李绍林

[摘 要]在分析页岩气资源勘探开发存在的主要问题基础上，探讨了页岩气勘探开发关键技术，为页岩气的开发与勘探提供相关参考。同时，结合当前国内页岩气开发现状，提出了页岩气开发的相关新技术及其发展趋势。

[关键词]页岩气；勘探；新技术

中图分类号：TE662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0029-01

页岩气主要是指存储于暗色泥页岩或者高碳泥页岩当中，以吸附或者游离状态为主要形态的天然气聚集物质。在页岩气藏当中，天然气主要存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，或者砂岩地层当中，这主要是天然气产生之后在源岩层中聚集获得的。其具有明显的“原地”成藏特点，或者游离在基质孔隙、裂缝当中，甚至吸附在有机质或者黏土矿的表层，当在对应条件的作用下，将聚集成藏，最终达到可开采的水平。

1、页岩气资源勘探开发存在的主要问题

当前，我国的页岩气资源开发及勘探技术还处于起步阶段，对相关的理论知识探索还没有形成系统的认知，更加没有形成系统的配套技术体系，在技术和经济方面都存在一定的困难与问题。这些问题集中体现在这样三个方面：

1.1 勘探开发条件困难

页岩气勘探开发条件困难是由页岩气地质条件的复杂性与特殊性决定的，其属于非常规的油气藏，具有储层致密、非均质性强的特点，且其中混合有不同类型的资源。同时，油页岩与致密砂岩还属于低渗透储层，其渗透率较低。这些特点都给页岩气的勘探开发带来了挑战。

1.2 开采技术不够成熟

当前部分页岩气的开发技术还存在着适应性较差的问题，技术的整体发展状态不够成熟。非常规油气资源的开发是基于常规油气资源开发而发展起来的，还处于起步阶段，没有形成相对独立的技术体系。对于采用压裂增产施工中裂缝的形成机理还不够清楚，需要进一步的进行研究。另外，开采过程中分支井的钻井失败率较高，没有实施过油页岩原位开采技术的相关试验，主流的地球物理勘探技术难以识别油砂层。

1.3 矿产资源的综合利用效率低

因为页岩气的综合利用率较低，而且存在较大的环境污染问题。在油砂、油页岩的开发利用但中，产生的大量工业三废会对环境造成极大影响，需要形成有力的保证措施。

2、页岩气勘探开发关键技术分析

2.1 欠平衡钻井技术

当前，国内正在积极试验开采长宁、威远页岩气区块，在对上部泥浆进行钻井操作的过程中，出现了机械钻进速度慢、出现恶性井漏等情况，导致井下部位施工困难。例如，在使用充气钻进技术之后，有效的解决了井下因为恶性井漏造成的下部井施工困难的问题，确保了井下部工程能够顺利的进行，避免了由于井漏而造成的处理过程复杂、钻井周期较长等问题，将钻井成本进行了有效的控制，使得钻井经济效益得以提升。

2.2 超临界CO2开发技术

当前，通常使用大型水压裂技术进行增产作业，但是其存在成本高、对储层伤害大等问题，而且会导致页岩气的开采价值下降，使得页岩气的可开采量显著下降。由中国石油大学沈忠厚提出的超临界CO2开采技术，利用超临界流体的特点（例如其密度与液态接近，可以给井下马达提供足够的扭矩等），使得开采过程中喷射破岩效率得到极大的高，而且具有门限压力低的优势，能够使用连续油管超临界CO2进行喷射钻井辅助，减少井下复杂情况的出现，提高页岩气井下钻进速度，在提高钻井效率的同时，缩短了钻井周期，减少了钻井产生的成本。同时，超临界CO2流体当中不包括固相颗粒，在使用过程中不会导致空隙喉道。由于超临界CO2流体既不是液相，也不含液相，使得其不会使得地层中粘土膨胀的压力不小，避免了传统施工过程中存在的水锁效应、岩石润湿性等危害。最后，超临界CO2能够改善流动通道，可驱除甲烷、置换甲烷，实现页岩气单晶采收率的提高。

2.3 射孔优化技术

从页岩气井的开发工作来看，使用定向射孔施工过程中，还要遵循相关的原则：射孔作业过程中，应该以射开低应力区、高孔隙度区、石英富集区等区域；同时，通过使用大孔径射孔，减少井筒周围的流通阻力，提高产气速度。

2.4 压裂增产技术

当前，页岩气在开发过程中主要是通过应用压裂技术达到增产的目的，主要使用的压裂技术包括：氮气压裂、泡沫压裂、凝胶压裂；二次压裂、多段压裂、清水压裂以及同步压裂等技术。在压裂操作过程中，必须避免使用高粘度的胶体作为压裂液。同时，因为压裂过程中较高的初始压力会导致井筒附近出现伤害（例如泥浆进入裂缝中等），而适当的酸化则能够有效的减少伤害。利用微地震方法则能够检测到其中没有进行压裂改造的区域。

另外，在页岩气开采过程中，另外一个关注的问题就是其中的碳氢化合物或者化学药品是否有可能渗入到提供饮用水的蓄水层中。通常，含气层与含水层间的垂向距离较大，使用压裂增产技术导致水污染的可能性较低。虽然水力压裂方法具有用水量大的特点，但是与其他的能源生产相比，其消耗量依然较低。

3、非常規油气勘探开发的发展方向

当前，针对非常规油气开发的相关技术还欠成熟，因此利用非常规油气资源替代常规能源还需要进行大量的工作。因此，对非常规油气资源的勘探开发及利用工作应该持正确的认知态度，通过持续的技术改进等措施，采取积极的态度，应对勘探利用中的各类型问题。从当前情况来看，非常规油气勘探开发技术主要向这样几个方向发展：

3.1 利用特色技术，开发难度较大的资源

非常规油气资源因为储层渗透率较低，而且非均质性较强，在不同的地区存储层间的差异性较大，一个地区成熟的开发技术和经验在其他的地区可能并不适合。因此，必须积极的开发适合我国自身特色的非常规油气开发与勘探技术。

3.2 地质理论创新，准确定位优质资源

根据页岩气的成矿特点以及存储层的具体特征，应该研究并分析导致其成矿的主要因素，并采取科学合理的存储层评价分析技术，利用创新的地质理论精确定位页岩气富集区域，提高开发效率。

3.3 优化既有开采技术，实现技术突破

当前国内既有的页岩气开发勘探技术大多属于借鉴、引进国外的相关技术，具有成本高、适用性差的问题，应该结合国内页岩气地质情况对既有的开发工艺与技术进行改进，通过降低开发成本、减少污染等方法，开发出适应国内地质情况的页岩气开发技术。

参考文献

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[3] 王鹏万，姚根顺，陈子炓等.桂中坳陷泥盆纪生物礁储层特征及演化史[J].中国地质，2011，38（1）.