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頁巖氣“甜點”:非常規(guī)能源的寶藏

發(fā)布時間:2016-06-17 09:17:18瀏覽:1812

  頁巖是一種沉積巖,頁巖氣是一種從地下頁巖層中開采出來的天然氣,藏匿于頁巖的孔隙之中,甲烷含量占97%以上,屬于一種非常規(guī)天然氣。
  世界上對頁巖氣資源的勘探開發(fā)工作最早起源于美國。自1821年起,經(jīng)過幾個世紀的研究和技術(shù)積累,得益于水力壓裂和水平井技術(shù)的突破,美國最終實現(xiàn)了Barnett頁巖氣的規(guī)?;虡I(yè)開發(fā)。從此以后,美國的頁巖氣革命全面展開,一改天然氣進口大國的局面,實現(xiàn)了全面自給自足,甚至有望成為天然氣出口國。革命悄然開始,巨變轟然降臨。
  我國的頁巖氣資源也非常豐富。據(jù)美國能源信息署評價,全球可采頁巖氣儲量約2.06×1014立方米,其中中國的頁巖氣儲量高達3.61×1013立方米,位居世界第一。根據(jù)國土資源部2011年啟動的“全國頁巖氣資源潛力調(diào)查評價及有利區(qū)優(yōu)選”項目評價,中國的頁巖氣可采資源潛力也在2.5×1013立方米,其中,已獲得工業(yè)氣流或已發(fā)現(xiàn)頁巖氣的評價單元可采資源潛力為1.595×1013立方米,按照目前的天然氣消費水平,足夠全國使用上百年。
  所謂的頁巖氣“甜點”,就是指頁巖氣富集且易于開發(fā)的區(qū)域,能“多吃好吃”的才是甜點。頁巖氣“甜點”區(qū)有許多評價標準,例如頁巖的總有機碳(TOC)、脆性和含氣量等,這些參數(shù)有助于我們判斷某個頁巖氣勘探區(qū)域是否屬于“甜點”區(qū)。
  明確了頁巖氣“甜點”區(qū)之后,如何將這些富集的頁巖氣開發(fā)出來,就成為一個大問題。頁巖氣儲存于頁巖中,相對于常規(guī)油氣的儲集層,頁巖更加致密,孔隙度和滲透率都很低,這也是長久以來制約國內(nèi)外頁巖氣開發(fā)的難題。通過上百年的探索,美國采用兩種關(guān)鍵技術(shù)率先解決了這個問題:水力壓裂和水平井技術(shù)。自此,頁巖氣開發(fā)變得有跡可循。首先在頁巖氣勘探預(yù)測的“甜點”區(qū),打直井到目的層,然后根據(jù)預(yù)測的頁巖氣“甜點”層位的角度打一個相同角度的井,即水平井,這樣便加大了地面上井眼與地下頁巖氣儲層的接觸面積,能夠?qū)⒏蠓秶鷥?nèi)的頁巖氣儲層納入控制范圍,大幅提高采收率。水平井完鉆后,頁巖氣開發(fā)正式開始,通過射孔將套管和水泥射穿,將生產(chǎn)管柱和頁巖氣儲層聯(lián)通起來,隨后在地面利用高壓泵將壓裂液壓入井底,沿著之前射穿的孔洞進入頁巖氣儲層,并在液壓之下將頁巖氣儲層壓裂擠碎,產(chǎn)生一系列的裂縫和孔隙,進一步擴大頁巖氣儲層的連通性,頁巖氣就會源源不斷地被開采出來了。
  分布廣泛、儲存量大是頁巖氣的最大優(yōu)勢。與此同時,頁巖氣的勘探開發(fā)也存在很多弊端。例如相對于常規(guī)油氣,頁巖氣產(chǎn)能衰減很快,一口井持續(xù)開發(fā)的能力很弱,一年之后產(chǎn)量大都會衰減一半以上,因此需要不斷地打新井來維持產(chǎn)量,這也造就了美國頁巖氣礦區(qū)鉆井密布的現(xiàn)象。另外,開發(fā)頁巖氣的壓裂技術(shù)最常用、最成熟的就是水力壓裂,由于無法對壓裂液體進行完全回收利用,所以會不可避免地帶來環(huán)境問題。同時,我國的頁巖氣資源目標區(qū)很多都位于水資源不太豐富的地區(qū),也會給頁巖氣的開發(fā)帶來不同程度的困難。
  近一兩年,國際油價持續(xù)下跌,油氣勘探開發(fā)的利潤不斷壓縮,這令本就投入甚高的頁巖氣勘探開發(fā)處于尷尬的境地。我國的頁巖氣開發(fā)利用尚處于起步階段,剛一開始便舉步維艱。但是作為一個能源進口大國,一種安全、清潔和可持續(xù)的能源對于我國的能源戰(zhàn)略具有十分重要的意義,這些是常規(guī)油氣以及煤炭資源無法滿足的。目前,我國的頁巖氣開發(fā)工作主要集中于幾大石油公司,中石油和中石化均已建立起具有商業(yè)開發(fā)價值的頁巖氣鉆井甚至頁巖氣田。通過無數(shù)人員的共同努力,頁巖氣開發(fā)雖任重道遠,但前景光明。

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