全球页岩气勘探开发技术综述剖析.doc

全球页岩气资源开发技术综述 谭 巍 （长城钻探工程有限公司钻井二公司，辽宁 盘锦 124010） 摘 要 “页岩气革命”在全球范围内掀起了页岩气勘探开发的热潮，根据EIA必威体育精装版发布的全球页岩气资源评价必威体育精装版数据显示，全球页岩气技术可采资源约为207×1012m3。本文介绍了目前页岩气资源分布现状以及页岩气勘探开发的关键技术，如钻井技术、钻井液技术、固井技术、完井技术和压裂改造技术。 关键词： 页岩气 钻井 完井 压裂 钻井液 一、全球页岩气资源现状 1.页岩气资源储量情况 以美国为首的“页岩气革命”推动了全球非常规油气勘探开发的进程。其中，页岩气的勘探开发因其丰富的资源储量，成为了全球各大能源行业关注的焦点。 全球范围内，页岩气资源主要分布与北美、中亚、中国、北非等国家和地区。根据2013年6月美国能源信息署（EIA）发布的全球页岩气资源评价必威体育精装版数据显示，全球页岩气技术可采资源约为207×1012m3。其中，中国以31.57×1012m3的页岩气技术可采资源储量，占全球页岩气资源总量的15%，排名世界第一。除中国外，其他页岩气资源丰富的国家还包括阿根廷、阿尔及利亚、美国和加拿大等。排名前十位的国家页岩气资源量总和达163.21×1012m3，占全球页岩气总资源量的79%（表1）。 表1 2013年全球页岩气技术可采资源量排名前十位国家 序号 国家 页岩气技术可采资源量 (×1012m3) 1 中国 31.57 2 阿根廷 22.71 3 阿尔及利亚 20.02 4 美国 18.83 5 加拿大 16.23 6 墨西哥 15.43 7 澳大利亚 12.37 8 南非 11.04 9 俄罗斯 8.07 10 巴西 6.94 2.页岩气资源分布 从EIA发布的页岩气盆地分布图（图1）可以看出，世界上大型的页岩气盆地主要分布于北美、亚洲和南美等地区。 图1 全球页岩气盆地分布图 美国是最早开始研究页岩气勘探开发的国家，经过多年的探索经验，美国目前已经拥有世界领先的页岩气勘探开发技术,进入了页岩气商业化开采的阶段。美国的页岩气开发区块主要分布于美国南部的Barnett页岩、Woodford页岩、Fayetteville页岩、Marcellus页岩和Haynesville页岩气区块,以及东部、中东部的Ohio页岩、New Albany页岩和Antrim页岩气区块等。据EIA发布的《2013年能源展望报告》中预测，美国页岩气产量在2040年将达到4729×108m3。 加拿大作为页岩气开发的另一个重要国家, 其页岩气资源主要分布在东部和西部，包括Montney页岩和Utica页岩等九大页岩气区块，可采资源量分别为0.9×1012m3和10.1×1012m3。目前，加拿大页岩气开发仍处于初级阶段，尚未完全进行商业化开发。 中国是除美国和加拿大之外,正式开始页岩气资源勘探开发的国家,我国页岩气资源丰富,主要分布在四川、鄂尔多斯、渤海湾、松辽、江汉、吐哈、塔里木和准噶尔等含油气盆地，由中国石油、中国石化以及延长石油三家公司进行勘探开发。四川作为中国页岩气的主要生产区，目前已有中国石油和中国石化在此建设生产示范区。截止到2013年12月，全国累计完成页岩气钻井285口，其中水平井86口。目前，由于技术经验的逐步成熟以及我国针对页岩气开发推出的补贴政策，全国页岩气正式进入大规模开发生产阶段，产能及产量步入加速增长阶段。 二、页岩气勘探开发概况 页岩气储层与常规储层的差异很大，因此页岩气的勘探开发必须采用先进的开发技术，才能实现经济高效的开发。针对页岩气藏的特点，借鉴美国在页岩气开发方面的成功经验，我们得知水平井钻完井技术和压裂改造技术是页岩气开发的关键技术。 1.钻井技术 页岩气井钻井主要包括直井和水平井两种方式。直井主要目的用于试验，了解页岩气藏特性，获得钻井压裂和投产经验，并优化水平井钻井方案。水平井主要用于生产，可以获得更大的储层泄流面积，得到更高的天然气产量 一般情况下，若页岩储层为水平裂缝，主要采用垂直井 若页岩储层为垂直裂缝，多采用水平井，形式包括单支多分支和羽状水平井等，直井与垂直裂缝相交的机会较少。 根据美国开发页岩气的经验，水平井的产量是直井的3-5倍，成本只相当于直井的1.5倍。因此，水平井钻井技术是页岩气开发的核心技术。目前，国外页岩气钻井技术中主要采用的技术有：轨迹控制技术、欠平衡及控压钻井技术、旋转导向钻井技术以及钻井液技术。 1）轨迹控制技术 （1）井眼方位选择 页岩气水平井井眼方位一般选择在应力较低、脆性矿物和干酪根富集、裂缝发育程度高、孔隙度较高的页岩层区域，以便为后期压裂提供有利条件。 一般情况下选择与主要裂缝网络系统大致平行的方位进行水平井钻井，能够生成大量的横向