北美页岩气勘探开发现状及对我国的启发ppt课件

1、北美页岩气勘探开发现状北美页岩气勘探开发现状及对我国的启发及对我国的启发内内 容容前言前言1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件4 4 页岩气的评价页岩气的评价5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示 世界上页岩气勘探开发时间最长、程度最高、研讨任务开展最多的国家为美国，其次为加拿大，其它许多国家页岩气的勘探开发和研讨普遍还处于刚起步阶段。因此，了解北美地域特别是美国页岩气的勘探开发和研讨现状对于我国页岩气勘探开发与研讨任务具有重要自创意义。 前言前言

2、美国是世界上最早从事页岩气勘探开发的国家。虽然页岩气引美国是世界上最早从事页岩气勘探开发的国家。虽然页岩气引起广泛关注只不过是最近几年的时间，但其早在起广泛关注只不过是最近几年的时间，但其早在19世纪晚期已在美世纪晚期已在美国阿帕拉契亚山区开场消费国阿帕拉契亚山区开场消费NEB，2021。1821年在纽约州年在纽约州Fredonia附近富泥盆纪有机质的附近富泥盆纪有机质的Dunkirk页岩完钻的页岩气井，是页岩完钻的页岩气井，是美国第一口商业消费的页岩气井美国第一口商业消费的页岩气井Curtis，2002。这比。这比Drake上上校在宾夕法尼亚州所钻的著名的油井早了将近校在宾夕法尼亚州所钻的著

3、名的油井早了将近40年。年。1926年，阿帕年，阿帕拉契亚盆地泥盆纪页岩气已投入商业性开发，并且成为当时最大的拉契亚盆地泥盆纪页岩气已投入商业性开发，并且成为当时最大的气田。气田。1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状1.1 美美 国国 然而，美国页岩气广泛的商业性开采直到然而，美国页岩气广泛的商业性开采直到1980年实施了非常规年实施了非常规燃料免税政策以后，特别是燃料免税政策以后，特别是1981年年Mitchell能源公司在得克萨斯州北能源公司在得克萨斯州北部部Fort Worth 盆地盆地Barnett页岩钻探了第一口页岩气井后，再一次引页岩钻探了第一口页岩气井

4、后，再一次引起了人们对页岩气的兴趣。但由于技术等缘由，起了人们对页岩气的兴趣。但由于技术等缘由，1989年美国仅产页岩年美国仅产页岩气气42108m3。 1998年，美国的页岩气产量到达年，美国的页岩气产量到达 85108m3，占美国天然气产量，占美国天然气产量的的1.6%；页岩气储量；页岩气储量1104108m3，占全国天然气探明总储量的，占全国天然气探明总储量的2.3%。 1999年，美国页岩气产量到达年，美国页岩气产量到达108108m3Shirley，2001。1.1 美美 国国1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状 2000年以来，由于高气价、页岩储层描画技

5、术以及钻井和完井技术的提高，页年以来，由于高气价、页岩储层描画技术以及钻井和完井技术的提高，页岩气成了有经济价值的勘探开采对象岩气成了有经济价值的勘探开采对象Cardott，2021。 2006年，美国页岩气井增至年，美国页岩气井增至40000余口，页岩气产量到达余口，页岩气产量到达311108m3，占全国天然，占全国天然气总产量的气总产量的5.9%。 2007年，美国页岩气产量到达年，美国页岩气产量到达335108m3，其中，其中Barnett/Newark East气田和气田和Antrim气田的产量分列美国第气田的产量分列美国第2和第和第13位。位。 2021年，美国页岩气产量到达年，美国

6、页岩气产量到达572 108m3, 比上年增长了比上年增长了71%EIA，2021b，页，页岩气产量占到美国干气总产量的岩气产量占到美国干气总产量的10%EIA，2021c。其中。其中70%的页岩气产量来自的页岩气产量来自德克萨斯州的德克萨斯州的Barnett页岩。页岩。 2021年，美国页岩气勘探开发更是获得了惊人的开展速度，页岩气消费井数年，美国页岩气勘探开发更是获得了惊人的开展速度，页岩气消费井数增至增至98590口，产量超越口，产量超越878108m3。其中，仅。其中，仅Barnett页岩的产量就到达了页岩的产量就到达了560108m3。页岩气快速勘探开发使得美国天然气储量添加了。页岩

7、气快速勘探开发使得美国天然气储量添加了40%。估计。估计2021年页年页岩气产量将占全美天然气产量的岩气产量将占全美天然气产量的15%以上。以上。 根据高级资源国际根据高级资源国际(Advanced Resources International,Inc.)的预测，随着的预测，随着Haynesville 和和 Marcellus 页岩气开发的快速开展，美国页岩气产量估计到页岩气开发的快速开展，美国页岩气产量估计到2020年将年将到达到达 2066108m3 Kuuskraa，2021。1.1 美美 国国1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状US shale gas p

8、laysSource: Scott Stevens and Vello Kuuskraa: “Seven plays dominate North America Activity, in Oil & Gas Journal, 28.09.09Impact on the US gas balance going forwardSource: US DOE EIA: Annual Energy Outlook 2021 Early Release7,5%7,5%24,3%24,3%7,8%7,8%32,8%32,8%13,5%13,5%5,9%5,9%8,2%8,2%1,6%1,6%6,3%6,

9、3%8,4%8,4%54,1%54,1%8,8%8,8%12,6%12,6%8,3%8,3%2021年产量395108m3 1.1 美美 国国1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状 根据高级资源国际根据高级资源国际(Advanced Resources International,Inc.)的预的预测，随着测，随着Haynesville 和和 Marcellus 页岩气开发的快速开展，美国页岩页岩气开发的快速开展，美国页岩气产量估计到气产量估计到2020年将到达年将到达 2066108m3 Kuuskraa，2021。 由于页岩气产量的快速增长，在过去的由于页岩气产量

10、的快速增长，在过去的10多年中，美国非常规天然多年中，美国非常规天然气的产量添加了气的产量添加了65%，由，由1998年年1528108m3增至增至2007年的年的2519108m3，非常规天然气产量已占到美国天然气总产量的，非常规天然气产量已占到美国天然气总产量的46%Navigant Consulting，2021。 加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进展勘探开发的国家，加拿大是继美国之后世界上第二个对页岩气进展勘探开发的国家，其自页岩的天然气消费也已有数十年的历史，早期的页岩气消费来自其自页岩的天然气消费也已有数十年的历史，早期的页岩气消费来自阿尔伯达省东南部和萨斯喀彻温省西南部的阿

11、尔伯达省东南部和萨斯喀彻温省西南部的Second White Speckled ShaleNEB，2021。但位于不列颠哥伦比亚省。但位于不列颠哥伦比亚省BC省东北部的省东北部的第一个商业性页岩气藏直到第一个商业性页岩气藏直到2007年才开场投入开发。年才开场投入开发。 以后，对页岩气勘探开发的兴趣大大加强，勘探开发的地域主要以后，对页岩气勘探开发的兴趣大大加强，勘探开发的地域主要集中在集中在BC省东北部的中泥盆统省东北部的中泥盆统 Horn River盆地与三叠纪盆地与三叠纪 Montney页页岩。随着新技术的运用，许多公司对页岩气勘探开发的兴趣除阿尔伯岩。随着新技术的运用，许多公司对页岩气

12、勘探开发的兴趣除阿尔伯达省和达省和BC省外，还扩展到了萨斯喀彻温省、安大约省、魁北克省、新省外，还扩展到了萨斯喀彻温省、安大约省、魁北克省、新布伦斯威克省以及新斯克舍省。布伦斯威克省以及新斯克舍省。1.2 加拿大加拿大1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状 按照加拿大非常规天然气协会按照加拿大非常规天然气协会CSUG主席主席Michael Dawson在在2021年年9月一次报告的观念，加拿大的页岩气区带中只月一次报告的观念，加拿大的页岩气区带中只需需Montney到达了他所称的商业开发阶段，到达了他所称的商业开发阶段，Horn River盆地那么部盆地那么部分处于先

13、导消费实验阶段、部分还处于先导钻探阶段；魁北克低地、分处于先导消费实验阶段、部分还处于先导钻探阶段；魁北克低地、新布伦斯威克省以及新斯克舍省的页岩那么还处于他所称的早期评新布伦斯威克省以及新斯克舍省的页岩那么还处于他所称的早期评价阶段价阶段Anonymous，2021。 而美国处于商业开发阶段的页岩气区带有而美国处于商业开发阶段的页岩气区带有Marcellus、Barnett、 Haynesville、Fayetteville和和Woodford页岩。页岩。 1.2 加拿大加拿大1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状After Michael Dawson: Shal

14、e Gas Resource Plays in North America-Opportunities and Challenges. NBF Energy Service Conference. Sep.14,2021.1.2 加拿大加拿大1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状 2021年，加拿大页岩气产量到达年，加拿大页岩气产量到达72108m3 ，它们产于，它们产于Horn River与与 Montney 2个页岩气区带。个页岩气区带。 据高级资源国际据高级资源国际(Advanced Resources International,Inc.)预测，预测，加拿大页

15、岩气产量估计到加拿大页岩气产量估计到2020年将超越年将超越625108m3 Kuuskraa，2021。1.2 加拿大加拿大1 1 北美页岩气勘探开发历史与现状北美页岩气勘探开发历史与现状 据据Rogner1997估估计，世界页岩气原地资源量计，世界页岩气原地资源量为为4561012m3。按照。按照IEA ，Rogner1997估计的原估计的原地资源量中有约地资源量中有约 40% 会成为会成为可采量，即世界页岩气可采可采量，即世界页岩气可采资源量为资源量为180 1012m3。按。按2021年世界天然气产量计算，年世界天然气产量计算，仅全球页岩气资源就可以消仅全球页岩气资源就可以消费费60年

16、。年。2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力2.1 全球全球The US National Petroleum Council puts global unconventional gas resources by end 2007 at 32560 tcf (against a global proven reserves base of 6250 tcf)CBM 9051 tcf; shale 16112 tcf; tight gas 7406 tcf2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力2.1 全球全球 然而，根据北美和欧洲的阅历，然而，根据北美和欧洲的阅历，Rogner19

17、97对全球页岩气资源对全球页岩气资源量的估计能够将会被证明是保守的量的估计能够将会被证明是保守的AEI，2021。 以北美美国和加拿大为例，以北美美国和加拿大为例，Rogner (1997) 估计北美页岩气原地估计北美页岩气原地资源量为资源量为109 1012m3 。但。但Tristone Capital 2021年对美国年对美国Barnett、Deep Bossier、Haynesville、Fayetteville、Woodford 和和Marcellus与加与加拿大拿大Montney、Horn RiverMuskwa、 Utica Gothic等等9个页岩气区带个页岩气区带的评价以为，假

18、设不思索风险要素，仅这的评价以为，假设不思索风险要素，仅这9个区带的可采资源潜力就到达个区带的可采资源潜力就到达 21 1012m3 Anonymous，2021。 最近，高级资源国际最近，高级资源国际(Advanced Resources International,Inc.，2021)对北美对北美“7大页岩气盆地大页岩气盆地Barnett，Fayetteville ，Woodford，Marce llus，Haynesville，Montney与与Horn River进展了盆地一级的资进展了盆地一级的资源评价，结果得到其原地页岩气资源量高达源评价，结果得到其原地页岩气资源量高达 146 1

19、012m3, 其中可采资源其中可采资源量估计为量估计为 20 1012m3 。这一结果大大超出了。这一结果大大超出了Rogner1997对北美页岩对北美页岩气总资源量的估计。气总资源量的估计。2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力2.1 全球全球 美国的页岩气资源非常丰富，但对其规模的评价尚无定论。美国的页岩气资源非常丰富，但对其规模的评价尚无定论。 据潜在天然气委员会据潜在天然气委员会PGC对美国天然气资源两年一度评价的最新结对美国天然气资源两年一度评价的最新结果，截止果，截止2021年底，美国天然气潜在资源总量为年底，美国天然气潜在资源总量为52 1012m3 ，其中页岩气，其中页岩

20、气资源量为资源量为17.4 1012m3 PGC，2021，占总潜在资源量的，占总潜在资源量的33%。 最近，高级资源国际最近，高级资源国际Advanced Resources International, Inc.，2021对美国对美国5个页岩气盆地个页岩气盆地Barnett，Fayetteville ，Woodford，Marcellus，Haynesville评价以为，其原地资源量达评价以为，其原地资源量达107 1012m3 ， 可可采资源量采资源量13 1012m3 。其中。其中Marcellus 页岩资源量达页岩资源量达59 1012m3 (2,100 Tcf) ，可采资源量，可采

21、资源量5.7 1012m3 (200 Tcf) 。 可见，美国页岩气原地资源量可见，美国页岩气原地资源量OGIP在在85 1012m3 3000 tcf 以上以上Brathwaite，2021。2.2 美国美国2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力After Michael Dawson: Shale Gas Resource Plays in North America-Opportunities and Challenges. NBF Energy Service Conference. Sep.14,2021.From DOE, April 2021Shale gas resour

22、ce plays in United States 就探明储量而言，就探明储量而言，2021年底，美国剩余页岩气探明储量为年底，美国剩余页岩气探明储量为9280 108m3 ,比比2007年添加了年添加了51%EIA，2021d，占美国干气探明储，占美国干气探明储量量6.9 1012m3 的的13.4%。 由于页岩气的发现，美国由于页岩气的发现，美国2021年天然气的估算储量比年天然气的估算储量比2006年高了年高了35%。 美国页岩气储量的快速增长白宫新闻秘书办公室在美国页岩气储量的快速增长白宫新闻秘书办公室在2021年年11月月17日在日在中指出：中指出：“预期页岩气的开发将预期页岩气的开

23、发将会大幅度提高美国的能源平安，并有助于减少温室气体污染。会大幅度提高美国的能源平安，并有助于减少温室气体污染。2.2 美国美国2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力2.3 加拿大加拿大 加拿大的页岩气资源亦很丰富，页岩气资源主要分布于加拿大的页岩气资源亦很丰富，页岩气资源主要分布于5个盆地：个盆地： BC省东北部的省东北部的Horn River盆地盆地; 三叠系三叠系Montney页岩页岩; 阿尔伯达省与萨斯喀彻温省的阿尔伯达省与萨斯喀彻温省的Colorado群群; 魁北克省的奥陶系魁北克省的奥陶系Utica页岩页岩; 新布伦斯威克省与新斯克舍省的新布伦斯威克省与新斯克舍省的Horto

24、n Bluff页岩。页岩。2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力但其资源量目前同样没有比较一致的估计。但其资源量目前同样没有比较一致的估计。2.3加拿大加拿大 根据加拿大非常规天然气协会根据加拿大非常规天然气协会CSUG最新资源评价结果，加拿最新资源评价结果，加拿大页岩气的原地资源量大页岩气的原地资源量GIP估计估计 42.5 1012m3 1500TcfDawson，2021，2021)，远大于其常规天然气资源，远大于其常规天然气资源421 Tcf。而且，。而且，页岩气资源也远远超越其煤层气原地资源量页岩气资源也远远超越其煤层气原地资源量500 Tcf以及致密砂岩气以及致密砂岩气的原地

25、资源量的原地资源量300 Tcf。 其中其中BC省页岩气资源量最大，达省页岩气资源量最大，达28 1012m3 1000Tcf 以上。以上。 2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力After Michael Dawson: Shale Gas Resource Plays in North America-Opportunities and Challenges. NBF Energy Service Conference. Sep.14,2021.2.3 加拿大加拿大2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力2.3 加拿大加拿大 最近，高级资源国际最近，高级资源国际(Advanced

26、 Resources International, Inc.，2021)对加拿大对加拿大2个盆地页岩气盆地个盆地页岩气盆地Montney与与Horn River评价得出，两盆地页岩气的原地资源量为评价得出，两盆地页岩气的原地资源量为39 1012m3 0Tcf，可采资源量可采资源量7 1012m3 240TcfKuuskraa，2021。 按照这一估计，加拿大的页岩气原地资源量估计将能够超越按照这一估计，加拿大的页岩气原地资源量估计将能够超越57 1012m3 2000 tcf。 2 2 北美页岩气资源潜力北美页岩气资源潜力 气源条件，特别是气源条件，特别是TOC含量、富有机质页岩厚度与有机质

27、成熟度被以含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被以为是决议页岩气区带经济可行性的关键要素为是决议页岩气区带经济可行性的关键要素Rokosh et al，2021。 TOC与页岩厚度与页岩厚度 有机质含量是影响页岩气富集的一个根本性要素，它不仅决议着页岩有机质含量是影响页岩气富集的一个根本性要素，它不仅决议着页岩的生气量，而且也直接影响着页岩的含气量，由于页岩中的有机质含量对的生气量，而且也直接影响着页岩的含气量，由于页岩中的有机质含量对气体具有重要的吸附作用，页岩气中有大量的气体就是以吸附方式存在于气体具有重要的吸附作用，页岩气中有大量的气体就是以吸附方式存在于干酪根外表的。因此，高的干酪根外

28、表的。因此，高的TOC就意味着高的生气量和吸附量。就意味着高的生气量和吸附量。 典型的页岩气具有丰富的有机质含量，其典型的页岩气具有丰富的有机质含量，其TOC 大多在大多在120 wt%之间。之间。构成页岩气的有机碳构成页岩气的有机碳TOC含量在含量在1.520%Bustin，2005。Burnaman(2021)以为以为TOC至少应为至少应为2%。3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件3.1 气源条件气源条件 页岩的厚度是页岩气构成和评价的另一个重要目的。页岩的厚度是页岩气构成和评价的另一个重要目的。 Burnaman(2021)以为对于页岩气的构成而言，拥有高以为对于页岩气的构成而言

29、，拥有高TOC的页岩的页岩的延续厚度至少为的延续厚度至少为45m 150ft。但这一数值并不是绝对的，厚度的。但这一数值并不是绝对的，厚度的下限规范还取决于其它下限规范还取决于其它TOC等目的，高等目的，高TOC值页岩的厚度下限可以低值页岩的厚度下限可以低于上述界限。如于上述界限。如Haynesville页岩中一些井的页岩厚度就小于页岩中一些井的页岩厚度就小于150ft，但，但由于拥有较高的由于拥有较高的TOC，因此产量很高。，因此产量很高。3.1 气源条件气源条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件 有机质类型有机质类型 构成页岩气的有机质类型构成页岩气的有机质类型I、II、III型

30、均有型均有(Burnaman，2021)，但，但以以II型为主。型为主。 由于由于I、II型有机质在油窗阶段以生油为主，气体生成较少，大量型有机质在油窗阶段以生油为主，气体生成较少，大量较大的油分子可以堵塞页岩的孔隙，减慢气体开采的流速，因此构成较大的油分子可以堵塞页岩的孔隙，减慢气体开采的流速，因此构成页岩气的页岩以成熟度较高为佳。据研讨，由油窗到气窗的转变估计页岩气的页岩以成熟度较高为佳。据研讨，由油窗到气窗的转变估计发生于发生于1.15-1.4%Ro阶段阶段Jarvie et al.，2005)。 Burnaman(2021) 亦以为亦以为I型有机质只需当型有机质只需当Ro1.4%时才能

31、够成时才能够成为好的气源岩，而为好的气源岩，而II型和型和III型干酪根那么需求较高的轻指数才干保证有型干酪根那么需求较高的轻指数才干保证有足够数量的天然气生成。足够数量的天然气生成。3.1 气源条件气源条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件 热成熟度与页岩气的成因类型热成熟度与页岩气的成因类型 根据美国和加拿大的勘探开发结果，构成页岩气的页岩的成熟度由根据美国和加拿大的勘探开发结果，构成页岩气的页岩的成熟度由0.4%3.0%Ro不等。如不等。如Barnett页岩的成熟度就属于中等到较高范围，页岩的成熟度就属于中等到较高范围，Ro为为0.6%1.1%Pollastro et al.,

32、 2003)。 而而Antrim 和和New Albany 页岩所产的天然气便主要为生物成因甲烷页岩所产的天然气便主要为生物成因甲烷 (Curtis, 2002)。 再如加拿大而泥盆纪再如加拿大而泥盆纪Horn River 盆地和三叠纪盆地和三叠纪 Montney 页岩所产页岩所产的天然气那么生成于较大的埋深处。而阿尔伯达和萨斯喀彻温省的的天然气那么生成于较大的埋深处。而阿尔伯达和萨斯喀彻温省的Second White Specks 页岩所产的天然气为浅埋藏，其埋深之浅以致于页岩所产的天然气为浅埋藏，其埋深之浅以致于目前页岩中依然有细菌正在生成气体；魁北克省的目前页岩中依然有细菌正在生成气体；

33、魁北克省的Utica 页岩那么既有深页岩那么既有深埋藏又有浅埋藏，因此存在着生物气和热解气共存的能够埋藏又有浅埋藏，因此存在着生物气和热解气共存的能够National Energy Board，2021。3.1 气源条件气源条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件Part 1 32Barnett ShaleAppalachian Basin:Devonian Shales High maturity thermogenicArkoma Basin:Fayetteville ShaleWoodford ShalePenn. ShaleBarnett ShaleWoodford Shale

34、Santa Maria Basin:Monterey/Antelope Shales thermogenic oil systemsWilliston Basin:Bakken Shale Thermogenic oil systemWind River Basin:Waltman Shale Migrated, Thermogenic Gas SystemAnadarko Basin:Combination PlayEast Texas Basin:Bossier Shale/SandShale Resource PlaysIn North AmericaMichigan Basin:Ant

35、rim Shalebiogenic shale gas systemIllinois Basin:New Albany ShaleLow maturity thermogenic shale gas systemSan Juan BasinLewis Shale System3.1 气源条件气源条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件3.1 气源条件气源条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件 1岩性岩性 构成页岩气构成页岩气的岩石除页岩外，的岩石除页岩外，还包括泥岩、粉还包括泥岩、粉砂岩、甚至很细砂岩、甚至很细的砂岩的砂岩Bustin，2005。 3.2 储层条件储层条件3

36、3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件3 3 页岩气藏的构成页岩气藏的构成3.2 储层条件储层条件3 3 页岩气藏的构成页岩气藏的构成3.2 储层条件储层条件3 3 页岩气藏的构成页岩气藏的构成3.2 储层条件储层条件Permeability (mD)0.0010.010.11.010.0Extremely TightVery TightTightLowModerateHighConventionalTightTighter than TightUS DOE StudyUS DOE StudyGraniteMontneyBarnettSidewalk Cement0 % porosity L

37、imestoneGeneral oilfield rocks0.0001Good Shale 2 2物性物性 页岩最突出的特点是孔隙度和浸透率极低，典型的气页岩的页岩最突出的特点是孔隙度和浸透率极低，典型的气页岩的基质浸透率处于微达西基质浸透率处于微达西纳达西范围，因此气体在储层中的流纳达西范围，因此气体在储层中的流动主要取决于页岩中天然裂痕的发育情况。动主要取决于页岩中天然裂痕的发育情况。 3.2 储层条件储层条件 3 3矿物组成矿物组成 粘土矿物和碳粘土矿物和碳酸盐含量低、粉砂酸盐含量低、粉砂质或硅质石英质或硅质石英含量较高比较有利。含量较高比较有利。 BarnettBarnett页岩的关

38、页岩的关键似乎是页岩较大键似乎是页岩较大的脆性，这部分是的脆性，这部分是由于其粉砂质含量由于其粉砂质含量较高较高Rokosh et al.Rokosh et al.，20212021。 4 4裂痕裂痕 裂痕发育适中。裂痕发育适中。 3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件3.2 储层条件储层条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件3.3 温压条件温压条件3 3 页岩气藏的构成条件页岩气藏的构成条件 页岩气的评价选区主要要思索页岩厚度、深度、有机质丰度、成熟页岩气的评价选区主要要思索页岩厚度、深度、有机质丰度、成熟度、含气量等多个要素，其中一些要素目前尚没有明确的评价规范。度、含气量

39、等多个要素，其中一些要素目前尚没有明确的评价规范。 加拿大阿尔伯达地质调查局加拿大阿尔伯达地质调查局Rokosh et al.2021以为，对于每一以为，对于每一个页岩气区带而言，主要看以下个页岩气区带而言，主要看以下4种特性：种特性： 有机质成熟度；有机质成熟度； 生成和储集在储层中的气体类型生成和储集在储层中的气体类型(即生物气还是热解气即生物气还是热解气)； TOC 含量；含量； 储层的浸透率。储层的浸透率。 4 4 页岩气的评价页岩气的评价4 4 页岩气的评价页岩气的评价R. Marc Bustin et al.，2021： Shale Gas Opportunities and Ch

40、allenges.CharacteristicCore Producing Area RangeMinimum for DevelopmentImportanceTOC3 to 104High% Silica and/or calcite40%25%Mod/HighMaturity, Vitrinite Reflection, %1.0 to 2, 1.4 for dry gas1.4HighShale thickness, ft100 to 1000100 ftHighGas in Place, bcf/sq mile30 to 35025HighMatrix Permeability, m

41、d10X-5 to 0.001 md0.00005 mdHighMatrix Porosity (effective)8%4%HighDepth of pay400 to 170003000 to 12000?Mod/HighModulus of Elasticity3MM to 9MMDepends on frac barriersHighNat. Frac PresenceYes, open during productionsameHighBoundaries for FracyesAbsence requires special fracsMod/HighGas Content scf

42、/ton30080 HighGas % in pore50%30HighGas % adsorbed50%5 mmscf/d1.5 to 2 MMHighestWater saturation0.1 to 0.350.25HighOil Saturationlow4000 ft1500 ftHighHoriz direction rel to frac dir. transverseBetween 60 and 135oHighFracture needsRubblize the zoneRubblize the zoneHighDewatering (frac cleanup) Time0.

43、1 to 1 months0.1 to 2 monthsModerateDecline Rates50% 1st yr 65% 1st yrMod/HighEst. Ultimate Recovery, EUR1 to 3 bcf1 to 2 bcfModerateWhat do we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2021)2.2 美国美国 (1)页岩气是一种广分布、低丰度、易发现、难开采的延续型非常页岩气是一种广分布、低丰度、易发现、难开采的延续型非常规低效气藏。规低效气藏。 (2)页岩气是一种近期可实现经济勘探开发的、潜力宏大的、现实

44、页岩气是一种近期可实现经济勘探开发的、潜力宏大的、现实的天然气资源，并已在北美地域构成较成熟的评价方法和勘探开发技的天然气资源，并已在北美地域构成较成熟的评价方法和勘探开发技术，可供我国页岩气研讨和勘探开发任务学习自创。术，可供我国页岩气研讨和勘探开发任务学习自创。 (3) 我国含油气盆地富有机质页岩分布广泛，且在许多方面与北美我国含油气盆地富有机质页岩分布广泛，且在许多方面与北美地域具有一定的可比性，阐明我国页岩气同样具有很大的勘探开发潜地域具有一定的可比性，阐明我国页岩气同样具有很大的勘探开发潜力。力。5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示5.1 对页岩气资源

45、的几点根本认识对页岩气资源的几点根本认识After Michael Dawson: Shale Gas Resource Plays in North America-Opportunities and Challenges. NBF Energy Service Conference. Sep.14,2021.5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示 (4)页岩气藏的构成与常规气藏既有类似之处，又有明显区别，甚页岩气藏的构成与常规气藏既有类似之处，又有明显区别，甚至能够比常规气藏的构成还要复杂。至能够比常规气藏的构成还要复杂。 5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启

46、示北美页岩气勘探开发对我国的启示5.1 对页岩气资源的几点根本认识对页岩气资源的几点根本认识资源类型生储盖运 圈保常规气+页岩气+/?-+/? 1页岩气的构成和富集条件虽然比常规气藏相对简页岩气的构成和富集条件虽然比常规气藏相对简单，但能够比我们想象的复杂单，但能够比我们想象的复杂 。如除有机质组成、有机碳含。如除有机质组成、有机碳含量、成熟度、矿物组成、储层物性、裂痕发育情况等要素外，量、成熟度、矿物组成、储层物性、裂痕发育情况等要素外，区域构造演化史、温压场变化史、生烃演化史、流体活动史区域构造演化史、温压场变化史、生烃演化史、流体活动史等又是如何影响页岩气藏的构成与富集的？这些要素之间又

47、等又是如何影响页岩气藏的构成与富集的？这些要素之间又是怎样互相互相影响和作用的？再如影响页岩气中游离气与是怎样互相互相影响和作用的？再如影响页岩气中游离气与吸附气含量的主要要素是什么？如何准确确定二者在一套页吸附气含量的主要要素是什么？如何准确确定二者在一套页岩中的含量比例？这些问标题前还研讨的不够甚至缺乏研讨。岩中的含量比例？这些问标题前还研讨的不够甚至缺乏研讨。 5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示5.2 我国页岩气评价及勘探开发应留意的几个重要问题我国页岩气评价及勘探开发应留意的几个重要问题 2我国页岩气构成的地质背景比北美地域复杂，特别我国页岩气构成的地

48、质背景比北美地域复杂，特别是包括页岩气构成条件相对较好的四川盆地在内的我国中西是包括页岩气构成条件相对较好的四川盆地在内的我国中西部叠合盆地，大多阅历了复杂的构造演化史、生烃史和成藏部叠合盆地，大多阅历了复杂的构造演化史、生烃史和成藏史，因此我国与北美地域在页岩气构成条件上既具类似之处，史，因此我国与北美地域在页岩气构成条件上既具类似之处，又具有明显的差别性，这就决议了北美地域页岩气的评价规又具有明显的差别性，这就决议了北美地域页岩气的评价规范范/阅历应不完全适宜我国页岩气的评价和勘探。因此，深化阅历应不完全适宜我国页岩气的评价和勘探。因此，深化研讨我国页岩气富集高产的条件和评价规范应是我国页

49、岩气研讨我国页岩气富集高产的条件和评价规范应是我国页岩气勘探开发首先需求研讨和处理的问题。勘探开发首先需求研讨和处理的问题。5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示5.2 我国页岩气评价与勘探开发应留意的几个重要问题我国页岩气评价与勘探开发应留意的几个重要问题 3留意加强高成熟海相页岩与陆相中低成熟页岩气留意加强高成熟海相页岩与陆相中低成熟页岩气构成机理及其特殊性的研讨。构成机理及其特殊性的研讨。5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示 4目前，我国页岩气评价多与北美地域特别是美国页岩气评价目前，我国页岩气评价多与北美地域特别是美国页岩气

50、评价规范或目的进展对比。但对比中存在以下规范或目的进展对比。但对比中存在以下6个方面的问题或倾向：个方面的问题或倾向： 现有的对比分析仅限于页岩气评价有关目的的简单比对，而缺现有的对比分析仅限于页岩气评价有关目的的简单比对，而缺乏对我国与美国页岩气构成地质背景和条件的全面深化的对比分析研讨，乏对我国与美国页岩气构成地质背景和条件的全面深化的对比分析研讨，进而呵斥在对比思绪甚至对比目的的选取上出现了明显的缺乏。如保管进而呵斥在对比思绪甚至对比目的的选取上出现了明显的缺乏。如保管条件，对构造相对稳定的北美页岩气盆地来说可以不加思索，但对于构条件，对构造相对稳定的北美页岩气盆地来说可以不加思索，但对于构造活动剧烈的我国盆地页岩气评价来说，要不要思索？值得研讨。造活动剧烈的我国盆地页岩气评价来说，要不要思索？值得研讨。 5 5 北美页岩气勘探开发对我国的启示北美页岩气勘探开发对我国的启示 现有的对比只是就单个要素的简单对比分析，而