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非常规天然气：资源与技术Unconventional Gas—Resource and Technology 报告提纲 1. 天然气 2. 致密砂岩气 3. 煤层甲烷气 4. 富有机质泥页岩气 5. 天然气水合物 6. 展望 1.1 世界能源结构的演变 世界能源结构向低碳化演变，最终向无碳化发展 世界能源消费结构非碳化演变趋势 1.2 二十一世纪是天然气的时代 二十一世纪是天然气的时代 天然气的优势 (1) 清洁、优质、具有竞争力的能源和化工原料 (2) 资源丰富 (3) 发展速度快 (4) 使用方便 (5) 有较高的综合经济效益 (6) 价格具有竞争力 (7) 含碳量低，符合能源非碳化发展的时代潮流 1998年世界油气储量、储采比、采出程度和接替率的比较 世界油气消费量增长及在能源结构中的比例变化 世界探明可采储量增长图 世界探明可采储量分布图 世界天然气产量增长图 世界天然气产量分布图 世界天然气储采比变化 世界天然气储采比分布 1.3 非常规天然气发挥越来越重要的作用 天然气分类 常规天然气：游离气、单一相态天然气藏和油中的溶解气 非常规天然气：致密砂岩天然气、煤层甲烷气、深层高压或异常压力条件下的水中溶解气、深层气、地下和海洋底部天然气水化物等 世界天然气资源量 世界天然气剩余可采资源量 （据R.E.Wyman预测） 总计：1120×1012m3 常规天然气：280×1012m3 占25% 非常规天然气：840×1012m3 占75% 非常规天然气的开发将是世界天然气发展的重点 美国天然气基本情况 非常规天然气的作用 报告提纲 1. 天然气 2. 致密砂岩天然气 3. 煤层甲烷气 4. 富有机质泥页岩气 5. 天然气水合物 6. 展望 2.致密砂岩天然气 2.1 国外技术发展 2.2 中国资源与技术 2.3 深盆地致密砂岩天然气 2.1 国外技术发展 1967—1971年——试验核爆炸改造气层 1974—1980年——大型水力压裂 1983—1988年——多井试验(MWX) 1989—1990年——斜井试验 1994—1998年——钻井-完井-增产系统(DCS) GRI 80年代末——进阶矿场试验( Staged Field Experiment)，4个阶段 1996—2000年——钻加密井，重复压裂 Gasbuggy工程（1967年）：在新墨西哥州圣胡安盆地上白垩统Lewis页岩和 Pictured Cliffs砂岩段，一口井深1292m气层引爆了相当于29000吨TNT炸药的核装置，使气井产量提高了5倍，最终采收率从10%提高到70%。 Rulison工程（1969年）：科罗拉多州西部皮申斯盆地上白垩统Mesaverde组砂岩，43000吨TNT炸药的核装置 Rio Blanco工程（1969年）：科罗拉多州西部皮申斯盆地第三系Fort Union组砂岩， 30000吨TNT炸药的核装置 Wagon Wheel工程：计划在怀俄明州西南部的绿河盆地实施 60-70年代:核爆炸技术 大型水力压裂技术应用 美国1981年以来所钻的35—40%的井都必须实施大型水力压裂，使致密气藏增加采气量40—57%。 渗透率为0.05md，裂缝长度为153m，30年采收率可达75%；裂缝长度458m，采收率可达80%。渗透率是0.001md，裂缝长度为153m，天然气采收率15%；裂缝长度458m，采收率可达30% 美国、加拿大、俄罗斯等气层改造技术相当发达，美国对深层气井（＞4000m）进行巨型压裂，最高加砂量＞1500m3，且投产后数年不再进行措施 井位选择恰当，钻井、完井工艺得当，就可以获得商业产气量 一般加密钻井后，可增加产量约56—100%，增加动用储量约10—60% 钻加密井的着眼点往往考虑的是投入和产出效益的比 实施水平井技术 靠水力压裂形成裂缝不能延伸到所要求的地带或气井附近有水层，实施水平钻井技术是较好的增产措施 Mobil公司从1982年开始开发Soehlingen气藏，块状砂岩，总厚85.4m，孔隙度10%—12%，渗透率0.01—0.02×10-3μm2。80年代初钻的3口垂直井开采该致密气藏，采用常规压裂技术，效果不理想 实施水平井技术 钻成世界上最深水平井（实际垂深4784.5m），水平段628m，并通过对水平井多次压裂（4条水力压裂裂缝）获得比常规直井压裂高3—5倍的产量，大约36.8×104m3/d的稳定产量。 已钻水平井中，气层厚度＜10m的水平井占40%以上，砂岩和泥质砂岩中的水平井已占40%以上。 实施水平井技术 在经历初期水平井用于开发致密砂岩天然气藏的高潮后认为： 水平井并非普遍适用，只适宜于特定地区,必须强调针对性 水平井的费用约为直井的1-2倍 约一半水平