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標(biāo)題: 頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”：非常規(guī)能源的寶藏 [打印本頁(yè)]

作者: 中德密封 時(shí)間: 2016-6-6 15:46
標(biāo)題: 頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”：非常規(guī)能源的寶藏
　世界上對(duì)頁(yè)巖氣資源的勘探開(kāi)發(fā)工作最早起源于美國(guó)。自1821年起，經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的研究和技術(shù)積累，得益于水力壓裂和水平井技術(shù)的突破，美國(guó)最終實(shí)現(xiàn)了Barnett頁(yè)巖氣的規(guī)�；虡I(yè)開(kāi)發(fā)。從此以后，美國(guó)的頁(yè)巖氣革命全面展開(kāi)，一改天然氣進(jìn)口大國(guó)的局面，實(shí)現(xiàn)了全面自給自足，甚至有望成為天然氣出口國(guó)。革命悄然開(kāi)始，巨變轟然降臨。
　　我國(guó)的頁(yè)巖氣資源也非常豐富。據(jù)美國(guó)能源信息署評(píng)價(jià)，全球可采頁(yè)巖氣儲(chǔ)量約2.06×1014立方米，其中中國(guó)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量高達(dá)3.61×1013立方米，位居世界第一。根據(jù)國(guó)土資源部2011年啟動(dòng)的“全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選”項(xiàng)目評(píng)價(jià)，中國(guó)的頁(yè)巖氣可采資源潛力也在2.5×1013立方米，其中，已獲得工業(yè)氣流或已發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣的評(píng)價(jià)單元可采資源潛力為1.595×1013立方米，按照目前的天然氣消費(fèi)水平，足夠全國(guó)使用上百年。
　　所謂的頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”，就是指頁(yè)巖氣富集且易于開(kāi)發(fā)的區(qū)域，能“多吃好吃”的才是甜點(diǎn)。頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”區(qū)有許多評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，例如頁(yè)巖的總有機(jī)碳（TOC）、脆性和含氣量等，這些參數(shù)有助于我們判斷某個(gè)頁(yè)巖氣勘探區(qū)域是否屬于“甜點(diǎn)”區(qū)。
　　明確了頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”區(qū)之后，如何將這些富集的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)出來(lái)，就成為一個(gè)大問(wèn)題。頁(yè)巖氣儲(chǔ)存于頁(yè)巖中，相對(duì)于常規(guī)油氣的儲(chǔ)集層，頁(yè)巖更加致密，孔隙度和滲透率都很低，這也是長(zhǎng)久以來(lái)制約國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的難題。通過(guò)上百年的探索，美國(guó)采用兩種關(guān)鍵技術(shù)率先解決了這個(gè)問(wèn)題：水力壓裂和水平井技術(shù)。自此，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)變得有跡可循。首先在頁(yè)巖氣勘探預(yù)測(cè)的“甜點(diǎn)”區(qū)，打直井到目的層，然后根據(jù)預(yù)測(cè)的頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”層位的角度打一個(gè)相同角度的井，即水平井，這樣便加大了地面上井眼與地下頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的接觸面積，能夠?qū)⒏蠓秶鷥?nèi)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層納入控制范圍，大幅提高采收率。水平井完鉆后，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)正式開(kāi)始，通過(guò)射孔將套管和水泥射穿，將生產(chǎn)管柱和頁(yè)巖氣儲(chǔ)層聯(lián)通起來(lái)，隨后在地面利用高壓泵將壓裂液壓入井底，沿著之前射穿的孔洞進(jìn)入頁(yè)巖氣儲(chǔ)層，并在液壓之下將頁(yè)巖氣儲(chǔ)層壓裂擠碎，產(chǎn)生一系列的裂縫和孔隙，進(jìn)一步擴(kuò)大頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的連通性，頁(yè)巖氣就會(huì)源源不斷地被開(kāi)采出來(lái)了。
　　分布廣泛、儲(chǔ)存量大是頁(yè)巖氣的最大優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)也存在很多弊端。例如相對(duì)于常規(guī)油氣，頁(yè)巖氣產(chǎn)能衰減很快，一口井持續(xù)開(kāi)發(fā)的能力很弱，一年之后產(chǎn)量大都會(huì)衰減一半以上，因此需要不斷地打新井來(lái)維持產(chǎn)量，這也造就了美國(guó)頁(yè)巖氣礦區(qū)鉆井密布的現(xiàn)象。另外，開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的壓裂技術(shù)最常用、最成熟的就是水力壓裂，由于無(wú)法對(duì)壓裂液體進(jìn)行完全回收利用，所以會(huì)不可避免地帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)的頁(yè)巖氣資源目標(biāo)區(qū)很多都位于水資源不太豐富的地區(qū)，也會(huì)給頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)帶來(lái)不同程度的困難。
　　近一兩年，國(guó)際油價(jià)持續(xù)下跌，油氣勘探開(kāi)發(fā)的利潤(rùn)不斷壓縮，這令本就投入甚高的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)處于尷尬的境地。我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)利用尚處于起步階段，剛一開(kāi)始便舉步維艱。但是作為一個(gè)能源進(jìn)口大國(guó)，一種安全、清潔和可持續(xù)的能源對(duì)于我國(guó)的能源戰(zhàn)略具有十分重要的意義，這些是常規(guī)油氣以及煤炭資源無(wú)法滿(mǎn)足的。目前，我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工作主要集中于幾大石油公司，中石油和中石化均已建立起具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的頁(yè)巖氣鉆井甚至頁(yè)巖氣田。通過(guò)無(wú)數(shù)人員的共同努力，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)雖任重道遠(yuǎn)，但前景光明�！∈澜缟蠈�(duì)頁(yè)巖氣資源的勘探開(kāi)發(fā)工作最早起源于美國(guó)。自1821年起，經(jīng)過(guò)幾個(gè)世紀(jì)的研究和技術(shù)積累，得益于水力壓裂和水平井技術(shù)的突破，美國(guó)最終實(shí)現(xiàn)了Barnett頁(yè)巖氣的規(guī)�；虡I(yè)開(kāi)發(fā)。從此以后，美國(guó)的頁(yè)巖氣革命全面展開(kāi)，一改天然氣進(jìn)口大國(guó)的局面，實(shí)現(xiàn)了全面自給自足，甚至有望成為天然氣出口國(guó)。革命悄然開(kāi)始，巨變轟然降臨。
　　我國(guó)的頁(yè)巖氣資源也非常豐富。據(jù)美國(guó)能源信息署評(píng)價(jià)，全球可采頁(yè)巖氣儲(chǔ)量約2.06×1014立方米，其中中國(guó)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量高達(dá)3.61×1013立方米，位居世界第一。根據(jù)國(guó)土資源部2011年啟動(dòng)的“全國(guó)頁(yè)巖氣資源潛力調(diào)查評(píng)價(jià)及有利區(qū)優(yōu)選”項(xiàng)目評(píng)價(jià)，中國(guó)的頁(yè)巖氣可采資源潛力也在2.5×1013立方米，其中，已獲得工業(yè)氣流或已發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣的評(píng)價(jià)單元可采資源潛力為1.595×1013立方米，按照目前的天然氣消費(fèi)水平，足夠全國(guó)使用上百年。
　　所謂的頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”，就是指頁(yè)巖氣富集且易于開(kāi)發(fā)的區(qū)域，能“多吃好吃”的才是甜點(diǎn)。頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”區(qū)有許多評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，例如頁(yè)巖的總有機(jī)碳（TOC）、脆性和含氣量等，這些參數(shù)有助于我們判斷某個(gè)頁(yè)巖氣勘探區(qū)域是否屬于“甜點(diǎn)”區(qū)。
　　明確了頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”區(qū)之后，如何將這些富集的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)出來(lái)，就成為一個(gè)大問(wèn)題。頁(yè)巖氣儲(chǔ)存于頁(yè)巖中，相對(duì)于常規(guī)油氣的儲(chǔ)集層，頁(yè)巖更加致密，孔隙度和滲透率都很低，這也是長(zhǎng)久以來(lái)制約國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的難題。通過(guò)上百年的探索，美國(guó)采用兩種關(guān)鍵技術(shù)率先解決了這個(gè)問(wèn)題：水力壓裂和水平井技術(shù)。自此，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)變得有跡可循。首先在頁(yè)巖氣勘探預(yù)測(cè)的“甜點(diǎn)”區(qū)，打直井到目的層，然后根據(jù)預(yù)測(cè)的頁(yè)巖氣“甜點(diǎn)”層位的角度打一個(gè)相同角度的井，即水平井，這樣便加大了地面上井眼與地下頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的接觸面積，能夠?qū)⒏蠓秶鷥?nèi)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層納入控制范圍，大幅提高采收率。水平井完鉆后，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)正式開(kāi)始，通過(guò)射孔將套管和水泥射穿，將生產(chǎn)管柱和頁(yè)巖氣儲(chǔ)層聯(lián)通起來(lái)，隨后在地面利用高壓泵將壓裂液壓入井底，沿著之前射穿的孔洞進(jìn)入頁(yè)巖氣儲(chǔ)層，并在液壓之下將頁(yè)巖氣儲(chǔ)層壓裂擠碎，產(chǎn)生一系列的裂縫和孔隙，進(jìn)一步擴(kuò)大頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的連通性，頁(yè)巖氣就會(huì)源源不斷地被開(kāi)采出來(lái)了。
　　分布廣泛、儲(chǔ)存量大是頁(yè)巖氣的最大優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)，頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)也存在很多弊端。例如相對(duì)于常規(guī)油氣，頁(yè)巖氣產(chǎn)能衰減很快，一口井持續(xù)開(kāi)發(fā)的能力很弱，一年之后產(chǎn)量大都會(huì)衰減一半以上，因此需要不斷地打新井來(lái)維持產(chǎn)量，這也造就了美國(guó)頁(yè)巖氣礦區(qū)鉆井密布的現(xiàn)象。另外，開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣的壓裂技術(shù)最常用、最成熟的就是水力壓裂，由于無(wú)法對(duì)壓裂液體進(jìn)行完全回收利用，所以會(huì)不可避免地帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)的頁(yè)巖氣資源目標(biāo)區(qū)很多都位于水資源不太豐富的地區(qū)，也會(huì)給頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)帶來(lái)不同程度的困難。
　　近一兩年，國(guó)際油價(jià)持續(xù)下跌，油氣勘探開(kāi)發(fā)的利潤(rùn)不斷壓縮，這令本就投入甚高的頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)處于尷尬的境地。我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)利用尚處于起步階段，剛一開(kāi)始便舉步維艱。但是作為一個(gè)能源進(jìn)口大國(guó)，一種安全、清潔和可持續(xù)的能源對(duì)于我國(guó)的能源戰(zhàn)略具有十分重要的意義，這些是常規(guī)油氣以及煤炭資源無(wú)法滿(mǎn)足的。目前，我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)工作主要集中于幾大石油公司，中石油和中石化均已建立起具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的頁(yè)巖氣鉆井甚至頁(yè)巖氣田。通過(guò)無(wú)數(shù)人員的共同努力，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)雖任重道遠(yuǎn)，但前景光明。

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