石油和天然氣不是像有些人認為的，在地下形成油湖、甚至氣海，實際上石油和天然氣是存在于地層深處巖石的細小孔隙中，我們需要不斷提高找油、找氣、鉆井和開采工藝才能生產出更多的石油和天然氣。頁巖氣是天然氣的一種，下面我們就解開頁巖氣的神秘面紗，讓更多的讀者簡認識與了解頁巖氣。
頁巖氣是產自極低孔滲并存在于富有機質頁巖地層中的非常規(guī)油氣，屬于自生自儲、連續(xù)聚集的天然氣藏，雖發(fā)現(xiàn)時間很早，直到21世紀隨著水平鉆井和水力分段壓裂技術的進步才得以大規(guī)模開發(fā)。
黑色頁巖又被形象地稱為“磨刀石”，黑色頁巖堅硬致密，用肉眼根本無法看到它的孔隙。但在電子顯微鏡下卻能發(fā)現(xiàn)其星羅棋布的豐富空隙，孔徑從5納米～200納米不等，里面有游離和吸附的直徑0.36納米的甲烷分子。頁巖中這些裝滿甲烷的納米空隙基本上是一座座互不聯(lián)系的孤宅，頁巖氣既可以游離狀態(tài)存在于巖石裂縫中，也可以封存在納米級微型空隙里面，其中的頁巖氣很少相互走動和串門。由于頁巖自身的封閉性，其儲存的天然氣很難脫離其自生自儲的原始環(huán)境，這就是頁巖氣難于開發(fā)的原因。
如何將頁巖氣從其居住的小房子里請出來？這需要用到石油科技的進步技術——水平鉆井技術和水力分段壓裂技術的合力。第一步鉆井：2002年以后，水平井的大量應用推動了美國頁巖氣的革命。目前，幾乎所有的頁巖氣都采用水平井開發(fā)，鉆井方向垂直于最大水平主應力的方向。水平井鉆井過程中，常采用欠平衡、空氣鉆井、控制壓力鉆井和旋轉導向鉆井等關鍵技術。在同一井場利用滑移井架鉆多口水平井。與直井相比，水平井的技術優(yōu)勢在于：成本是直井的1.5～2.5倍，但初始開采速度、控制儲量和最終可采儲量是直井的3～4倍；水平井與頁巖中裂縫（主要是高角度裂縫）相交機會大，明顯的改善儲層流體的流動狀況和增加泄流面積；減少地面設施，開采延伸范圍大，受地面不利條件干擾少。 第二步壓裂：水平井多級水力壓裂技術、多井同步壓裂技術。將水平井分為數(shù)十段，利用含有減阻劑、粘土穩(wěn)定劑和表面活性劑的水力壓裂，同時應用重復壓裂、滑套完井等綜合技術，可以節(jié)約成本50%～60%，完井成本下降65%，并能提高采收率20%。頁巖氣井的生產是一個需要進行多次重復壓裂的過程。一般初次壓裂后，隨著時間的推移與壓力的釋放，原來由支撐劑保持的敞開裂縫逐漸閉合，產量大量釋放。通過重復壓裂可以恢復產量，二次壓裂后產量可以接近甚至超過初次壓裂的產量。重復壓裂后采收率可以提高10%，可采儲量增加60%。[1] [2] [3] 下一頁 |
