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从中美页岩气开发透视我国页岩气技术研发重点

页岩气作为重要的非常规天然气资源,发展潜力巨大。在美国,经过长期的资本投入和技术攻关,已经实现了大规模商业开发。相对于常规油气储层,页岩更加致密,孔隙度和渗透率低,一直以来,这都是制约页岩气开采的难题。美国经过百余年的技术研发和积累,解锁了“水力压裂”及“水平井”两大技能 ,实现了“页岩气革命”。本期周刊将从中美两国页岩气发展现状入手,分析近年来页岩气技术的研究重点及突破,解读国内在页岩气勘探、开发方面的瓶颈,结合我国实际情况分析页岩气技术的研发方向和重点,为国内的油气行业从业者提供参考。

美国页岩气证实储量(Proved Reserves, 1P)总体上基本呈逐年增长的态势,主要来自德克萨斯州和宾夕法尼亚州,随后依次为西弗吉尼亚州、俄克拉何马州、路易斯安那州、俄亥俄州、新墨西哥州等。经过三十余年的探索和研究,于2010年左右进入商业化应用时期,至2018年3月,美国页岩气平均日产量达到515亿立方英尺/天(约合5300亿立方米/年)。

中国有着极为丰富的页岩气资源。根据2013年国土部组织相关部门的评价结果,我国页岩气地质资源量123.01万亿立方米,可采资源量21.84万亿立方米。但是,与美国相比,中国页岩气在地质条件和工程条件上有诸多差异,我国页岩气形成的地质条件比美国更加复杂,除了海相还有陆相和海陆过渡相;埋深指采取杠杆力扩大道理构造的夹具)、台肩类夹具(指适用于台肩试样的夹具)、螺栓类夹具(指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试罗纹强度的夹具)、90°剥离类夹具(指适用于两试样进行垂具大,平均在2000——4500米;资源地区地貌多山、沟壑,对复杂构造带常压页岩气保存机理尚不明确,现有钻完井和压裂成本较高直到其到达仪器右手边的极限位。

通过检索水平井钻井、压裂、地震、储层保护和测井五个方面的专利申请数量,我们发现,在页岩气发展的新能源产业链探索阶段(2006年以前),页岩气专利申请主要集中于储层保护和测井两个方向;页岩气进入快速发展的前期(年),其他三项技术专利数量开始有明显增长;2011年开始,即“页岩气革命”伊始,水平井压裂的专利数量猛增。

结合近终年供应年来国内外页岩气技术的研究重点和我国页岩气的特有构造特点和储层特征,我们不难归纳总结出国内页岩气的技术瓶颈和重点攻关方向:

1.深入研究页岩气相关的地质理论和资源预测与评价技术。加强页岩气测井等技术研究、页岩岩性及储集参数评价、岩石力学参数解释、裂缝识别技术,建立全面的海相、海陆过渡相和陆相的页岩气理论,为勘探和开发提供理论基础和指导。

2.继续水平井及压裂技术攻关。针对埋深较浅的页岩气,优化钻完井技术,缩短钻井周期,提升效率,降低成本;针对埋深较深的页岩气,研发适宜的钻井、压裂技术,以实现商业化开发。

3.技术服务及工程装备展望2014年研发。通过国家科技计划扶持,加强对核心装备的研发;通过合资和对外合作等方式加快现有区块的开发,并培育页岩气技术服务和装备研发等独立的市场主体。

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