2013年致密氣開發技術研究及發展狀況展望

      關于致密氣標準和界限，世界上還沒有統一的定論，因為不同國家有不同資源狀況、技術經濟條件和稅收政策，想要統一界定還是不現實的，而隨著認識程度的提高，各國對致密氣的概念也在不斷的更新。

      國內氣藏界認為，具有滲透率低；自然產能低；致密氣藏區別于其他非常規氣藏的特點在于必須經過大型水力壓裂，或者采用水平井、多分支井，才能產出工業氣流。換言之，致密氣藏是覆壓基質滲透率小于或等于0.1mD的砂巖氣層，單井一般無自然產能或自然產能低于工業氣流下限，但在一定經濟條件和技術措施下，如壓裂、水平井、多分支井等，可以獲得工業天然氣產量的氣藏。

      致密砂巖氣勘探開發近年來快速發展，正成為繼煤層氣、頁巖氣之后全球非常規天然氣勘探開發的又一熱點。而目前許多專家認為在煤層氣、頁巖氣和致密氣三中，無論就其儲量還是開發難易度，致密氣是最容易實現采出的，應該優先發展。例如，美國非常規氣產量中，致密氣產量超過其頁巖氣產量的1/2。自從在20世紀60年代，我國于四川盆地發現致密氣以來，一段很長時間內致密氣勘探開發進展緩慢，主要原因是當時“重油輕氣”政策、技術、市場等條件制約。但是隨著近年來，隨著國家對于清潔能源的需求量不斷增大，勘探出致密氣藏越來越豐富的同時（據估計我國致密氣技術可采資源量為10萬億m3左右，目前累計探明率僅18%），讓我們看到致密氣開發潛力的廣闊前景，而勘探開發技術的更新使我們對開采致密砂巖氣這一巨大資源提供了更多的可能。

      相關市場調研報告請見中企顧問網發布的《2014-2018年中國致密氣市場深度調查及投資戰略咨詢報告》

      1致密含氣砂巖的成因及特點

      沉積作用和成巖作用是導致形成致密含氣砂巖的主要原因。常規致密砂巖氣藏是烴源巖排烴高峰期時儲層為常規儲層，儲層孔隙較大，其成藏理同常規氣藏，即天然氣由擴散作用從源巖層運移到儲集層，在儲集層中通過裂縫、斷層等優勢運移通道在構造、巖性等圈閉中聚集成藏。由于重力分異作用形成上氣下水的形態。之后由于成巖作用和構造擠壓等使儲層致密化，形成致密砂巖氣藏。致密砂巖氣藏沉積物顆粒混雜，分選差，孔喉細小，比表面大，滲透率低。并且其含水飽和度高，可動流體飽和度小，氣體相對滲透率低；致密氣層非均質性強，巖性不穩定，井間小層對比困難。而致密氣分布隱蔽，一般的方法很難將其勘探出來，氣體驅替壓力高，存在啟動壓力現象。氣水關系復雜，有明顯的氣水倒置現象，所以其勘探開采構成了一定的難度。

      2國內外致密含氣砂巖的分布及勘探現狀

      致密砂巖氣藏主要集中在北美、歐洲和太地區。據統計，全球已發現或推測發育致密砂巖氣的盆地有70個，主要分布在北美、歐洲和太地區。目前國外所開發的大型致密砂巖氣藏主要以深盆氣藏為主，主要集中在加拿大西部和美國西部。例如阿爾伯達盆地為加拿大氣藏最豐富且最典型的致密砂巖氣藏，美國的圣•胡安盆地、懷俄明州的紅色沙漠盆地、大綠河盆為美國典型的發育深盆氣藏盆地。

      我國致密砂巖氣藏分布領域廣泛，類型多樣，主要分布在中西部盆地，其概括為4大含氣區，即川西超致密砂巖含氣區、中部鄂爾多斯深盆含氣區、松遼斷陷致密砂巖含氣區和準南深埋致密砂巖含氣區，資源調查表明，我國致密氣重點分布在鄂爾多斯和四川盆地，其次是塔里木、準噶爾和松遼盆地，約占資源總量的90%。近年來，我國致密氣地質儲量呈快速增長態勢,年增3000億m3，產量年增50億m3。至2011年年底，致密氣累計探明地質儲量為3.3萬億m3，已占全國天然氣總探明地質儲量的40%；可采儲量1.8萬億m3，約占全國天然氣可采儲量的1/3。2011年致密氣產量達256億m3，約占全國天然氣總產量的1/4，在我國天然氣勘探開發中占重要的地位。

      3致密砂巖儲層開發關鍵技術

      目前國外致密砂巖氣藏研究及勘探側重點在深盆氣藏，主要是通過三維地震數據，研究古沉積相的途徑，確定致密砂體分布范圍；利用鉆井、測井資料分析致密砂巖儲層的巖石物理特征；再通過分析氣水配置關系，進行深盆氣藏識別。而對有利古構造、古圈閉及后期構造演化的控制研究是我國對致密氣藏的勘探的重要手段。但對深盆氣藏的成藏機理及成藏模式的認識還不夠深入，缺乏理論依據。

致密氣藏滲透率低，自然產能低，必須要經過儲層改造才可能達到工業氣流的標準。目前提高低滲透氣藏采收率的主要途徑包括以下3個方面：

      （1）布井方式

      美國、加拿大等國家的許多油田多采用面積注水方式。如正方形井網、反九點法井網以及菱形井網注水方式，這幾種注水方式靈活機動。

      為了提高采收率，在高孔滲區域，采用大井距、小井網密度，而在低滲透致密砂巖區塊，采用小井距、大井網密度。就目前來說，利用優化井網的方式來提高致密氣藏采收率是一種比較成熟的致密砂巖開發方式，但是在地質情況復雜的情況下，應當根據實際的地質情況，選擇合適的井網，不能盲目布井。

      （2）壓裂技術

      低滲透油藏開發中最早使用也是目前最常使用的技術是水力壓裂。美國最早將水力壓裂技術應用到圣•胡安盆地的致密含氣砂巖層，到1970年美國全國的年天然氣產量達到了1伊108ft3。但許多低滲透儲層的水敏、強水鎖等特性使之不適合采用水力壓裂。因而國外發展起來了CO2加砂壓裂技術（又稱干式壓裂技術），最近又出現了液態CO2井下配置加砂壓裂技術和超長水平井技術取代壓裂縫技術等，解決了許多低滲透儲層水敏、強水鎖的難題。

      （3）水平井分段壓裂技術

      目前，在世界各國油田開發中得到廣泛應用的是水平井技術，已成為一種開發低滲透油氣田的成熟技術。水平井分段壓裂是水平井開發不可缺少的工藝技術，其原因在于水平井生產剖面具有很強的泄油能力，特別是水平井加分段壓裂和水平井加欠平衡鉆井技術，能夠成倍地提高采油效率。另外致密含氣砂巖開發技術還有鉆井、完井和氣層保護技術、優化射孔技術、氣藏描述技術、多期壓裂技術、低壓低產氣藏氣井井筒舉升技術、三維地震技術等。目前水平井分段壓裂最常用的方法是是采用裸眼封隔器加滑套的方法。這項技術的優點是可以按照設計將水平段分為多段進行壓裂，且分段隔離針對性好，施工過程比較簡單。可以預見，隨著致密氣藏理不斷探索，對致密氣藏勘探開發技術不斷深入研究，水平井技術將會越來越完善，致密氣的開發和利用前景將會越來越明朗。