页岩石资源概况及技术进展情况的可行性研究

第一节 页岩石的特点和用途

页岩石是一种沉积岩，成分复杂，但都具有薄页状或薄片层状的节理，主要是由黏土沉积经压力和温度形成的岩石，但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质，根据其混入物的成分，可分为:钙质页岩、铁质页岩、硅质页岩、炭质页岩、黑色页岩、油母页岩等。含铁的呈褐红、棕红等色，还有黄色、绿色等多种颜色。页岩抗风化力弱。页岩石资源概况及技术进展情况的（可行性 研究 ）。

其中铁质页岩可能成为铁矿石，油母页岩可以提炼石油，黑色页岩可以作为石油的指示地层。以上产品的副产品以及不能用做以上用途的页岩，还可以用作制砖、水泥、陶粒等产品的原料。

第二节  页岩石的分布

盆地不同演化阶段直接控制富有机质页岩的发育与分布。根据沉积环境，可将富有机质页岩划分为海相页岩、海陆交互相媒系炭质页岩、陆相页岩种基本类型。

海相页岩主要分布在扬子地区古生界，华北地区元古界-古生界，塔里木盆地寒武系-奥陶系等

海陆交互相媒系炭质页岩主要分布在鄂尔多斯盆地石炭系本溪组，下二叠统山西组-太原组，准格尔盆地石炭-二叠系，华北地区石炭-二叠系，中国南方地区二叠系龙潭组等

陆相页岩主要分布在松辽盆地，渤海湾盆地古近系，鄂尔多斯盆地三叠系，四川盆地三叠系-侏罗系，塔里木盆地三叠系-侏罗系，柴达木盆地第三系等

第三节  页岩气的开采技术

科学家们认为，在地底下，还存在着一种宝藏，只要能找到这个宝藏就能够改变我们的能源格局。

这个宝藏是一种气体，这种气体并不是以气体的形式存在地底下的，而是藏在一种非常普通的石头里面，需要将这些石头放到水中，通过收集从这些石头里溶解出来的气体才能得到。这种普通的石头叫做页岩石，而这个宝藏，就是蕴含在页岩石里的页岩气。

钻井技术

21 世纪以来，美国通过以水平井钻井和多级水力压裂为代表的开发技术，掀起了“页岩气革命”，很快这股浪潮席卷全球，目前有约30 个国家加入了页岩气勘探开发行列。我国也相继在四川长宁、威远，重庆涪陵、彭水，云南昭通等地开展了页岩气开发，并于2014 年在重庆涪陵实现了页岩气商业化开发，但整体而言仍处于初级阶段。

目前页岩气在钻井技术方面仍面临许多挑战，如页岩地层的强水敏性和地应力变化，引起井壁失稳严重；三维长水平段水平井摩阻扭矩大，托压严重，轨迹控制困难；储层预测难度大，优质储层钻遇率制约单井产量再上水平；低油价环境下，降低投资成本急迫，倒逼现有提速技术手段和高效作业模式亟待优化升级等。为解决上述挑战，近年来国外在页岩气等非常规油气的钻井方面取得了不少新进展，从一定程度上代表了今后非常规油气乃至常规油气钻井的发展方向。

井中微地震裂缝监测技术

通过地面采集压裂引起的微小地震波， 分析 确定裂缝参数信息，描述裂缝破裂过程，评价压裂效果。而井中微地震裂缝监测技术与地面微地震裂缝监测技术相比，可以更近距离、更加准确、更加清晰地反映压裂过程中地层裂缝的缝长、缝高、裂缝实时延伸等情况，以便技术人员更精确 分析 研究 地层改造情况，实时评估压裂效果，及时有效地指导压裂参数及方案调整，缩短和降低储层改造监测的周期与费用，是压裂过程中最精确、最及时、信息最丰富的监测手段之一，目前在国内应用较少见。

水平井多级压裂工艺

通常页岩气藏都很厚，而且页岩开发中水平段长度逐渐加大，水力压裂施工会在水平段上分多级7段实施，每次泵注针对页岩气储层的一个层段进行，每两段间都进行分隔。另外每一层段的压裂液在泵送时也会分成多个段塞完成，旨在地层内形成更加复杂的裂缝网络。

地面设备试压后，先泵入一种“岩石酸”〔通常为 只口），以清洗近井污染；第二步是注入“减阻水”段塞， 由于添加了降阻剂，水能以大排量快速地进入地层；之后，开始注入大量的减阻水和低浓度的细砂，其间逐渐提高加砂浓度；加砂即将结束时注入减阻水和粗砂，以保持近井裂缝张开和获得近井高导流能力；最后采用减阻水洗井返排，清除设备和井筒内的砂。洗井后，将井下工具移到另一层段，开始下一级压裂施工。

为了进一步提高作业效率，降低作业成本，国外最近在页岩气开发中提出了 “井工厂”的理念，即将井场或平台做为一个联合作业的“工厂”，将钻井、固井、 射孔、多级压裂等施工视为流水线作业上的一个个工序，在同一井场完成多口井的钻井、完井和投产。据报导，国外已实现在一个井场上完成了16口水平井、共 400多级的压裂完井。这种作业模式不仅极大地提高 了设备和车组的利用率，同时还使地下生成的裂缝网络更加复杂，现场应用也表明，生产效果比单井压裂产量高75 ^~130知6：。

压裂中还可采用微地震成像和数字模拟器来监测每一级页岩储层内的裂缝特性，观察裂缝的生长轨迹，评价裂缝高度、长度和方位。施工中，作业者尤其要注意裂缝垂向生长，以确保水力裂缝不会穿透页岩储层并延伸至邻近水层。

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