文档介绍：石油机械
— 78 — CHINA PETROLEUM MACHINERY 2011 年第 39 卷第 9 期
国外石油机械
美国页岩气勘探开发关键技术
黎红胜1,2 汪海阁1 纪国栋1,2 温慧芸3
� 1. 中国石油集团钻井工程技术研究院 2. 中国石油勘探开发研究院 3. 中国石油大学�北京��
摘要近 10 年来,随着新技术的推广应用,美国页岩气产量迅速增长,目前已经占到天然气
总产量的 13% ~ 15% 。总结了美国页岩气开发取得如此大的成就的原因,介绍了以下几项关键技
术�前期的页岩气藏分析、地层评价、岩石机械特性地质力学分析、中期的钻井技术、完井技术
以及后期的压裂增产技术,其中压裂技术方面又分别介绍了清水压裂技术、重复压裂技术、水平
井分段压裂技术以及同步压裂技术。美国页岩气勘探开发的这些关键技术将对国内页岩气的开发
有一定的借鉴意义。
关键词页岩气勘探开发地层评价钻井完井压裂
,
产并有所下降生产寿命可达 25 a 以上。美国页岩
0 引言气资源丰富,致密页岩分布范围广,有效厚度大,
有机质丰富,含气量大,裂缝系统发育,原始地质
3 , 储量丰富,岩石埋深和粘度含量相对较低,有利于
美国页岩气资源量达 16. 9 万亿 m 可开采资
3 , 实施水力压裂,规模生产效果比较好美国已经将
源量 7. 47 万亿 m 。至 20 世纪 90 年代末美国页。
�� 3 具有合适页岩气类型有机质含量成熟度孔隙
岩气产量一直徘徊在 30 ~ 50 亿 m /a。2000 年、、、
, 度渗透率含气饱和度以及裂缝发育等综合条件
新技术的应用及推广使得页岩气产量迅速增长。、、
[]
, 的页岩作为开采目标 1
2005 年进入大规模勘探开发成功开发了沃思堡。
, 3
等 5 个盆地的页岩气田产量以 100 亿 m /a 的速
3 , 地层评价
度增长。2008 年产量达到 600 亿 m 占美国天然 2
,
气总产量的 8% 相当于中国石油当年天然气总产
,
量目前则已占到天然气总产量的 13% ~ 15% 。页岩气藏评价是一套综合的石油物理方法,主
, 3
截至 2008 年底美国累计生产页岩气 3 316 亿 m 。要是通过结合对页岩岩样的地球化学分析以及对测
预计年美国页岩气产量将达到亿 3
2015 2 800 m 。井资料的详细评价结果来完成。主要目的是为了确
,
自 2009 年以来北美的页岩气开发发生了革命性定岩样是否含有丰富的有机质,以及是否可以形成
的变化,目前美国已取代俄罗斯成为世界最大的天
碳氢化合物。
然气生产国,实现了自给自足并能连续开采上百
成功页岩气藏产生的因素可以概括为“五高、
年美国页岩气快速发展是技术进步需求推动和, �, ,
。、二低、一体”即高孔隙度高基质渗透率高
政策支持等多种因素合力作用的结果。从技术进步有机质含量和成熟度,高的水力压裂裂缝接触范
角度来看,则主要得益于以下几方面的关键技术�围�低岩石敏感性,低压裂后颗粒产出�大范围的
前期的页岩气藏分析地层评价岩石力学分析,
、、、均质连续岩体。通过分析岩心和测井资料地质学
后期的钻