国外页岩气开发技术现状.docx

西安石油大学本科毕业设计（论文）国外页岩气开发技术现状摘 要：本文概述了页岩气的形成以及目前国外（尤其是美国）在页岩气开采方面的先进技术以及成功经验首先介绍了页岩气的资源分布、烃源条件、成藏控制因素然后重点追踪了美国页岩气的开发流程、开采方法以及其技术的经济效益最后就目前中国的实际条件，与美国页岩气开发进行对比，明确国内页岩气开发的不足之处以及开发页岩气的关键近年来，作为非常规天然气的页岩气开发异军突起，已成为全球油气资源开发的新亮点它是一种优质、清洁、高效的能源随着世界对能源需求的攀升、能源压力的增加以及环保意识的加强，页岩气的开发具有一定的必要性和紧迫性依靠成熟的开发生产技术以及完善的管网设施,目前美国的页岩气成本仅仅略高于常规气,这使得美国成为世界上唯一实现页岩气大规模商业性开采的国家学习其先进的开发技术，对我国今后的页岩气开发具有一定的指导意义关键词：烃源条件；成藏控制因素；水平井技术；水力压裂技术西安石油大学本科毕业设计（论文）The current state of shale gas development technology in foreign countriesAbstract:shale gas formation and foreign’s (especially U.S.) advanced technology andsuccessful experience in the exploitation of shale gas was summarized. This article first introduces the resource distribution and the hydrocarbon source conditions of shale gas and its controlling factors in the formation of hydrocarbon reservoirs. Then emphasizing on tracking the development process of the U.S. shale gas, mining methods, as well as its economic benefits. Finally according to China's actual conditions andcomparing with the U.S. shale gas development,define inadequacies of domestic shale gas development and the key to the development of shale gas.In recent years, as the sudden emergence of unconventional natural gas, shale gas development, has become a new bright spot of the global oil and gas resource development. It is a high quality, clean, efficient energy. With the rising demand for energy, the increasing pressure of energy need and the strengthening awareness of protecting environment in the world, the development of shale gas is necessary and imperative. Relying on a mature development and production technology as well as pipe network facilities, the cost of the U.S. shale gas is only slightly higher than conventional gas, which makes the United States as the country of the world's only large-scale commercial exploitation of shale gas. Learning its advanced development of technology has some guiding significance for our future shale gas development.Key Words: the hydrocarbon source conditions; controlling factors in the formation of hydrocarbon reservoirs;horizontal well technology; hydraulic fracturing technology西安石油大学本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 选题来源，目的与意义 页岩气是从页岩层或泥岩层中开采出来的天然气，一部分以游离相态存在于裂缝、孔隙及其他储集空间中，一部分呈吸附状态(20%～85%)存在于干酪根黏土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中。

页岩气是目前经济技术条件下天然气工业化勘探的重要领域和目标美国对页岩气的勘探开发走在世界的前列，是目前页岩气大规模商业开发取得成功的唯一国家加拿大紧随其后，近年来也开展了页岩气的勘探及实验研究我国页岩分布广泛，具有很大的开发潜力美国在页岩气开发方面走在世界的前列 ，已进入页岩气开发的快速发展阶段目前页岩气的开采技术主要有水平井 + 多段压裂技术、清水压裂技术和近期出现的最新压裂技术——同步压裂技术, 创新的水平井钻井和完井技术是保证生产成功的关键 采用水力压裂和水平井技术、微地震裂缝成像技术， 能直接监测水力裂缝网络的扩展动态，可极大地提高页岩储层中页岩气的开采量经过研究与实践，其水平井钻井技术和低黏度水力压裂技术开启了原来被认为是没有商业价值的页岩气这个巨大的储备资源宝库同时页岩气固井主要采用泡沫水泥固井技术 ，完井方式以套管固井后射孔完井为主 正是这些先进技术的加速研发和成功应用, 促进了美国页岩气开发的快速发展中国地质条件比北美复杂，页岩气勘探开发仅处于起步阶段，还有许多技术和政策问题需要探索中国针对页岩气勘探开发的分析实验技术还不完善，对页岩气的成藏机理和富集特点认识还不清楚，含气页岩有利区带和页岩气建产区的选择和评价、页岩气藏描述、产能预测、井位部署与井网优化等气藏工程技术与页岩气开发地质理论在国内尚处于空白。

中国现有的水平井钻完井技术还不能完全满足页岩气水平井钻完井的需求，水平井分段多级压裂工艺技术及配套工具仍需要引进、研发、试验和评价，页岩气压裂裂缝延伸规律、压裂规模优选、产量预测等方面还有待提高，利用微地震监测压裂效果的检测设备、施工技术和评价方法在中国还处于空白中国页岩气地质背景复杂，尚处于技术攻坚阶段，前期评价成本高，科技攻关投入大，中国南方的自然地理特点又使得土地征用成本高，地震成本高、钻前工作投入大，加之气藏埋藏较深，又造成钻井、压裂等作业成本高，而天然气价格又低，所以目前投资风险极大，距离效益开发的要求还有很大的差距中美两国虽然发展水平不同，但在发展过程中表现出一些相似的特征，面临一些共同的问题中美两国都是经济大国，经济总量位居世界前列，同时又都是碳排放大国，面临着通过经济结构调整降低碳排放，走低碳发展道路的经济形势；两国都是能源消费大国，能源需求对外依存度都很高，通过实现能源供应多元化保障能源安全是两国的共同选择；中美两国同时又都是油气生产大国，页岩气资源相对丰富由于发展过程中表现出一定的相似性，因此借鉴美国经验推动中国的页岩气勘探开发应该具有现实性、必要性和可能性 1.2 国内外研究现状西安石油大学本科毕业设计（论文）现今不断攀升的能源需求和巨大的资源压力，天然气价格的增长、开发技术不断提高以及人们对天然气的依赖，使得页岩气成为天然气工业化勘探的重要领域和目标。

美国美国是页岩气开发最早、最成功的国家早在 1627 年~1669 年，法国的勘测人员和传教士就对阿巴拉契亚盆地富含有机质黑色页岩进行过描述，他们所提到的石油和天然气现在被认为来源于纽约西部的泥盆系页岩1821 年第一口页岩气井在纽约 Chautauga 县泥盆系 Dunkirk 页岩中完井它位于天然气苗上面，从大约 8m深处的裂缝中产出了供当地用的气，这口井后来钻至 21m 的深度页岩气的发现，就此拉开了美国天然气工业发展的序幕1981 年，第一口页岩气井压裂成功，实现了页岩气开发的突破本世纪以来，随着水平井大规模压裂技术的成功应用，美国页岩气快速发展2000 年，美国页岩气产量为 122 亿立方米，2005 年为 196 亿立方米，年均增长 9.9%2010 年页岩气产量为 1378 亿立方米，为 2005 年的 7 倍，年均增长 47.7%目前页岩气的主要主产区以及潜在产区主要分布于美国的南部、中部及东部,如图 1-1著名的页岩气区块包括南部 Marcellus、Barnett、Haynesville、Fayetteville页岩气区块以及位于东部、中东部的 New Albany 和 Antrim 页岩气区块等。

据Chesapeake 能源公司预测，美国四大页岩产区的储量 [1]（见表 1-1） 图 1-1 美国已发现的页岩气区块分布图表 1-1 美国四大页岩产区的储量 1012𝑚3页岩气产区 页岩气储量Barnett 页岩 21Fayetteville 页岩 16～18Haynesville 页岩 14～20Marcellus 页岩 6.4美国页岩气成功开发，大大提高了本国能源自给率，降低了能源对外依赖西安石油大学本科毕业设计（论文）页岩气大规模开发前，美国曾规划大量进口液化天然气（LNG） 页岩气的快速发展使美国进口 LNG 数量逐年减少2006 年，美国 LNG 进口量为 1174.4 万吨（约合160 亿立方米） ； 2010 年，美国 LNG 进口量为 882.9 万吨（约合 120 亿立方米） ，比 2006 年下降了四分之一据美国能源信息署预测，2015 年美国页岩气产量将达到 2600～2800 亿立方米，届时将占天然气总产量的三分之一，并在研究出口 LNG问题近两年，国际油价大幅度上升，由于美国页岩气产量的快速增长，其国内天然气价格没有发生变化，每立方米折合人民币约 1 元左右，是世界三大天然气区域市场（北美、欧洲、亚太）中价格最低的地区。

其它国家和地区页岩气勘探进展从世界范围说，由于针对页岩气开展的工作不多，目前对于页岩气的资源分布尚有不同认识著名石油地质学家 A.Perroden 等人（1998）认为，页岩气在全球广泛分布，其中亚洲占其总量的 1/3并且，其他许多研究者都提供资料并认为，泥页岩裂缝气（页岩气的一种表现形式）已发现于俄罗斯、拉丁美洲、亚洲等地区和国家，并产出了大量天然气加拿大是第二个实现页岩气商业化开采的国家，2008 年产量仅为 10 亿立方米，2009 年产量达 72 亿立方米美国页岩气成功开发引发了全球页岩气开发的热潮，美国页岩气成功的勘探经验、页岩气丰富的资源量及能源需求的不断上涨是推动加拿大页岩气研究的主要动力目前，全球已有 30 多个国家积极开展页岩气勘探开发工作加拿大页岩气（和煤层气）勘探研究项目主要集中在加拿大西部沉。