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页岩气简介
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气,是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合,可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中,以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面,还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中,游离气比例一般在20%~85% 。


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页岩气分布
页岩气分布北美克拉通盆地、前陆盆地侏罗系、泥盆系,密西西比系富集多种成因、多种成熟度页岩气资源 。


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中国许多盆地发育有多套煤系及暗色泥、页岩地层,互层分布大套的致密砂岩存在根缘气、页岩气发育有利条件,不同规模的天然气发现,尚未在大面积区域内实现天然气勘探的进一步突破 。资料显示,中国南方海相页岩地层可能是页岩气的主要富集地区 。除此之外,松辽、鄂尔多斯、吐哈、准噶尔等陆相沉积盆地的页岩地层也有页岩气富集的基础和条件 。重庆綦江、万盛、南川、武隆、彭水、酉阳、秀山和巫溪等区县是页岩气资源最有利的成矿区带,因此被确定为首批实地勘查工作目标区 。


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据估计,全球页岩气资源约为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚、中国、拉美、中东、北非和前苏联,其中北美最多 。但其丰度低,技术可采量占资源总量的比例较低,同时页岩气的储层具有低孔隙率和低渗透率的特点,开采难度大,需要高水平的钻井和完井技术 。在21世纪刚开始开采页岩气时,多采用水平钻井技术和水基液压裂技术提高采收率 。


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中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿-30万亿立方米,与美国28.3万亿立方米大致相当,经济价值巨大 。另一方面,生产周期长也是页岩气的显著特点 。页岩气田开采寿命一般可达30~50年,甚至更长 。美国联邦地质调查局最新数据显示,美国沃思堡盆地Barnett页岩气田开采寿命可达80~100年 。开采寿命长,就意味着可开发利用的价值大,这也决定了它的发展潜力 。
开采技术
1821年,在美国纽约的弗里多尼亚商业天然气井中首次生产出页岩气 。
1859年,埃德温·德雷克表示油可大量生产,启动了美国的石油工业 。
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页岩气开采技术,主要包括水平井技术和多层压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术,这些技术正不断提高着页岩气井的产量 。正是这些先进技术的成功应用,促进了美国页岩气开发的快速发展 。如果能引进这些先进技术,将为中国页岩气开发助一臂之力 。
中国页岩气开发技术不断进步:一个是钻井技术,3500米的页岩气井、2000米的水平钻最快45天就完成 。二是分钻压裂技术已经完全掌握并基本实现了国产化 。
开发方式
虽然有吸附与游离相天然气的同时存在,但页岩气的开发并不需要排水降压 。由于页岩中游离相天然气的采出,能够自然达到压力降低的目的,从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化,达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的 。由于孔隙度和渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低,因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施,压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益 。
开发现状
首先是消耗大量水资源且不可回收 。页岩天然气开采所使用的水压破裂技术需要消耗大量水资源,由此油气开发商开始抢占农业用水,甚至会挤占市政用水 。据介绍,灌溉640英亩(约合2.6平方公里)干旱土地需要4.07亿加仑(约合15.4亿升)水,可收获价值20万美元的玉米,等量的水如果用于水压破裂技术钻井,可获得价值25亿美元的石油 。由于钻井所使用的水注入页岩层,比地下蓄水层要深得多,主要被岩石吸收,不能再回收利用 。


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开发页岩气还容易造成环境污染 。页岩油气开采在钻井过程中要经过蓄水层,钻井使用的化学添加剂会对地下水形成污染威胁 。主要输送从油砂中提炼的重油的“Keystone”管道在2010年5月就曾发生两次重大泄漏事故,造成严重污染和生态破坏 。
正是因为存在诸多隐患,美国环保团体和农牧业团体强烈反对非常规油气资源开发,奥巴马政府也推迟决定“Keystone”管道延长线项目的实施 。