schlumberger)的工程师们在十几年以前就证明了水平井钻井技术在页岩气开发中的巨大应用潜力。页岩气井的钻探技术并不难,只是完井技术及其压裂技术的难度比较大。因此,页岩水平井开发技术的快速进步主要归功于完井技术和压裂技术的发展。

斯伦贝谢公司目前试验了一种重新考虑裂缝方向的新技术。与大多数页岩气井让裂缝直角发育、远离井眼的做法不同,该技术选择朝特定的方向增加压力进行压裂。同时,斯伦贝谢公司还克服了裂缝渗透性差的问题,开发了一种延缓支撑剂时间的泵注流体方法。清洁压裂(Clear FRAC,图1)和纤维压裂(Fiber FRAC,图2)就是这类技术。

图1 非固相清洁压裂

二、应用范围及应用实例

目前页岩气专用开采技术很少,斯伦贝谢公司是该领域的开拓者。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展。Barnett页岩区在1999年仅有4口水平井,但是到了2004年末就增加到了744口水平井。

图2 纤维压裂(产生纤维网状系统)

三、资料来源

斯伦贝谢公司页岩气研究.2012.见:张燕编辑.北美地区页岩气勘探开发综述.岩土钻凿工程情报信息,(3)

三、北美Haynesville页岩气

1.基本概况

Haynesville页岩气区,位于得克萨斯州东部与路易斯安那州西北部之间的Salt盆地西侧(图10-19),由美国切萨皮克(Chesapeake)能源公司于2007年发现。

目前,Haynesville页岩显现了较大的资源潜力,页岩气可采储量超过7.11×1012m3,是美国单井产能最高的含气页岩层。Haynesville页岩气区最大的特点是地层压力为异常高压,压力系数>2.0,超压的存在导致单井初始产量高,最高可达84.95×104m3/d,路易斯安那州核心区单井平均初始产量约为39.645×104m3/d,但生产初始递减快,单井估算最终可采储量(EUR)为0.43×108~1.28×108m3,2013年页岩气产量达到412×108m3。

2.页岩气地质特征

Haynesville页岩地层时代为晚侏罗世(晚启莫里支期),在东得克萨斯州和路易斯安那州西北部有两个沉积中心,为盆间隆起所分隔(图10-20)。Haynesville页岩在东部沉积中心厚107~122m,在西部沉积中心厚度一般<30.5m,沿西南方向逐渐变厚。Haynesville页岩埋藏深度较大,东部沉积中心埋深为3048~4572m,西部沉积中心埋深为3962~4877m。

图10-19 Haynesville页岩气生产区域与位置图

(据Ursula Hammes et al.,2011)

根据矿物成分、组构、生物群及沉积结构等特征,Haynesville 页岩可划分为3种岩相:①未成层球粒状硅质页岩岩相,TOC含量为3%~6%,薄片下见含粉砂级大小的硅质颗粒、球状粒、钙质超微化石、菊石类以及丝鳃软体动物,基质由大小为<2μm 至50μm的球状粒构成,有机质随机分散在硅质碎屑与炭质颗粒之间的基质中;②成层球粒状钙质或硅质页岩岩相,TOC 含量为2%~5%,沉积物呈球粒状,小球粒大小为10~50μm,大球粒为毫米级,由生物碎屑、有机体层、球状粒、黏土及方解石碎屑呈层状平行排列构成;③生物扰动钙质或硅质页岩岩相,TOC含量为2%~5%,指示为周期性氧化沉积环境,是掘穴生物偏好钻孔的成层页岩岩相。

Haynesville页岩具有有机质丰度高、储集性能较好、含气量高、黏土矿物含量低的特点。Haynesville页岩TOC含量为0.7%~6.2%,平均2.8%,有机质丰度从西北部向东南部TOC含量逐渐增高;纵向上高TOC含量的页岩主要分布于Haynesville页岩底部,与四川盆地下志留统龙马溪组页岩具有类似特征。目前Haynesville 页岩有机质演化程度高,处于高―过成熟阶段,镜质体反射率Ro为2.2%~3.2%;Haynesville页岩在美国典型的页岩中具有较好的储集性能,其总孔隙度为8%~9%,含气量在2.83~9.34m3/t之间,目前已成为北美页岩气产量最高的页岩层系。

Haynesville页岩基本电缆测井系列(伽马射线,电阻率,中子密度)与上覆的Bossier页岩和下伏 Haynesville 灰岩具有明显的差异,电阻率一般高于 Bossier 页岩,但低于Haynesville灰岩。相对于Bossier页岩,Haynesville页岩干酪根含量高,中子孔隙度较低,密度孔隙度较高。在最具潜力的Haynesville页岩气远景区带,其中子孔隙度曲线和密度孔隙度曲线值相近,呈叠置或相交状态,说明 Haynesville 页岩黏土含量低,干酪根含量高。

图10-20 Haynesville页岩厚度等值线图

(据Ursula Hammes et al.,2011)

1ft=0.3048m

Haynesville页岩由黏土矿物、石英、长石、黄铁矿、方解石胶结物、碳酸盐生物碎屑等组成,其中石英含量在50%~70%之间,黏土矿物含量30%~50%。方解石和硅质碎屑含量变化较大,盆地东部和北部以硅质碎屑沉积体系为主,页岩硅质含量较高;南部和西部以碳酸盐沉积为主,页岩中钙质含量高。黏土矿物主要由伊利石、云母构成,其次为绿泥石、高岭石;碳酸盐主要由方解石构成,含白云石、铁白云和菱铁矿,在部分区域方解石白云石化导致白云石成为主要的碳酸盐矿物。硅质碎屑矿物主要为石英,其次为斜长石,以粉砂-砂粒级大小的石英晶体存在。黄铁矿以结核、莓球状以及交代方解石胶结物、钙壳及介壳形式存在,遍布于全部基质中。

目前,Haynesville页岩气井深一般为3200~4200m,最深超过5639m,钻井方式普遍采用水平井钻井,水平段一般长914~1524m,水力压裂10~15段。在Haynesville页岩气生产中,高温高压在工程方面具有极大的挑战性,包括其对储层易变性、水力压裂的次数、水平井段长度、井间距以及油嘴尺寸的控制。裂缝在美国典型的页岩气区中广泛分布且在开采中起着重要的作用,但在Haynesville页岩中高有机碳含量的产层段天然裂缝却相对不发育(岩心观察中裂缝较少),裂缝在开采中作用不很明显。

3.页岩气形成与富集机制

Haynesville页岩气区位于墨西哥湾盆地北部边缘,为被动大陆边缘裂谷盆地,其厚度和岩相变化受裂谷盆地开启及后期继承性活动控制。周边沉积环境为碳酸盐台地、陆源大陆架陆坡和深水陆棚,既有原地碳酸盐沉积条件,又有异地搬运碎屑岩黏土输入,具有化学和碎屑岩沉积双重作用。Haynesville页岩沉积时处于侏罗纪全球厌氧环境背景下高海平面的海进时期,有机质生产旺盛,局部存在封闭条件,水体平静且分层明显,有机质形成与保存条件好,发育有机质含量高的黑色页岩,为页岩气的形成提供了物质基础。

Haynesville页岩自晚侏罗世沉积以来持续埋藏,进入大量生油气阶段(Ro=1.0%~1.3%),页岩内因大量生油气而产生异常高压,至白垩纪(100Ma)发生短暂抬升,部分泄压,之后持续缓慢埋藏。由于Haynesville页岩系统保存条件较好,页岩气未曾发生过大规模运移,在现今显示为明显的超压。超压减缓了压实作用对孔隙的破坏,Haynesville页岩中赋存了大量的烃类气体,使其成为具有高温、高压、高产的页岩气区。

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