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油气之光——页岩气“甜点”:非常规能源的宝藏

2016-6-3 16:14:48 来源:中国矿业报 作者:田玉昆

页岩是一种沉积岩,页岩气是一种从地下页岩层中开采出来的天然气,藏匿于页岩的孔隙之中,甲烷含量占97%以上,属于一种非常规天然气。

世界上对页岩气资源的勘探开发工作最早起源于美国。自1821年起,经过几个世纪的研究和技术积累,得益于水力压裂和水平井技术的突破,美国最终实现了Barnett页岩气的规模化商业开发。从此以后,美国的页岩气革命全面展开,一改天然气进口大国的局面,实现了全面自给自足,甚至有望成为天然气出口国。革命悄然开始,巨变轰然降临。

我国的页岩气资源也非常丰富。据美国能源信息署评价,全球可采页岩气储量约2.06×1014立方米,其中中国的页岩气储量高达3.61×1013立方米,位居世界第一。根据国土资源部2011年启动的“全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选”项目评价,中国的页岩气可采资源潜力也在2.5×1013立方米,其中,已获得工业气流或已发现页岩气的评价单元可采资源潜力为1.595×1013立方米,按照目前的天然气消费水平,足够全国使用上百年。

所谓的页岩气“甜点”,就是指页岩气富集且易于开发的区域,能“多吃好吃”的才是甜点。页岩气“甜点”区有许多评价标准,例如页岩的总有机碳(TOC)、脆性和含气量等,这些参数有助于我们判断某个页岩气勘探区域是否属于“甜点”区。

明确了页岩气“甜点”区之后,如何将这些富集的页岩气开发出来,就成为一个大问题。页岩气储存于页岩中,相对于常规油气的储集层,页岩更加致密,孔隙度和渗透率都很低,这也是长久以来制约国内外页岩气开发的难题。通过上百年的探索,美国采用两种关键技术率先解决了这个问题:水力压裂和水平井技术。自此,页岩气开发变得有迹可循。首先在页岩气勘探预测的“甜点”区,打直井到目的层,然后根据预测的页岩气“甜点”层位的角度打一个相同角度的井,即水平井,这样便加大了地面上井眼与地下页岩气储层的接触面积,能够将更大范围内的页岩气储层纳入控制范围,大幅提高采收率。水平井完钻后,页岩气开发正式开始,通过射孔将套管和水泥射穿,将生产管柱和页岩气储层联通起来,随后在地面利用高压泵将压裂液压入井底,沿着之前射穿的孔洞进入页岩气储层,并在液压之下将页岩气储层压裂挤碎,产生一系列的裂缝和孔隙,进一步扩大页岩气储层的连通性,页岩气就会源源不断地被开采出来了。

分布广泛、储存量大是页岩气的最大优势。与此同时,页岩气的勘探开发也存在很多弊端。例如相对于常规油气,页岩气产能衰减很快,一口井持续开发的能力很弱,一年之后产量大都会衰减一半以上,因此需要不断地打新井来维持产量,这也造就了美国页岩气矿区钻井密布的现象。另外,开发页岩气的压裂技术最常用、最成熟的就是水力压裂,由于无法对压裂液体进行完全回收利用,所以会不可避免地带来环境问题。同时,我国的页岩气资源目标区很多都位于水资源不太丰富的地区,也会给页岩气的开发带来不同程度的困难。

近一两年,国际油价持续下跌,油气勘探开发的利润不断压缩,这令本就投入甚高的页岩气勘探开发处于尴尬的境地。我国的页岩气开发利用尚处于起步阶段,刚一开始便举步维艰。但是作为一个能源进口大国,一种安全、清洁和可持续的能源对于我国的能源战略具有十分重要的意义,这些是常规油气以及煤炭资源无法满足的。目前,我国的页岩气开发工作主要集中于几大石油公司,中石油和中石化均已建立起具有商业开发价值的页岩气钻井甚至页岩气田。通过无数人员的共同努力,页岩气开发虽任重道远,但前景光明。□

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