頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

隨著世界經(jīng)濟發(fā)展對油氣需求的不斷增加和世界油氣工業(yè)的快速發(fā)展，大型、儲量大、資源豐富、易于勘探、好開采的油氣資源以及所有剩余油氣資源的比例正在下降。然而，一些不受重視的油氣資源，如未納入主要勘探目標(biāo)的開發(fā)效率相對較低，以及勘探技術(shù)的要求高，逐漸成為全球油氣勘探和開發(fā)的熱點和替代資源。頁巖氣在全球分布范圍廣、儲量大,具有廣闊的開發(fā)利用前景。近年來美國、加拿大等國家在頁巖氣開采方面取得的巨大突破,使得開展頁巖氣研發(fā)的重要性日益凸顯。本文擬通過對國內(nèi)外頁巖氣資源的資源量、分布狀況、勘探開發(fā)技術(shù)研究現(xiàn)狀等進行系統(tǒng)調(diào)研,分析歸納出當(dāng)前國際頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研究的熱點和今后需要關(guān)注的主要技術(shù)領(lǐng)域,以期對我國頁巖氣勘探開發(fā)研究有所裨益。1頁巖氣成藏方式及全球開發(fā)潛力頁巖氣(ShaleGas或GasShale)主要是以吸附、游離或溶解狀態(tài)賦存于暗色泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖地層及其夾層中的天然氣。在頁巖氣藏中,天然氣不僅存在于暗色泥頁巖或高碳泥頁巖中,也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖甚至砂巖地層中,為天然氣生成之后在源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果,表現(xiàn)出典型的“原地”成藏特征。也就是說,頁巖氣是存在于富含有機質(zhì)的泥頁巖層系中的天然氣,而不僅是局限在某一單純的富含有機質(zhì)泥頁巖層中的天然氣。頁巖氣主要由吸附氣、游離氣和溶解氣3部分構(gòu)成。游離氣主要指儲存在天然裂縫和粒間孔隙中的天然氣;吸附氣是吸附在干酪根表面和粘土顆粒表面的天然氣;溶解氣是溶解在頁巖干酪根、液態(tài)烴、瀝青中的天然氣。但受頁巖的巖性總體致密、互層或夾層發(fā)育的影響,頁巖氣主要以游離氣和吸附氣形式存在。就成因而言,頁巖氣是連續(xù)生成的生物成因氣、熱成因氣或兩者的混合;而在成藏方面頁巖氣運移距離相對短暫,屬于典型的自生自儲、連續(xù)聚集的天然氣藏,頁巖氣既可以在天然裂縫和孔隙中以游離方式存在,也可以在干酪根和粘土顆粒表面以吸附狀態(tài)存在,甚至還可在干酪根和瀝青質(zhì)中以溶解狀態(tài)存在。據(jù)統(tǒng)計,在全世界142個盆地中存在超過688處的頁巖氣資源,目前已有12處(主要位于北美地區(qū))得到開發(fā)。其主要分布在北美、中亞和中國、拉美、中東和北非、俄羅斯等地區(qū),預(yù)計全球資源量約為456.24×1012m3,約為當(dāng)前世界常規(guī)天然氣探明總儲量的2.46倍。2011年美國能源信息署發(fā)布研究報告對除美國以外的全球14個區(qū)域、32個國家的48個頁巖氣盆地和近70個頁巖氣儲層進行了資源評價,指出全球頁巖氣技術(shù)可采儲量將超過187.40×1012m3,而中國、美國、阿根廷、墨西哥和南非的頁巖氣技術(shù)可采儲量居世界前五位,分別為36.08×1012m3、24.39×1012m3、21.90×1012m3、19.27×1012m3和13.73×1012m3。目前,在美國、加拿大、法國、德國、新西蘭、澳大利亞、匈牙利、波蘭、瑞典、英國、印度和中國等諸多國家,都發(fā)現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的頁巖氣儲量,而美國、加拿大、中國等是世界上頁巖氣勘探開發(fā)程度較高或資源量較大的國家。1.1美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀美國頁巖氣資源豐富,在其本土的48個州均有分布。據(jù)美國能源信息署的最新資料,美國頁巖氣技術(shù)可采儲量為24.39×1012m3。目前,美國主要有5套具有商業(yè)開發(fā)價值的頁巖氣系統(tǒng),即:FortWorth盆地密西西比系Barnett頁巖、Appalachian盆地泥盆系Ohio頁巖、Michigan盆地泥盆系A(chǔ)ntrim頁巖、Illinois盆地的泥盆系NewAlbany頁巖和SanJuan盆地白堊系Lewis頁巖。其中,FortWorth盆地以密西西比系Barnett頁巖為儲層的NewarkEast頁巖氣田,勘探開發(fā)程度較高,目前產(chǎn)量已超過300×108m3,已是美國第二大氣田。美國是世界上最早從事頁巖氣研究和勘探開發(fā)的國家,其早在1821年就在肯特州東部Appalachian盆地的BigSandy氣田鉆了第一口工業(yè)性頁巖氣井。此后美國陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多個頁巖氣藏。20世紀(jì)70年代,美國政府機構(gòu)相繼投入了大量資金用于頁巖氣的地質(zhì)和地球化學(xué)研究,并在頁巖氣的吸附機理研究等方面取得了重大突破,使美國頁巖氣的產(chǎn)量大幅度提升。此后,在國家政策、天然氣價格和開發(fā)技術(shù)進步等因素的推動下,頁巖氣逐步成為美國重要的勘探開發(fā)領(lǐng)域和目標(biāo)。2007年美國頁巖氣生產(chǎn)井近4.2×104口,參與頁巖氣開發(fā)的石油企業(yè)達到64家。2009年美國頁巖氣產(chǎn)量接近1000×108m3,超過我國常規(guī)天然氣的年產(chǎn)量。目前,美國擁有的頁巖氣生產(chǎn)井?dāng)?shù)已接近10×104口,頁巖氣已成為美國投入工業(yè)性勘探開發(fā)的三大非常規(guī)類型天然氣(致密砂巖氣、煤層氣和頁巖氣,占美國天然氣年產(chǎn)量的40%)之一。據(jù)美國能源部能源信息署報告預(yù)測,至2030年,以頁巖氣為代表的美國非常規(guī)氣產(chǎn)量將超過3681×108m3,占美國天然氣總產(chǎn)量的一半以上。1.2加拿大頁巖氣區(qū)開發(fā)現(xiàn)狀加拿大頁巖氣資源也十分豐富,且資源分布面積廣、涉及地質(zhì)層位多,主要分布在其西部地區(qū)的不列顛哥倫比亞省東北部的HornRiver盆地泥盆系Muskwa頁巖氣聚集帶和魁北克省奧陶系Utica頁巖氣聚集帶。據(jù)世界能源委員會估計,加拿大西部2個主要盆地(HornRiver盆地和Montney深盆地)的頁巖氣資源量為39.08×1012m3,可采資源量約為6.80×1012m3。目前,已有多家油氣生產(chǎn)商在加拿大西部地區(qū)進行頁巖氣的開采或開發(fā)試驗。據(jù)加拿大非常規(guī)天然氣協(xié)會(CSUG)資料,加拿大西部(包括不列顛哥倫比亞北部和Bowser盆地)的Colorado頁巖段、侏羅系及古生界頁巖和東南部的泥盆系頁巖具有開發(fā)的潛力。不列顛哥倫比亞能源礦產(chǎn)部2004年將頁巖氣區(qū)域資源評價列入能源發(fā)展目錄,截至2006年,不列顛哥倫比亞油氣委員會已核準(zhǔn)的白堊系和泥盆系頁巖氣試驗區(qū)塊共計22個。與美國相比,加拿大頁巖氣開發(fā)還處于初級階段,大規(guī)模的商業(yè)性開采還尚未進行。但目前已有許多公司投入大量資金,應(yīng)用先進技術(shù)在阿爾伯特、不列顛哥倫比亞、薩斯喀徹溫省、魁北克、安大略、新斯科舍等地區(qū)開展頁巖氣資源勘探,頁巖氣將有望成為加拿大重要的天然氣資源之一。1.3中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的國際合作現(xiàn)狀我國頁巖氣資源也很豐富,在四川盆地、鄂爾多斯盆地、渤海灣盆地、江漢盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地等含油氣盆地及其周緣,淺埋的暗色(泥)頁巖大面積發(fā)育,有機碳含量高,具有頁巖氣成藏的有利地質(zhì)條件。同時,在我國南方寒武系、志留系、二疊系等古老地層分布區(qū)的頁巖氣勘探前景亦不可忽視。張金川等據(jù)現(xiàn)有資料保守估算,我國頁巖氣資源量約為26×1012m3。而美國能源信息署預(yù)計的數(shù)字則更大,其通過對我國四川盆地寒武系筇竹寺組和志留系龍馬溪組以及塔里木盆地的寒武系頁巖和奧陶系頁巖的分析認(rèn)為,我國頁巖氣技術(shù)可采儲量超過36.08×1012m3。2006年,中國石油與美國新田石油公司聯(lián)合開展了四川盆地威遠氣田頁巖氣資源評價。2008年,國土資源部設(shè)立了頁巖氣項目“中國重點地區(qū)頁巖氣資源潛力及有利區(qū)帶優(yōu)選”。2009年10月,國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心在重慶市綦江縣啟動了中國首個頁巖氣資源勘查項目,正式開始頁巖氣的勘探開發(fā)。2009年11月下旬,國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心、中國地質(zhì)大學(xué)聯(lián)合在重慶市彭水縣連湖鎮(zhèn)啟動了國內(nèi)第一口頁巖氣勘探井。2010年8月,我國首個專門從事頁巖氣開發(fā)的科研機構(gòu)——國家能源頁巖氣研發(fā)(實驗)中心在中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院揭牌。在國際合作方面,我國三大國家石油公司采取多種途徑積極與國外油氣企業(yè)在頁巖氣勘探開發(fā)方面尋求合作,其中:中國石油還與康菲、殼牌、?？松梨?、挪威石油等跨國石油公司開展聯(lián)合研究,探索頁巖氣開發(fā)的國際合作方式;中石化也積極同國外公司如BP、Chevron、Newfield等展開交流合作;2010年10月,中海油宣布將購入切薩皮克公司鷹灘頁巖油氣項目共33.3%的權(quán)益。所有這些說明,頁巖氣勘探開發(fā)將會在我國蓬勃發(fā)展。此外,澳大利亞、德國、法國、瑞典、波蘭、奧地利等國家也開始了頁巖氣的研究和勘探開發(fā)研究。2氣層開采階段頁巖氣的勘探開發(fā)大致涉及資源評價、氣田勘探和氣層開采3個主要階段。在資源評價階段需要對頁巖及其儲層潛力做出評估,并綜合考慮其他因素篩選出有利勘探目標(biāo)區(qū)。在氣田勘探階段主要通過地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)以及鉆探試驗井等多學(xué)科綜合方法,確定主要產(chǎn)層。在氣層開采階段通過制定開發(fā)方案,大量鉆探生產(chǎn)井,并采取增產(chǎn)措施,維持天然氣產(chǎn)量增長和穩(wěn)定,提高氣層的采收率。此外,在頁巖氣生產(chǎn)過程中要使用大量的水用于壓裂,并且在生產(chǎn)過程中還會在地層中注入化學(xué)試劑,這將可能導(dǎo)致開采區(qū)的淡水供應(yīng)短缺和地下水污染,因而頁巖勘探開發(fā)中的環(huán)境問題也引起了廣泛關(guān)注。下面主要圍繞資源評價、勘探、開發(fā)和環(huán)境4個方面進行歸納。2.1氣藏儲層類型就地質(zhì)成藏機理而言,頁巖氣與常規(guī)油氣在地質(zhì)控制條件上有著明顯區(qū)別。頁巖氣的成藏則相對特殊,頁巖除作為烴源巖外,還可作為頁巖氣藏的儲集層和蓋層。頁巖氣生成后直接或經(jīng)過短距離的初次運移后,就儲集到暗色泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖地層及其夾層中,頁巖氣藏是一種典型的“自生自儲”型氣藏。因而頁巖氣藏主要受有效烴源巖層兼儲層和蓋層,即富含有機質(zhì)的黑色頁巖或高碳泥頁巖的分布控制。頁巖氣資源評價除需考慮頁巖本身特點(如巖層厚度、巖石結(jié)構(gòu)、礦物組成、孔隙度、滲透率、裂縫發(fā)育程度等)、頁巖成烴能力(如有機質(zhì)類型、豐度、成熟度、生烴潛力等)、頁巖聚烴能力(如吸附能力、影響因素等)等制約因素外,從商業(yè)開采方面還應(yīng)考慮頁巖氣藏形成的含氣性及頁巖的可壓裂性(脆性、力學(xué)性質(zhì)等)等要素。目前對頁巖氣資源評價因素研究主要采用實驗分析、測井評價、地震解譯等方法。對頁巖氣資源量的計算,可根據(jù)不同勘探開發(fā)階段,采用成因法、類比法和統(tǒng)計法等,目前常采用方法有類比法、FORSPAN法、單井(動態(tài))儲量估算法、容積法等。在頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選方面,目前多數(shù)研究者主要依據(jù)頁巖層厚度、埋深、巖石結(jié)構(gòu)、礦物成分、巖石物性、總有機碳含量(TOC)、熱演化程度(RO)、地球物理、鉆井、壓裂改造等關(guān)鍵參數(shù)來優(yōu)選有利區(qū),部分研究者在此基礎(chǔ)上還增加等溫吸附能力參數(shù)指標(biāo)。2.2頁巖氣勘探中的地震地質(zhì)及勘探技術(shù)目前用于頁巖氣勘探的方法有地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、鉆井等方法,且呈現(xiàn)出以地球物理手段為主的多種方法綜合研究。與常規(guī)油氣勘探類似,地球物理勘探技術(shù)是當(dāng)前用于頁巖氣勘探的最主要方法。地震勘探技術(shù)是目前從事頁巖氣勘探的最重要地球物理方法。由于泥頁巖地層與上下圍巖的地震傳播速度不同,在泥頁巖的頂?shù)捉缑鏁a(chǎn)生較強的波阻抗界面,結(jié)合錄井、測井等資料識別可以解釋泥頁巖,進行構(gòu)造描述。在頁巖氣勘探中,可以通過測井解釋等手段進行儲層評價和裂縫預(yù)測。2.2.1儲層巖性識別有效儲層評價是頁巖氣勘探的關(guān)鍵。目前,測井和鉆井取心技術(shù)是進行頁巖氣儲層評價的2種主要手段。測井技術(shù)主要用于對頁巖氣層、裂縫、巖性的定性與定量識別。頁巖氣層在測井曲線上顯示為高電阻、高聲波時差、低體積密度、低補償中子、低光電效應(yīng)等特征。如成像測井可以識別出裂縫和斷層,并能對頁巖進行分層。聲波測井可以識別裂縫方向和最大主應(yīng)力方向,進而為氣井增產(chǎn)提供數(shù)據(jù)。巖心分析主要是用來確定孔隙度、儲層滲透率、泥巖的組分、流體及儲層的敏感性,并分析測試總有機碳含量(TOC)和吸附等溫曲線。地層元素測井(ElementalCaptureSpectroscopy,ECS)通過對該技術(shù)測量的圖譜進行分析,可以確定巖石中礦物的含量,進而可準(zhǔn)確判斷巖性,并進而識別儲層特征。此外,通過巖心—測井對比建立解釋模型,還可獲取含氣飽和度、含水飽和度、含油飽和度、孔隙度、有機質(zhì)豐度、巖石類型等參數(shù)。2.2.2儲集空間和裂縫發(fā)育頁巖儲層中的裂縫多以微裂縫形式存在。頁巖基質(zhì)孔隙度很低,最高僅為4%~5%,滲透率小于1×10-3μm2,因而裂縫是頁巖中游離氣的主要儲集空間。此外,裂縫還為頁巖吸附氣的持續(xù)解吸產(chǎn)出提供了通道。由此可見,尋找和識別泥頁巖中的天然裂縫顯得非常關(guān)鍵。三維地震技術(shù)有助于準(zhǔn)確認(rèn)識復(fù)雜構(gòu)造、儲層非均質(zhì)性和裂縫發(fā)育帶,可以提高探井的成功率。通常,裂縫的存在會引起地震反射特征的改變,應(yīng)用高分辨率三維地震及相關(guān)處理技術(shù)(相干分析技術(shù)、地震屬性分析、層時間切片等)可以依據(jù)反射特征的差異識別和預(yù)測裂縫,對井位優(yōu)選起到關(guān)鍵作用。2.3面內(nèi)天然氣開采由于頁巖氣是充填于頁巖裂隙、微細孔隙及層面內(nèi)的天然氣,其儲層的滲透率低、氣流的阻力比傳統(tǒng)天然氣大得多,從而難以開采,通常需要采取某種增產(chǎn)措施和特殊的鉆井與完井方法。2.3.1井井壓裂頁巖氣儲層致密,滲透率非常低,一般都無法直接進行生產(chǎn),需要進行儲層改造。頁巖氣儲層改造包括壓裂和酸化2種方法,而以壓裂最為常用。水力壓裂是頁巖氣開發(fā)中最早使用也是目前最常使用的壓裂技術(shù)。水力壓裂可以使儲層產(chǎn)生密集的裂縫網(wǎng)絡(luò),進而提高儲層滲透率,使地層中的天然氣更容易流入井筒。進行壓裂前,應(yīng)先對井(豎直井或水平井)進行測試,以確保井經(jīng)得住壓裂的壓力和注入泵率。目前,對頁巖井的大型水力壓裂可使人造裂縫的理論半長達到76.3~458.0m,可使天然氣初始產(chǎn)量達到(2.547~33.960)×104m3/d。頁巖氣開采過程中可采用多種壓裂方式:包括氮氣泡沫壓裂、凝膠壓裂、多級壓裂、清水壓裂、同步壓裂、水力噴射壓裂和重復(fù)壓裂等。其中:氮氣泡沫壓裂多用于深度較淺(小于1524m)或地層壓力較低的頁巖;凝膠壓裂成本較高,已經(jīng)逐漸被清水壓裂取代;多層壓裂多用于垂直堆疊的致密地層;清水壓裂采用添加一定減阻劑的清水作為壓裂液,其主要成分是水,以及很少量的減阻劑、粘土穩(wěn)定劑和表面活性劑;同步壓裂是指同時對2口或2口以上的井進行壓裂壓力液及支撐劑在高壓下從一口井沿最短距離向另一口井運移,這樣就增加了裂縫網(wǎng)絡(luò)的密度及表面積,從而快速提高頁巖氣井的產(chǎn)量;重復(fù)壓裂主要是在不同方向上誘導(dǎo)產(chǎn)生新裂縫進而增加裂縫網(wǎng)絡(luò),可有效改進單井產(chǎn)量與生產(chǎn)動態(tài)特征。2.3.2水平井的構(gòu)成在美國頁巖氣的勘探開發(fā)中鉆井主要包括直井和水平井2種,直井多用于勘探井,用來取心獲取地層參數(shù),生產(chǎn)井多采用水平井。頁巖氣儲層的滲透率低,氣流阻力比傳統(tǒng)的天然氣大得多,并且大多存在于頁巖的裂縫中,頁巖氣開采中應(yīng)盡可能的利用天然裂縫的導(dǎo)流能力,使之盡可能多的流入井筒,水平鉆井技術(shù)能夠連通多個裂縫系統(tǒng),是頁巖氣開采的重要技術(shù)措施。水平井的形式包括單支、多分支和羽狀等。一般來說,水平段越長,最終采收率就越高。但水平段也不可能無限長,因為水平段越長,成本就越高且增加的幅度越大,在實際生產(chǎn)中需要根據(jù)具體地質(zhì)實際和成本效益等來確定最佳的水平段程度。雖然水平井的成本比較高,但其經(jīng)濟效益也比較高,現(xiàn)代鉆井技術(shù)使水平井的水平段在鉆探過程中比較容易控制,因此頁巖氣可以從相同的儲層但面積大于單直井的區(qū)域流出。在采用水平井增產(chǎn)技術(shù)過程中,水平井位與井眼方位應(yīng)選在有機質(zhì)富集、熱熟度比較高、裂縫發(fā)育程度好的區(qū)域及方位。2.3.3固井、完井、改造技術(shù)由于頁巖氣大部分以吸附態(tài)賦存于頁巖中,而其儲層滲透率低,既要通過完井技術(shù)提高其滲透率,又要避免地層損害是施工的關(guān)鍵,直接關(guān)系到頁巖氣的采收率,因此在固井、完井方式、儲層改造方面需要有特殊技術(shù)。由于泡沫水泥有良好的防竄效果,能解決低壓易漏長封固段復(fù)雜井的固井問題,頁巖氣井通常采用泡沫水泥固井技術(shù)。頁巖氣井的完井方式主要有組合式橋塞完井、水力噴射射孔完井和機械式組合完井,其中組合式橋塞完井是頁巖氣水平井最常用的完井方法。2.4廢水進入壓裂體系的研究雖然頁巖氣是一種清潔能源,但其生產(chǎn)過程卻存在環(huán)境風(fēng)險,且這種風(fēng)險比常規(guī)油氣生產(chǎn)還要大。水力壓裂開采法需要消耗大量的水,每次壓力需要消耗(200~400)×104t水,并且通常在注入的壓裂液中會加入化學(xué)試劑,廢水與壓裂液可能污染地下水源或發(fā)生泄漏。此外,與常規(guī)油氣勘探開發(fā)相比,頁巖氣的勘探和開采需要打更多的井,這同樣會導(dǎo)致地貌景觀和地表環(huán)境的破壞。美國曾禁止在其北極自然生態(tài)系統(tǒng)保護區(qū)從事油氣勘探生產(chǎn)活動,正是出于對當(dāng)?shù)氐孛埠蜕鷳B(tài)系統(tǒng)保護的目的。隨著對環(huán)境問題的重視,其已成為油氣勘探開發(fā)中衡量技術(shù)進步的指標(biāo)之一。近年來發(fā)展起來的小眼井鉆井技術(shù)、激光鉆井技術(shù)、多分支井技術(shù)、清水壓裂技術(shù)等,都體現(xiàn)了這一趨勢。此外,頁巖氣生產(chǎn)過程中的污水處理與循環(huán)利用、環(huán)境修復(fù)等也得到廣泛的關(guān)注。3國際巖氣勘探技術(shù)的發(fā)展趨勢3.1生物氣下降作用頁巖氣既可以是生物成因氣也可以是熱成因氣,或是生物成因氣與熱成因氣的混合氣。作為生物成因氣,通過在埋藏階段的早期成巖作用或近代富含細菌的大氣降水的侵入作用中厭氧微生物的活動形成;作為熱成因氣,通過在埋藏比較深或溫度較高時干酪根的熱降解或是低熟生物氣再次裂解形成,以及油和瀝青達到高成熟時二次裂解生成。成因多樣性特點延伸了頁巖氣的成藏邊界,擴大了頁巖氣的成藏與分布范圍,使通常意義上的非油氣勘探有利區(qū)帶成為了需要重新審視并有可能獲得工業(yè)性油氣勘探突破的重要對象。3.2頁巖氣成藏機理廣義上的頁巖氣普遍發(fā)育且分布廣泛,但要形成具有工業(yè)勘探開發(fā)價值的頁巖氣需具備相應(yīng)的地質(zhì)條件。頁巖氣成藏經(jīng)歷了非常復(fù)雜的多機理過程,是天然氣成藏機理序列中的重要構(gòu)成和典型代表。根據(jù)不同的成藏條件,頁巖氣成藏可以表現(xiàn)為典型的吸附機理、活塞運聚機理或置換運聚機理。在特征上,頁巖氣介于典型的吸附氣(如煤層氣藏)、典型活塞式成藏的根源氣(如狹義深盆氣藏)和典型置換式運聚的游離氣(如常規(guī)的背斜圈閉氣藏)三大類氣藏之間,頁巖氣藏表現(xiàn)為典型的“自生、自儲、自封”的成藏特征。3.3單因素制約因素頁巖氣賦存相態(tài)具有多樣性。頁巖氣是否具經(jīng)濟開采價值,主要受天然氣的生成(氣源巖厚度較大、有機碳含量及成熟度較高等)、排出(單層頁巖厚度較大、裂縫發(fā)育但穿層斷裂較不發(fā)育等)、儲集(微孔隙發(fā)育、有效孔隙度較高、微裂縫發(fā)育程度較高等)以及其他影響因素(如與背斜構(gòu)造重疊、碳酸鹽巖等其他蓋層發(fā)育等)等控制。在這些條件具備情況下,通過地質(zhì)分析(成藏條件)、測井分析(泥頁巖段氣測異常等)、地震追蹤(空間分布)等方法和手段,易于對頁巖氣進行快速識別和預(yù)測研究。3.4水力壓裂井-水井耦合水井系井井水力壓裂是如頁巖氣等低滲透油氣田開發(fā)中較早使用也是目前最常使用的技術(shù)。水力壓裂處理的目的是建立能提供很大表面積的長而窄的裂縫。裂縫的半長可以在30.5~305m這一數(shù)量級,開度在3.05cm這一數(shù)量級。水力壓裂的首要目的是改善儲層與井眼之間的流體連通。近年來取得的進展包括:粘彈性表面活性劑壓裂液、限流壓裂完井等。粘彈性表面活性劑壓裂液的優(yōu)點是易于準(zhǔn)備、沒有地層損害和支撐劑充填體仍有很高的傳導(dǎo)性,不需要交聯(lián)劑、破膠劑或其他化學(xué)添加劑。限流壓裂完井技術(shù)就是選擇壓裂所需的射孔直徑和射孔數(shù)量,以便預(yù)期的注入速率產(chǎn)生足夠的流速,在井眼與水力裂縫之間建立數(shù)十萬帕的壓差,這種做法可以保證流體流入所有炮眼,即使裂縫內(nèi)各個炮眼之間的壓力變