【金正纵横】国际页岩气勘探开发技术发展趋势

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　　页岩气在全球分布范围广、储量大，具有广阔的开发利用前景。尤其近年来美国、加拿大等国家在页岩气开采方面取得的巨大突破，使得开展页岩气研发的重要性也日渐凸显。这里分析归纳出当前国际页岩气在今后需要关注的主要技术领域，以期我国页岩气勘探开发研究有所裨益。

　　1、页岩气成因机理研究
　　页岩气既可以是生物成因气也可以是热成因气，或是生物成因气与热成因气的混合气。作为生物成因气，通过在埋藏阶段的早期成岩作用或近代富含细菌的大气降水的侵入作用中厌氧微生物的活动形成;作为热成因气，通过在埋藏比较深或温度较高时干酪根的热降解或是低熟生物气再次裂解形成，以及油和沥青达到高成熟时二次裂解生成。成因多样性特点延伸了页岩气的成藏边界，扩大了页岩气的成藏与分布范围，使通常意义上的非油气勘探有利区带成为了需要重新审视并有可能获得工业性油气勘探突破的重要对象。
　　2、页岩气成藏机制探讨
　　广义上的页岩气普遍发育且分布广泛，但要形成具有工业勘探开发价值的页岩气需具备相应的地质条件。页岩气成藏经历了非常复杂的多机理过程，是天然气成藏机理序列中的重要构成和典型代表。根据不同的成藏条件，页岩气成藏可以表现为典型的吸附机理、活塞运聚机理或置换运聚机理。在特征上，页岩气介于典型的吸附气(如煤层气藏)、典型活塞式成藏的根源气(如狭义深盆气藏)和典型置换式运聚的游离气(如常规的背斜圈闭气藏)三大类气藏之间，页岩气藏表现为典型的“自生、自储、自封”的成藏特征。
　　3、有效页岩气层识别
　　页岩气赋存相态具有多样性。页岩气是否具经济开采价值，主要受天然气的生成(气源岩厚度较大、有机碳含量及成熟度较高等)、排出(单层页岩厚度较大、裂缝发育但穿层断裂较不发育等)、储集(微孔隙发育、有效孔隙度较高、微裂缝发育程度较高等)以及其他影响因素(如与背斜构造重叠、碳酸盐岩等其他盖层发育等)等控制。在这些条件具备情况下，通过地质分析(成藏条件)、测井分析(泥页岩段气测异常等)、地震追踪(空间分布)等方法和手段，易于对页岩气进行快速识别和预测研究。
　　4、页岩气产层压裂改造
　　水力压裂是如页岩气等低渗透油气田开发中较早使用也是目前最常使用的技术。水力压裂处理的目的是建立能提供很大表面积的长而窄的裂缝。裂缝的半长可以在30.5-305m这一数量级，开度在3.05cm这一数量级。水力压裂的首要目的是改善储层与井眼之间的流体连通。近年来取得的进展包括:粘弹性表面活性剂压裂液、限流压裂完井等。粘弹性表面活性剂压裂液的优点是易于准备、没有地层损害和支撑剂充填体仍有很高的传导性，不需要交联剂、破胶剂或其他化学添加剂。限流压裂完井技术就是选择压裂所需的射孔直径和射孔数量，以便预期的注入速率产生足够的流速，在井眼与水力裂缝之间建立数十万帕的压差，这种做法可以保证流体流入所有炮眼，即使裂缝内各个炮眼之间的压力变化很大。
　　5、水平井和多分支井
　　水平井作为一种开发页岩气的一项成熟技术已经在美国得到广泛应用。从页岩气开发的角度来讲，水平井水平段在页岩层中的位置、延伸长度和延伸方向是决定水平井产能的关键因素，因此在水平井的建井过程中必须应用能保证水平井以最佳井身轨迹钻进的新工艺。美国Andrill公司研制出地质导向工具，可测得离钻头1-2m范围内的方位、地层电阻率、伽玛射线、转速和井斜等，并把这些钻头附近的数据传到MWD系统，以便更好地引导钻头穿过薄层和复杂地层，利用测井数据直接进行地质导向钻井，而不是按预先设计的井眼轨迹钻井。多分支井的完井仍然是技术上的难点，其主要困难在于主井眼与分支井眼的连接技术。分支井的连接技术是分支井所特有的，支井眼与主井眼的密封连接问题是目前分支井完井作业技术难度最大的。因此分支井研究的主要方面集中在分支井完井中的主、支井眼连接技术。

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最核心的技术还是实验技术设备和压裂技术设备，理论都是在试验和实践的基础上总结而来的

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