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我国页岩气发展应朝“三步走”

行业上下游中国仪表网2012年06月15日 11:31人气:7624

  导读:近年来,随着连续型油气聚集理论、水平井多级压裂技术、平台式工厂化生产模式的突破,美国页岩气实现了快速发展。美国针对页岩气开展了几十年的持续攻关,实现目前产量的快速跨越。受美国影响,我国政府部门、生产企业、高校和科研院所,也掀起了页岩气研究与勘探开发热潮。借鉴国外页岩气发展经验,结合中国页岩气目前现状,笔者认为,我国页岩气发展应制定加快核心区评选、加大试验区建设、加强生产区规划的“三步走”路线图。
  
  近年来,随着连续型油气聚集理论、水平井多级压裂技术、平台式工厂化生产模式的突破,美国页岩气实现了快速发展。近5年美国页岩气产量由200亿立方米增长到1700多亿立方米,助推美国再次成为全球第一大产气国,改变了全球传统能源格局,形成以中东为核心的东半球“常规油气版图”,及以美洲为核心的西半球“非常规油气版图”。
  
  美国针对页岩气开展了几十年的持续攻关,实现目前产量的快速跨越。受美国影响,我国政府部门、生产企业、高校和科研院所,也掀起了页岩气研究与勘探开发热潮。
  
  我国要规模化开采页岩气,重要的是理性确定我国页岩气现阶段定位。与美国相比,我国页岩气的基础研究与勘探开发试验刚刚起步,对资源潜力与发展前景存在不同看法,核心技术与经济开采模式尚处于探索起步阶段。美国几十年页岩气生产实践证明,工作节奏可以加快,但程序难以逾越,制定页岩气科学发展路线图将有助于我国页岩气科学发展、快速发展和规模发展。
  
  借鉴国外页岩气发展经验,结合中国页岩气目前现状,笔者认为,我国页岩气发展应制定加快核心区评选、加大试验区建设、加强生产区规划的“三步走”路线图。
  
  加快“核心区”评选
  
  笔者认为,发展页岩气应加深资源认识,摸清资源家底,找准页岩气富集的核心区,把“核心区”作为资源评价的最终落脚点。核心区是工业化试验建设选择的重点地区,是科学制定页岩气发展战略与规划的基础。
  
  目前,中国页岩气勘探开发尚处于起步阶段,可用于页岩气资源潜力预测的资料和数据非常有限。尽管不同地区在富有机质页岩发育规模、页岩质量等方面具广泛的相似性,但中国地质条件的复杂性决定不同地区页岩气的形成与富集存在许多特殊性。这也导致不同研究机构对我国页岩气技术可采资源量的估算结果存在很大差异。
  
  目前具有较大影响力的估算结果主要有三种:一是美国能源信息署(EIA)评价的中国塔里木和四川两个盆地页岩气技术可采资源量为36万亿立方米;二是国土资源部油气资源战略研究中心评价的25万亿立方米;三是中国石油勘探开发研究院评价的10万亿~15万亿立方米。
  
  资源评价结果出现大的差异,特别是页岩气有利核心区不明确,十分不利于国家进行科学决策与部署,也不利于企业实际操作。为此,迫切需要加大投入,进行新一轮系统的页岩气资源评价和核心区优选。
  
  笔者认为,重点是针对我国发育的海相、海陆过渡相和陆相三类页岩,钻探一批地质调查参数井,并开展系统分析化验,取全、取准评价所需的关键参数,确立合理的评价标准,选取合适的评价方法,从而科学评价出我国不同类型页岩气技术可采资源量和有利核心区分布。
  
  从美国发展经验看,核心区是页岩气开发的主体,也是美国页岩气实现大规模开发利用的关键。页岩气核心区评价取决于5项关键指标:一是有机质含量大于2%、有机质成熟度大于1.1%、地层超压,可保证页岩中有足够含气量;二是脆性矿物含量大于40%、粘土矿物含量小于30%,可保证容易压裂形成裂缝系统;三是储集物性一般要求孔隙度大于2%、孔喉直径至少大于5纳米,可保证有较大储气空间;四是含气页岩厚度大于30米、埋藏深度小于4000米、面积大于500平方公里,可保证能进行工业化作业;五是地表平坦、水资源较丰富,保证页岩气开采有经济效益。
  
  按照上述评价标准,评价优选出我国三类页岩气核心区的个数、面积及分布,对我国页岩气是否能够实现大规模开发利用至关重要。
  
  加大“试验区”建设
  
  中国页岩气与北美页岩气相比,有三大特殊性:一是海相页岩热演化程度较高、构造活动较强;二是陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强;三是地面多为山地、丘陵等复杂地表,埋藏较深,还面临水资源与环保等问题。上述特殊性决定了我国难以照搬美国成熟技术,需要开发出适合我国地质与地面条件的低成本、环境友好的开采技术。
  
  因此,要通过加大试验区建设,从技术对策、体制机制、运营模式等方面进行研究与试验,探索形成针对不同地区、不同类型页岩气的开发模式,真正发挥试验区的示范带动作用,才能更好地促进页岩气大规模开发利用。
  
  页岩气开采方式上,可先采用直井钻探获取关键参数,后采用丛式水平井 同步压裂或交叉压裂的平台式“工厂化”作业模式进行开采。对每个平台部署多少口井、控制多大面积范围,对页岩气生产最经济有效等问题,需要通过示范区建设来解答。
  
  目前,水平井多段压裂、可钻桥塞、压裂液、微地震监测等是目前页岩气技术突破的重点。
  
  加强“生产区”规划
  
  美国已投入开发的页岩气井产量递减规律显示,一般初期产量较高但递减很快,1~2年产量递减80%~90%,后期产量递减缓慢,且生产井寿命可达20~30年。加强井间接替,特别是区块接替,是实现页岩气产量快速增长的关键。
  
  因此,在明确我国技术开采储量、工业化开采的核心区数量后,可以预测我国页岩气可能的产能和产量规模,从而将我国页岩气开发利用与常规天然气统一考虑,整体规划,合理布局,为实现页岩气大规模开发利用奠定坚实的基础。
  
  由于我国天然气工业刚进入快速发展期,管网系统和基础设施尚不完善,绝大多数地区页岩气开发缺乏现成的管网系统予以支持,需要配套建设地面集输系统和骨干管网,这必然会增加成本,降低页岩气开发利用的经济性。
  
  笔者认为,我国页岩气勘探开发已见显著成效,下一步关键是要按照“三步走”路线图,加快明确全国有多少个核心区,尽快形成我国不同类型页岩气开采模式,科学、整体和经济地部署我国页岩气产能规模和产量指标,最终实现我国页岩气大规模开发利用,使之成为支撑我国天然气工业快速发展的生力军。
(本文来源:中国科学报 转载请注明出处
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