王 妍，高文冰

(1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069;2.長(zhǎng)慶油田勘探開發(fā)研究院 石油開發(fā)二室，陜西 西安 710021)

1 頁巖氣藏地質(zhì)特征

頁巖氣產(chǎn)自富有機(jī)質(zhì)的暗色頁巖中，富有機(jī)質(zhì)暗色頁巖本身既是源巖、也是儲(chǔ)層和蓋層，表現(xiàn)為源儲(chǔ)一體、原地持續(xù)聚集的成藏模式［1］。頁巖氣藏的烴源巖多為瀝青質(zhì)或富含有機(jī)質(zhì)的暗色泥頁巖和高碳的泥頁巖類，有機(jī)質(zhì)含量一般為4% ～30%，地層總有機(jī)碳含量TOC一般大于2%，可達(dá)普通烴源巖的10～20倍?？傆袡C(jī)碳含量TOC與吸附氣含量及頁巖氣的產(chǎn)氣率密切相關(guān)。有機(jī)質(zhì)作為吸附氣的核心載體，有機(jī)碳含量的高低會(huì)導(dǎo)致吸附氣的含量發(fā)生數(shù)量級(jí)的變化［2，3］。

頁巖氣藏與常規(guī)油氣藏不同，它不需要在構(gòu)造的高部位，也不像常規(guī)氣藏那樣聚集在不相關(guān)聯(lián)的圈閉之中，頁巖氣藏為連續(xù)性富集氣藏［2，4，5］。頁巖氣藏的成藏機(jī)理具有遞變過渡的特點(diǎn)，體現(xiàn)為成藏過程中的無運(yùn)移或極短距離的有限運(yùn)移，因此頁巖氣藏具有典型煤層氣、典型根緣氣和典型常規(guī)圈閉氣成藏的多重機(jī)理。

頁巖氣可以是生物成因、熱裂解成因或混合成因。生物氣的產(chǎn)生需要厭氧環(huán)境，熱成因氣的產(chǎn)生需要較高的溫度條件，因此盆地內(nèi)靠近盆地中心方向的構(gòu)造較深部位是頁巖氣成藏的有利區(qū)域。頁巖氣成藏和分布范圍與有效烴源巖的面積相當(dāng)，呈區(qū)域性展布［6－8］。一般原生頁巖氣藏具有高異常壓力。當(dāng)發(fā)生構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，其異常壓力相應(yīng)升高或降低，因此頁巖氣藏的地層壓力多變。

頁巖氣儲(chǔ)層具典型的低孔低滲物性特征，頁巖產(chǎn)層厚度一般為15～100m。頁巖結(jié)構(gòu)致密，粘土礦物含量較高，粘土和泥質(zhì)(粒徑5～63 μm)為其最主要組分，屬超致密儲(chǔ)層。主要由裂縫提供其儲(chǔ)集空間。頁巖氣儲(chǔ)層中氣流阻力大、釋放天然氣緩慢，導(dǎo)致了頁巖氣成為開發(fā)最晚的天然氣，同時(shí)，這也決定了頁巖氣的開發(fā)必須要采用一系列新技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)層改造才能實(shí)現(xiàn)有效的開采［3，7，9］。

2 世界頁巖氣資源潛力與發(fā)展前景

從世界范圍看，頁巖氣資源量為456.24×1012m3，主要分布在北美、中亞、中國(guó)、拉美、中東、北非和前蘇聯(lián)［2］，與全球常規(guī)天然氣(471×1012m3)相當(dāng)，頁巖氣的資源潛力甚至還可能明顯大于常規(guī)天然氣［10］。

2.1 美國(guó)頁巖氣資源

目前，美國(guó)形成了五大商業(yè)性頁巖氣生產(chǎn)系統(tǒng)，即阿帕拉契亞盆地Ohio頁巖(泥盆系)，密歇根盆地Antrim頁巖(泥盆系)，伊利諾斯盆地New Albany頁巖(泥盆系)，沃斯堡盆地Barnett頁巖(上石炭統(tǒng))和圣胡安盆地Lewis頁巖(白堊系)［11－13］。

ARI(Advanced Resoures International)機(jī)構(gòu)在 1996年、2002年和2006年對(duì)美國(guó)頁巖氣資源量進(jìn)行估算，結(jié)果分別為 1.47 ×1012m3、2.21 ×1012m3和 3.62 ×1012m3。根據(jù)該機(jī)構(gòu)2006年估算數(shù)值，美國(guó)頁巖氣技術(shù)可采資源達(dá)3.6×1012m3，占美國(guó)非常規(guī)天然氣技術(shù)可采資源量的22%［11，14］。

2.2 加拿大頁巖氣資源

加拿大非常規(guī)天然氣協(xié)會(huì)(CSUG)(2009)認(rèn)為加拿大的頁巖氣原地資源量在42.5×1012m3以上，超過了加拿大常規(guī)天然氣資源量12×1012m3，其中加拿大不列顛哥倫比亞省頁巖氣資源量達(dá)28×1012m3以上。Kuuskraa(2009)估算Montney和Horn River兩個(gè)盆地的頁巖氣原地資源量為39×1012m3(可采資源量約 7 ×1012m3)［15］。

2.3 中國(guó)頁巖氣資源

中國(guó)頁巖氣的形成和富集地質(zhì)條件與北美有許多相似性。但是，中國(guó)頁巖氣的形成、富集存在許多差異，對(duì)頁巖氣資源的估算難度較大。據(jù)專家估算，我國(guó)頁巖氣可采資源量約為26×1012m3，與美國(guó)大致相當(dāng)。從現(xiàn)有資料看，頁巖氣除分布在四川、鄂爾多斯、渤海灣、松遼、江漢、吐哈、塔里木和準(zhǔn)噶爾等含油氣盆地外，在我國(guó)廣泛分布的海相頁巖地層、海陸交互相頁巖地層及陸相煤系地層也都有分布［1，4－6］。

2005年以來中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院對(duì)我國(guó)南方海相地層發(fā)育的四川盆地川西南地區(qū)的寒武系頁巖地層頁巖氣成藏地質(zhì)條件進(jìn)行了研究，對(duì)四川盆地南部下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖氣資源量做了初步估算。估算結(jié)果認(rèn)為四川盆地南部下寒武統(tǒng)筇竹寺組頁巖氣資源量為7.14×1012～14.6×1012m3，整個(gè)四川盆地現(xiàn)有常規(guī)天然氣資源量為7.2×1012m3，說明我國(guó)頁巖氣資源量巨大［5］。

2.4 其它地區(qū)頁巖氣資源

ARI(2009)對(duì)歐洲頁巖氣資源進(jìn)行了估算，認(rèn)為歐洲頁巖氣資源量在30×1012m3(可采資源量約4×1012m3)以上。未來10年，歐洲頁巖氣的開采將使歐洲的天然氣實(shí)現(xiàn)自給自足，擺脫俄羅斯的制約［7，15］。

ARI(2009)對(duì)非洲南部Botswana頁巖估算的頁巖氣資源量約為3.9×1012m3(可采資源量大于1×1012m3)。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)澳大利亞、新西蘭許多盆地也具有頁巖氣勘探遠(yuǎn)景，如Amadeus、Cooper、Georgina盆地和新西蘭東部沿海盆地Whangai頁巖等［2，7，15，16］。

隨著世界各地新的含氣區(qū)帶的不斷發(fā)現(xiàn)、更密集的開發(fā)井鉆探以及開采理論與技術(shù)的進(jìn)步，頁巖氣資源潛力的估算結(jié)果也會(huì)隨之發(fā)生變化。

3 國(guó)內(nèi)外頁巖氣勘探與開發(fā)技術(shù)

美國(guó)將頁巖氣田開發(fā)周期劃分為5個(gè)階段:資源評(píng)估、勘探啟動(dòng)、早期開采、成熟開采和產(chǎn)量遞減階段。資源評(píng)估階段需要對(duì)頁巖及其儲(chǔ)層潛力做出評(píng)估，主要考慮地質(zhì)、技術(shù)的不確定性，不同勘探開發(fā)階段適用的方法有所不同。Forspan法可用于連續(xù)型頁巖氣藏，如美國(guó)阿巴拉契亞盆地泥盆系頁巖氣藏，通過統(tǒng)計(jì)已有開發(fā)數(shù)據(jù)資料來預(yù)測(cè)剩余資源潛力。美國(guó)現(xiàn)已形成一套頁巖氣資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)。近年來逐步發(fā)展起來的頁巖氣勘探開發(fā)前沿技術(shù)包括油頁巖氣化開采技術(shù)、4D地震監(jiān)測(cè)技術(shù)、UOP公司膜技術(shù)、頁巖氣井完井技術(shù)、儲(chǔ)層改造技術(shù)等［17，18］。

3.1 鉆井技術(shù)

頁巖氣井鉆井主要包括直井和水平井兩種方式。直井主要目的用于試驗(yàn)，了解頁巖氣藏特性，獲得鉆井、壓裂和投產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并優(yōu)化水平井鉆井方案。水平井主要用于生產(chǎn)，可以獲得更大的儲(chǔ)層泄流面積，得到更高的天然氣產(chǎn)量。一般情況下，若頁巖儲(chǔ)層為水平裂縫，主要采用垂直井。若頁巖儲(chǔ)層為垂直裂縫，多采用水平井，形式包括單支、多分支和羽狀水平井等，直井與垂直裂縫相交的機(jī)會(huì)較少。目前美國(guó)頁巖氣開發(fā)中主要應(yīng)用的是單支水平井。水平井的軌道設(shè)計(jì)、隨鉆測(cè)量與地質(zhì)導(dǎo)向以及軌跡控制是水平井技術(shù)在頁巖氣開發(fā)應(yīng)用中的三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.1.1 水平井軌道設(shè)計(jì)

水平段井眼位置主要依據(jù)頁巖層的物性，水平段方位的設(shè)計(jì)主要依據(jù)地應(yīng)力資料。水平井井位和水平段井眼方位通常選擇在裂縫發(fā)育密集并且有機(jī)質(zhì)與硅質(zhì)富集的頁巖層段。水平井的方位角及進(jìn)尺對(duì)頁巖氣產(chǎn)量有重要影響。理論上，在與最大水平應(yīng)力方向垂直的方向上進(jìn)行鉆井，可使井筒穿過盡可能多得裂縫帶，從而優(yōu)化在壓裂過程中流出井筒和在生產(chǎn)過程中流入井筒的情況，提高頁巖氣采收率。利用三維地震解釋技術(shù)設(shè)計(jì)水平井軌跡。水平井在裂縫性氣藏中得到應(yīng)用，不僅鉆遇更多的裂縫，還能明顯改善儲(chǔ)層流體的流動(dòng)狀況。與直井相比較，水平井中同一儲(chǔ)層、相同壓力下產(chǎn)氣量有大幅提高。

3.1.2 隨鉆測(cè)量與地質(zhì)導(dǎo)向

采用地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，確保在目標(biāo)區(qū)內(nèi)鉆進(jìn)，避免斷層和其它復(fù)雜構(gòu)造區(qū)。隨鉆測(cè)井技術(shù)(LWD)和隨鉆測(cè)量技術(shù)(MWD)，可以使水平井精確定位，同時(shí)作出地層評(píng)價(jià)，引導(dǎo)中靶地質(zhì)目標(biāo)［8］。另外，geoVISION隨鉆成像服務(wù)和RAB鉆頭附近地層電阻率儀器等LWD技術(shù)，在鉆井過程中實(shí)時(shí)識(shí)別天然裂縫，解決相關(guān)測(cè)井問題。

3.1.3 軌跡控制技術(shù)

對(duì)于位移較大、難度較高的水平井采用旋轉(zhuǎn)鉆井導(dǎo)向工具，可以形成光滑的井眼，更易獲得較好的地層評(píng)價(jià)。同時(shí)采用欠平衡鉆井技術(shù)，實(shí)施負(fù)壓鉆井，避免損害儲(chǔ)層。成熟、穩(wěn)定、地層相對(duì)干燥的區(qū)塊通常使用氣體鉆井，機(jī)械鉆速成倍提高。氣動(dòng)震擊鉆井/金剛石硬齒合金鉆頭鉆井方式(空氣壓縮機(jī)、燃料、沖擊錘、沖擊鉆頭、技術(shù)監(jiān)督)的相關(guān)費(fèi)用可通過泥漿和使用較少的牙輪鉆頭、穩(wěn)定作用或泥漿馬達(dá)節(jié)省的費(fèi)用來彌補(bǔ)。用于非常規(guī)氣藏的實(shí)時(shí)井眼成像、隨時(shí)需要的欠平衡技術(shù)、CT管鉆井技術(shù)和多分支井技術(shù)預(yù)計(jì)將于2030年得到有效利用。Halliburton采用有效的井底鉆具組合(BHA)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的鉆井情況穿越更長(zhǎng)的水平段，研究測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和協(xié)調(diào) Haynesville區(qū)域的地質(zhì)力學(xué)使用高級(jí)“fit－forpurpose”鉆頭對(duì)非生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行最小化，以延長(zhǎng)鉆頭壽命，使平均鉆井周期由100 d降至最少35 d。

3.2 測(cè)井技術(shù)

頁巖氣井測(cè)井技術(shù)主要指氣層、裂縫、巖性的定性與定量識(shí)別。頁巖氣作為一種非常規(guī)天然氣，其識(shí)別方法有別于一般常規(guī)氣藏的判別模式。老井測(cè)井資料復(fù)查是找到有利頁巖氣藏的重要途徑之一，綜合測(cè)井資料分析可以在測(cè)井曲線上辨別有利的頁巖氣儲(chǔ)層。頁巖氣層測(cè)井顯示高電阻、高聲波時(shí)差、低體積密度、低補(bǔ)償中子、低光電效應(yīng)等特征。近年，國(guó)內(nèi)一些研究者證明了測(cè)井響應(yīng)識(shí)別頁巖氣目的層的有效性，初步探究和介紹了頁巖氣藏參數(shù)的求算方法，以求能夠更加準(zhǔn)確有效地識(shí)別優(yōu)質(zhì)頁巖氣藏［19］。在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過了解國(guó)外的相關(guān)研究和國(guó)內(nèi)的發(fā)展形勢(shì)，利用測(cè)井方法對(duì)一些老井進(jìn)行復(fù)查，有望獲得頁巖氣勘探方面的重大突破。

3.3 完井技術(shù)

國(guó)外從事油氣勘探開發(fā)的一些公司認(rèn)為，頁巖氣井的鉆井并不困難，難在完井。主要由于頁巖氣大部分以吸附態(tài)賦存于頁巖中，而其儲(chǔ)層滲透率低，既要通過完井技術(shù)提高其滲透率，又要避免地層損害是施工的關(guān)鍵，直接關(guān)系到頁巖氣的采收率，因此在固井、完井方式及儲(chǔ)層改造方面都有其特殊技術(shù)。

頁巖氣井通常采用泡沫水泥固井技術(shù)。由于泡沫水泥具有漿體穩(wěn)定、密度低、滲透率低、失水小、抗拉強(qiáng)度高等特點(diǎn)，因此泡沫水泥有良好的防竄效果，能解決低壓易漏長(zhǎng)封固段復(fù)雜井的固井問題，而且水泥侵入距離短，可以減小儲(chǔ)層損害。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，泡沫水泥固井比常規(guī)水泥固井產(chǎn)氣量平均高出23%。

頁巖氣井的完井方式主要包括組合式橋塞完井、水力噴射射孔完井和機(jī)械式組合完井［20］。(1)組合式橋塞完井是在套管井中，用組合式橋塞分隔各段，分別進(jìn)行射孔或壓裂，這是頁巖氣水平井最常用的完井方法，但因需要在施工中射孔、坐封橋塞、鉆橋塞，也是最耗時(shí)的一種方法。(2)水力噴射射孔完井適用于直井或水平套管井。該工藝?yán)冒嘏?Bernoulli)原理，從工具噴嘴噴射出的高速流體可射穿套管和巖石，達(dá)到射孔的目的。通過拖動(dòng)管柱可進(jìn)行多層作業(yè)，免去下封隔器或橋塞，縮短完井時(shí)間。(3)機(jī)械式組合完井主要采用特殊的滑套機(jī)構(gòu)和膨脹封隔器，適用于水平裸眼井段限流壓裂，可以在同一井筒內(nèi)打開或關(guān)閉選定的一個(gè)或多個(gè)層位，一趟管柱即可完成固井和分段壓裂施工。主要技術(shù)有Halliburton公司的Delta Stim完井技術(shù)，施工時(shí)將完井工具串下入水平井段，懸掛器坐封后，注入酸溶性水泥固井。井口泵入壓裂液，先對(duì)水平井段最末端第一段實(shí)施壓裂，然后通過井口落球系統(tǒng)操控滑套，依次逐段進(jìn)行壓裂。最后放噴洗井，將球回收后即可投產(chǎn)。膨脹封隔器的橡膠在遇到油氣時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生膨脹，封隔環(huán)空、隔離生產(chǎn)層，膨脹時(shí)間也可控制。

3.4 儲(chǔ)層改造技術(shù)

由于頁巖儲(chǔ)層低孔低滲的物性特征導(dǎo)致裂縫的發(fā)育程度成為頁巖氣運(yùn)移聚集、經(jīng)濟(jì)開采的主要控制因素之一。僅有少數(shù)天然裂縫十分發(fā)育的頁巖氣井可直接投入生產(chǎn)，其余90%以上的頁巖氣井需要采取壓裂等增產(chǎn)措施溝通其天然裂縫，提高井筒附近儲(chǔ)層導(dǎo)流能力。

3.4.1 水力壓裂

頁巖儲(chǔ)層改造技術(shù)要求針對(duì)頁巖儲(chǔ)層特點(diǎn)優(yōu)選壓裂層位和施工工藝，才能取得比較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益。由于頁巖氣產(chǎn)能較低，通常埋深大，地層壓力高地頁巖儲(chǔ)層都要進(jìn)行水力壓裂改造才能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)開采。

水力壓裂技術(shù)以清水為壓裂液，支撐劑較凝膠壓裂少90%，并且不需要粘土穩(wěn)定劑與表面活性劑，同時(shí)也要求儲(chǔ)層中膨脹性蒙脫石含量不能很高，原因是其水敏性強(qiáng)，遇水易膨脹、分散和運(yùn)移，從而會(huì)導(dǎo)致巖石滲透率下降。

水力壓裂包括計(jì)算泵入地層壓裂液的量、預(yù)測(cè)目的層中生成裂縫的成功率和壓力［21］。在頁巖氣開發(fā)過程中，壓裂液主要由水基流體與添加劑組成，這些添加劑用于幫助水?dāng)y帶壓裂支撐劑進(jìn)入裂縫。當(dāng)壓裂泵不再泵入壓裂液時(shí)，砂巖支撐劑需要支撐已打開的裂縫。一旦裂縫形成，添加液被泵入井眼而使得裂縫繼續(xù)發(fā)育，并將支撐劑帶入更深的地層中。添加液需要保持必要的井底壓力，以適應(yīng)地層中開放性裂縫長(zhǎng)度的日益增長(zhǎng)，從而優(yōu)化裂縫網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)氣體產(chǎn)量的最大化。

3.4.2 水平井分段壓裂技術(shù)

雖然氮?dú)鈮毫选⑴菽瓑毫?、凝膠壓裂、水力壓裂等各種壓裂的理論和方法都很相似，但是每個(gè)盆地和每口井的壓裂細(xì)節(jié)不同。為了能夠更有效地產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，最大程度地提高最終采收率，同時(shí)還要節(jié)約成本，水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。最初水平井的壓裂階段一般采用但段或兩段，目前已增至7段甚至更多。如美國(guó)新田公司位于阿克馬盆地Woodford頁巖氣聚集帶的Tipton－1H－23井經(jīng)過7段水力壓裂措施改造后，增產(chǎn)效果顯著，頁巖氣產(chǎn)量高達(dá)14.16×104m3/d。水平井水力多段壓裂技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使原本低產(chǎn)或無氣流的頁巖氣井獲得工業(yè)價(jià)值成為可能，極大地延伸了頁巖氣在橫向與縱向的開采范圍，是目前美國(guó)頁巖氣快速發(fā)展最關(guān)鍵的技術(shù)。

3.4.3 重復(fù)壓裂

當(dāng)頁巖氣井初始?jí)毫烟幚硪呀?jīng)無效或現(xiàn)有的支撐劑因時(shí)間關(guān)系損壞或質(zhì)量下降，導(dǎo)致產(chǎn)量遞減時(shí)，需要采取二次增產(chǎn)措施以提高采收率。重復(fù)壓裂是在老井中再次進(jìn)行水力壓裂，恢復(fù)或增加生產(chǎn)產(chǎn)能。美國(guó)天然氣研究所(GRI)研究證實(shí)，重復(fù)壓裂能夠以 0.1美元/mcf(1mcf=28.317m3)的成本增加儲(chǔ)量，可使估計(jì)最終采收率提高8% ～10%，可采儲(chǔ)量增加60%，是一種低成本增產(chǎn)方法。

3.4.4 同步壓裂

2006年，同步壓裂技術(shù)開始在Barnett頁巖氣井完井中實(shí)施，作業(yè)者在相隔152～305m范圍內(nèi)鉆兩口平行的水平井同時(shí)進(jìn)行壓裂，顯示出廣闊的發(fā)展前景。由于頁巖儲(chǔ)層滲透性差，氣體分子能夠移動(dòng)的距離短，需要通過壓裂獲得近距離的高滲透率路徑而進(jìn)入井眼中。同步壓裂采用的是使壓力液及支撐劑在高壓下從一口井向另一口井運(yùn)移距離最短的方法，來增加水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積。目前已發(fā)展成三口井同時(shí)壓裂，甚至四口井同時(shí)壓裂，采用該技術(shù)的頁巖氣井短期內(nèi)增產(chǎn)非常明顯需要注意的是頁巖儲(chǔ)層改造技術(shù)的應(yīng)用始終不能脫離地質(zhì)條件的約束，要針對(duì)頁巖儲(chǔ)集層特點(diǎn)優(yōu)選壓裂層位和施工工藝，才能取得比較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 裂縫綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)

頁巖氣井實(shí)施壓裂改造措施后，需要有效的方法來確定壓裂作業(yè)效果，獲取壓裂誘導(dǎo)裂縫導(dǎo)流能力、幾何形態(tài)、復(fù)雜性及其方位等諸多信息，改善頁巖氣藏壓裂增產(chǎn)作業(yè)效果以及氣井產(chǎn)能，并提高天然氣采收率。

推斷壓裂裂縫幾何形態(tài)和產(chǎn)能的常規(guī)方法主要包括利用凈壓力分析進(jìn)行裂縫模擬，試井以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析等間接的井響應(yīng)方法［21］。利用地面、井下測(cè)斜儀與微地震監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合的裂縫綜合診斷技術(shù)，可直接地測(cè)量因裂縫間距超過裂縫長(zhǎng)度而造成的變形來表征所產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，評(píng)價(jià)壓裂作業(yè)效果，實(shí)現(xiàn)頁巖氣藏管理的最佳化。該技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):①測(cè)量快速，方便現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用;②實(shí)時(shí)確定微地震事件的位置;③確定裂縫的高度、長(zhǎng)度、傾角及位;④具有噪音過濾能力［20］。

目前美國(guó)最活躍的頁巖氣遠(yuǎn)景區(qū)，沃斯堡盆地Barnrtt頁巖的開發(fā)充分說明了直接及時(shí)的微地震描述技術(shù)的重要性［12］。經(jīng)營(yíng)者運(yùn)用該技術(shù)認(rèn)識(shí)到天然裂縫和斷層對(duì)水力壓裂裂縫的延伸及儲(chǔ)層產(chǎn)能和開采產(chǎn)生很大影響。2005年，美國(guó)Chesa－peak能源公司于將微地震技術(shù)運(yùn)用于一口垂直監(jiān)測(cè)井上，準(zhǔn)確地確定了Newark East氣田一口水平井進(jìn)行的4段清水壓裂的裂縫高度、長(zhǎng)度、方位角及其復(fù)雜性，改善了對(duì)壓裂效果的評(píng)價(jià)。

4 結(jié)語

我國(guó)頁巖氣研發(fā)總體還處在起步階段，當(dāng)前主要任務(wù)是進(jìn)行資源量評(píng)價(jià)和有利目標(biāo)區(qū)域優(yōu)選，以及開展關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)先導(dǎo)性研究。針對(duì)目前頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及存在問題，現(xiàn)階段應(yīng)將頁巖氣的研究重點(diǎn)投入以下幾個(gè)方面:

(1)適應(yīng)頁巖氣儲(chǔ)層特征的數(shù)值模擬器的開發(fā)和應(yīng)用。

(2)水平井及水平井壓裂裂縫優(yōu)化技術(shù)。著重研究水平井參數(shù)及水平井壓裂裂縫參數(shù)在不同頁巖儲(chǔ)層特征下對(duì)頁巖氣井產(chǎn)能的影響。

(3)頁巖氣儲(chǔ)集層的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)。由于頁巖儲(chǔ)集層孔隙度、滲透率很小，鉆井和儲(chǔ)層改造過程中儲(chǔ)層保護(hù)極其重要，包括鉆井液體系選擇、壓裂過程中工作液的選取等。

(4)頁巖氣滲流機(jī)理研究。對(duì)于滲流機(jī)理，要設(shè)計(jì)出適用于頁巖氣的多種滲流方式下的試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法，通過試驗(yàn)，建立頁巖氣滲流規(guī)律。

(5)頁巖氣資源量(儲(chǔ)量)評(píng)價(jià)。該研究方向涉及頁巖氣基質(zhì)孔隙度、裂縫系統(tǒng)、頁巖氣吸附規(guī)律以及含氣飽和度的評(píng)價(jià)方法。

我國(guó)今后除了需要進(jìn)一步加強(qiáng)頁巖氣成藏機(jī)理和模式研究、加大對(duì)頁巖氣勘探開發(fā)相關(guān)技術(shù)研究外，還需要深入開展頁巖氣開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)、加大國(guó)家政策對(duì)頁巖氣研發(fā)的支持力度以及加強(qiáng)國(guó)際交流和技術(shù)合作。

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