页岩气钻采技术进展张蔚红1， 熊林芳1， 王春艳2， 杨红2， 苏效民3（ 1 ． 西北大学 地质学系 大陆动力学国家重点实验室， 陕西 西安 710069； 2． 延长油 田 股份有限公司， 陕西 延安716000；3． 川 庆钻探国际工程公司， 四川 成都 610051 ）［摘要］世界范围内 页岩气资源丰富， 是常规石油天然气的理想接替能源， 具有开发潜力。 总结国内 外页岩气勘探开发现状， 列举美国和加拿大等在页岩气开发方面取得的商业成功经验。 页岩气井的钻井多采用 水平井技术， 大多采用泡沫水泥固井技术和组合式桥塞方法进行完井。 人工压裂技术是页岩气开采的核心技术， 常用 的压裂技术包括清水压裂、 水...

　　页岩气钻采技术进展张蔚红1， 熊林芳1， 王春艳2， 杨红2， 苏效民3（ 1 ． 西北大学 地质学系 大陆动力学国家重点实验室， 陕西 西安 710069； 2． 延长油 田 股份有限公司， 陕西 延安716000；3． 川 庆钻探国际工程公司， 四川 成都 610051 ）［摘要］世界范围内 页岩气资源丰富， 是常规石油天然气的理想接替能源， 具有开发潜力。 总结国内 外页岩气勘探开发现状， 列举美国和加拿大等在页岩气开发方面取得的商业成功经验。 页岩气井的钻井多采用 水平井技术， 大多采用泡沫水泥固井技术和组合式桥塞方法进行完井。 人工压裂技术是页岩气开采的核心技术， 常用 的压裂技术包括清水压裂、 水力喷射压裂、 重复压裂、 同 步压裂和分段压裂。 我国 页岩气储量丰富， 但开发仅处于起步阶段， 通过对国外页岩气开采技术的学习和借鉴， 加快实现我国页岩气开采的蓬勃发展。［关键词］页岩气； 水平井技术； 泡沫水泥； 完井； 压裂TE24［文献标识码］［中图分类号］B［文章编号］1004 － 1184（ 2013） 04 － 0109 － 03［收稿日 期］2013 － 03 － 22［作者简介］张蔚红（ 1986 － ） ， 女， 陕西咸阳人， 在读博士研究生， 主攻方向： 石油地质及勘探开发。页岩气是指泥岩或页岩在各种地质条件下生成且尚 未完全排出的天然气， 属于非常规天然气资源， 往往以吸附、 游离、 溶解等多种形式残留于盆地内 厚度较大、 分布较广的 泥页岩内部。作为新能源之一， 与常规天然气相 比， 页岩气开发具有开采寿命长和生产时间长的优点， 大部分可产气的页岩分布范围广、 厚度大， 且普遍含有页岩气， 这使得页岩气井能够长期以稳定的速率产气。 世界页岩气资源很丰富， 但目 前还没有广泛地勘探与开发， 其根本原因 是页岩基质渗透率很低，勘探开发困难。1国内外勘探开发现状据预测， 世界页岩气资源量为 456． 24 × 1012m3， 主要分布区域为： 北美、 中亚和中国、米博体育 米博官网 中东和北非、 拉丁美洲、 苏联等地区， 相当于煤层气和致密气的 总 和， 是常规天然气资源量的 2 倍［1］。 我国页岩气资源量保守估算有 30 万亿 m3。美国页岩气资源丰富， 在其本土的 48 个州均有分布。 据美国能源信息署的资料， 美国页岩气技术可采储量为 24． 39× 1012m3［2］。 目 前， 美国主要有 5 套具有商业开发价值的页岩气系统， 即： FortWorth 盆地密西西比系 Barnett 页岩、 Appa-lachian 盆地泥盆系 Ohio 页岩、 Michigan 盆地泥盆系 Ant － rim页岩、 Illinois 盆地的泥盆系 New Albany 页岩和 San Juan 盆地白垩系 Lewis 页岩。 其中， FortWorth 盆地以密西西比系 Bar-nett 页岩为 储层 的 Newark East 页 岩 气田 ， 勘 探开发 程度较高， 目 前产量已超过 300 × 108m3， 已是美国第二大气田 。 美国页岩气的成功开发改变了 美国 能源格局， 被誉为“全球能源领域的一场革命” 。与北美的页岩气勘探开发成就相比， 我国的页岩气勘探开发起步较晚， 而与全球其他地区相比， 我国 的 页岩气勘探开发则处于领先地位， 为全球除北美以外地区率先进入页岩气勘探评价突破和工业化开发先导性试验的国家［3，4，5］。对于我国的页岩气资源发展前景， 国内 不少学者对此做出了较为乐观的预测。 预测显示我国页岩气资源丰富， 其中地质资源量为（ 30 ～ 166） × 1012m3， 技术可采资源量为（ 7 ～45） × 1012m3。 无论是从地质资源量还是技术可采资源量上看， 我国页岩气资源都具备良好发展基础。 已有预测认为我国未来 5 年将实现页岩气规模化生产， 页岩气产量将达到 65× 108m3， 至 2020 年前后， 能够突破页岩气勘探开发关键技术， 页岩气产量有望达到（ 600 ～ 1000） × 108m3［6］。 其中， 四川 盆地、 渝东鄂西地区、 黔湘地区、 鄂尔 多 斯盆地、 塔里木盆地等将是未来重点 勘探开发和产量增长区域。 我国 已 在富有机质页岩地质特征、 页岩气形成与富集地质条件、 页岩气远景区带优选等基础地质理论与认识上取得重要了 进展； 在四川 盆地南部古生界、 四 川 盆地北部中 生代、 鄂尔多 斯盆地三叠系等多个地区和多个时代的海相、 陆相富有机质页岩中取得重要页岩气突破和发现。 这预示着中 国 的 页岩气具有巨大的开发潜力。我国已经加快了页岩气的勘探开发步伐， 近年来开展了我国页岩气地质条件评价与勘探开发先导性试验， 例如， 南方海相地层 中 页岩气评价井 FS1 井页岩气井的 压裂施工，W201 井寒武系也发现了 较好的 页岩气显示， 并对其进行了压裂改造。 与国际合作方面， 我国石油 公司积极与国外油 气企业在页岩气勘探开发方面寻求合作， 我国 石油 与康菲、 壳牌、 埃克森美孚、 挪威石油等跨国石油公司开展联合研究，米博体育 米博官网 探索页岩气开发的国际合作方式； 我国石化也积极同 BP、 Chev-ron、 Newfield 等国外石油公司展开交流合作， 这些表明页岩气勘探开发将会在我国蓬勃发展。2钻采技术及进展2． 1水平井技术页岩气是存在于页岩裂缝等空隙中的天然气， 要使其易于流入井筒， 就必须合理利 用 储层中 的 裂缝， 使井筒尽可能多的穿过储层。 目 前业界多 利 用 水平钻井技术来进行页岩气的开采， 该技术对于页岩气开采具有重大意义， 水平钻井可以获得更大的储层泄流面积， 得到更高的天然气产量。 水平井形式包括单支、 多分支和羽 状水平井。 水平井的成本一9012013 年 7 月第 35 卷第 4 期地下水Ground waterJul． ，2013Vol. 35NO. 4米博体育平台米博体育平台