开采页岩气的危害

随着页岩气被视为未来能源的“明星”而大量开采，其对地下水和土壤的影响也受到高度关注。美国一项研究表明，页岩气开发过程中的污水处理问题不容小觑。

杜克大学研究人员2013年10月2日在《环境科学与技术》期刊上报告说，他们对美国宾夕法尼亚州西部一个页岩气污水处理厂排污口附近河水及河底沉淀物进行取样，并把检测结果与该河流上下游的情况进行对比，结果发现，排污口附近河水及河底沉淀物受到高放射性污染，且盐与金属含量严重超标。

检测还发现了高浓度的溴化物、氯化物与硫酸盐。研究人员指出，河水中含有大量溴化物尤其让人担心，因为它可与自来水厂中消毒用的氯及臭氧等发生反应，产生毒性非常强的副产物。

近日，备受争议的页岩气开发再一次成为人们关注的热点，针对页岩气开发，美国地缘政治学家威廉·恩道尔在他的新书《目标中国：华盛顿的“屠龙”战略》中详细分析了世界范围内页岩气开发的情况和页岩气开采技术对环境的危害。

页岩气——环境帮手还是凶手？

2012年初，中国部分石油公司开始加入美国引导的对页岩气进行开发的浪潮中，开始采用极具争议的方法来开采埋藏于页岩层的天然气。页岩是一种富含黏土的岩石，内含多种矿物质。

2012年6月，中国石油巨头中石化开始在重庆钻取第一口页岩

气井，共计划钻井九口，预计到年底可以生产110亿－180亿立方英尺（约3亿－5亿立方米）天然气——略等于中国一天的天然气消耗量。中国希望到2020年页岩气能满足全国6%的能源需求。

页岩气开采技术由美国发明。中国石油公司邀请美英石油巨头共享开采技术，以满足日益增长的国内能源需求。2012年3月，英荷皇家壳牌集团（Anglo－Dutch Royal Dutch Shell Company）在华与中国石油天然气集团公司（简称中石油）签署首份页岩气生产技术共享协议。埃克森美孚（ExxonMobil）、英国石油公司（BP）、雪佛龙（Chevron）以及法国道达尔（Total）都相继与中国的石油公司签署了页岩气合作协议。

中国中央政府收到美国能源部能源信息管理局（EIA）的地质评估资料，该资料显示中国“可能”拥有全世界最大规模的“技术性可开采”资源，估计约1,275万亿立方英尺（约36万亿立方米）或占世界资源的20%。若评估属实，这将远远超过862万亿立方英尺（约24万亿立方米）的美国页岩气评估储量。美国能源信息管理局的研究表明，除重庆外，最具页岩气开采前景的当属新疆塔里木盆地。值得注意的是，近几年来，高度机密的美国情报工作中有一小部分已逐步通过美国能源部运作，提供虚假情报和进行情报侦察总是相伴相生。美国能源信息管理局是否故意抛出评估报告诱使中国仓促上阵开发页岩气，从而放弃寻求干净、安全的新能源来替代石油与天然气？如果是，那这就不是美国政府第一次通过篡改情报报告来实现政治目的了。

中国页岩气潜在储量丰富的消息自然引起了中国石油公司和中国中央政府的注意。众所周知，美国在过去六年里对宾夕法尼亚州、德克萨斯州、北达科他州和其他州的页岩气开采使美国天然气供应量显著增加、煤耗降低。

然而鲜为人知的是，页岩气开采在美国遭到了来自农民、居民和公共利益群体以及地方政府的强烈反对，且理由相当充分，页岩气开采耗水量大，还需要注入一些对人体有害的剧毒化学物，所注入的化学物质会渗入地下水，污染水源，因而极具争议。

此外，在开采时通常会对地下1公里至几公里深处的页岩采取爆破性“压裂”或水力致裂，这样的开采方式已经被证实在地震活跃区会引发地震。

所以美英石油利益集团将页岩气开采技术引入四川和新疆的行为极有可能是一场隐蔽的环境战，但这点也许连这些公司的大多数美国雇员都未能识破。目前已探明的最大储量的页岩气位于成都东南部的重庆，在中国两大河流长江和嘉陵江的交汇处，靠近三峡大坝，地理位置优越。

另外，重庆地区是亚洲最活跃的地震区之一。由于地质作用，四川省内群山林立，在同样的地质作用力影响下，重庆发生地震的风险极高。2008年四川曾爆发特大地震，死亡人数高达7万，震中就在重庆西北方向215英里（约350公里）处。

英格兰曾发生多起小地震，舆论一直认为与页岩气开采的压裂技术有关，对压裂废水的地下处理也曾导致美国俄亥俄州和德克萨斯州

出现地震震动。所以，在中国西南地区大规模开采页岩气的做法极其危险，但美国石油公司和机构却建议优先开采四川和新疆的页岩气，其动机耐人寻味。此外，就地层位置而言，四川和新疆的页岩层比美国深得多，四川页岩位于地下1.2英里－3.7英里（2公里－6公里）处，同时地上的山岭地形也使开采难度和成本增加。

不要忘记美国页岩气开采浪潮由前任美国副总统迪克·切尼（Dick Cheney）一手推波助澜，而现代页岩气大规模开采技术的发明方哈利伯顿公司（Halliburton）正是切尼成为乔治·W.布什的副总统前的老东家。布什政府的能源政策由切尼负责，而切尼向来漠视生命，美国从伊拉克战争到页岩气开采中伤人无数，切尼均无动于衷。

中国页岩气顾问胡里奥·弗里德曼（Julio Friedmann）博士来自美国能源部加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）。另外，美国石油业高管曾公开表示预计中国会非常“放任”页岩气开采公司的环境污染行为，不会颁布严格的环境条例来加以约束，因而无须专门制定开采和压裂危害预防措施。

采用“压裂”或水力致裂技术可以大量开采页岩层和煤层的天然气与石油，这让欣喜的业内人士很快忘了最近宣传的石油和天然气枯竭恐慌，俗称“石油峰值论”。采用水力压裂法开发页岩气后，美国国内天然气产量飞速增长，奥巴马政府称其为“国内石油产业复兴”。这种新型压裂技术最早由哈利伯顿公司开发，成本高昂，但2008年后随着每桶油价涨至100美元，气价屡创历史新高，这种技术在经济

效益上依然极具吸引力。

下文将列举页岩气开采的实际危险。鉴于有这些危险，多个欧盟国家在全面安全研究结果出炉前，严禁页岩气压裂开采。

毒素和哈利伯顿漏洞

压裂技术诞生于第二次世界大战后，但为什么全球近几年突然开始如此疯狂地推行页岩气水力压裂法呢？原因之一是近年来石油和天然气价格创下历史新高，让包括低成本压裂或从加拿大焦油提炼石油的低效工艺成为石油行业非常有利可图的赚钱之道；原因之二是各类水平地下钻井技术的发展使哈利伯顿或斯伦贝谢（Schlumberger）等公司得以进入大片页岩层并通过注入物质来“释放”圈闭气。

美国国会2005年通过了一项法律——《安全饮用水法》，赋予石油产业的水力压裂作业豁免权，因而水力压裂无须受美国环境保护署（EPA）监管，这是美国最近掀起压裂热潮的主要原因。石油天然气业是美国唯一经环境保护署允许可直接向地下饮用水源或其附近区域注入有害物质且不被检查的行业。毫无疑问，这是一个暴利行业。

这一豁免权由迪克·切尼的老东家哈利伯顿公司千方百计游说而成，而该公司是化学水力压裂液行业的巨无霸，因此这一豁免权被称为“哈利伯顿漏洞”。

2001年初，切尼成为布什政府的副总统后立即受命负责特别能源任务小组，为美国制定国家综合能源战略。相关文件资料显示，除

伊拉克潜在石油储量外，特别任务小组还利用切尼广泛的政治人脉和大量行业游说资金推动了《安全饮用水法》豁免权获得通过，从而使水力压裂作业不受美国环境保护署监管。

切尼担任美国副总统期间，在其影响下，政府环境保护署为美国的大型页岩气开采扩建项目广开绿灯。2004年，发布的压裂技术环境影响研究报告，被环境保护署的韦斯顿·威尔逊（Weston Wilson）检举为“不合乎科学”，此人甘冒丢掉饭碗之险也要警醒公众。2005年3月，环境保护署监察长尼基·汀斯利（Nikki Tinsley）发现有充分证据显示环境保护署水力致裂研究存在潜在违规，这进一步证明了威尔逊的说法。

美国石油和天然气问责项目组对环境保护署的研究报告展开独立审核，发现环境保护署删掉了报告早期草案中关于无节制压裂操作危害人体健康的相关内容。更令人不安的是，项目组发现环境保护署也未采用“钻井结束后、致裂液可能长期威胁饮用水安全”等重要信息。然而，遗憾的是，环境保护署和布什政府对所有这些置若罔闻。

哈利伯顿漏洞绝非小事。利用水力压裂法开采天然气需用水和一些已知剧毒化学品，用量巨大。墨西哥湾深海漏油事故引起国际社会高度关注，奥巴马政府和能源部曾组成页岩气顾问委员会，并于2011年11月发表相关报告，掩饰页岩气的危害。

不难发现，这份报告高度支持页岩气开采。其编制委员会由前中央情报局局长约翰·多伊奇（John Deutch）领导，多伊奇是全球主要能源业银行花旗集团的董事，且与洛克菲勒家族交情不浅。多伊奇还

同时兼任斯伦贝谢公司董事，这家公司与哈利伯顿一样是采用水力压裂法的大公司。事实上，顾问团的7名成员中有6名与能源业相关，因而，当多伊奇报告称页岩气是“近50年来能源方面的最好消息”时，丝毫不令人惊讶。多伊奇还表示：“从长远看来，在美国，页岩气有取代液体燃料的潜力。”

公民组织和诉讼人强烈要求石油服务公司透露水力压裂所用化学品的成分，却四处碰壁。石油服务公司声称这些化学品是专利机密，披露这些信息将有损其竞争力，同时坚称“水力压裂技术基本安全，限制其使用会影响国内产量”。

制定法律规避监管的阴谋让压裂技术游说集团尝到了甜头。他们声称该技术安全，拒绝透露所用化学品，并坚持其享有《安全饮用水法》豁免权，可不受环境保护署监管。如果这些化学压裂液真像所说得那么安全，他们为什么害怕像其他化学公司一样接受水安全监管呢？

页岩气和水毒害

在典型页岩气压裂操作中，会先向下钻取一个数千米深的孔，然后再水平钻探约1公里。一位专家在谈论压裂技术时描述，完成页岩层水平钻探后，插入一根地下爆破管、一小包形似球形轴承的榴散弹和轻型炸药。引爆后，榴散弹穿过钻孔，在管道上形成多个小孔，随后向400万加仑的滑溜水加压，以压裂页岩，释放天然气。爆炸时，

穿过管道小孔传向页岩的爆破力极大——每平方英寸的压力超过9,000磅——足以使管道两边数码范围内的页岩粉碎，随后埋藏气在自身压力作用下上升，释放。

锁住天然气的页岩密度非常大，必须将其打碎才能获得天然气，于是问题来了。含有化学品（包括苯）的沙水混合物由高压泵送入井内，将岩石粉碎，形成数百万条小裂缝，让页岩气能渗入管道。

在释放天然气或石油（比如在北达科他州的巴肯）的同时，也向页岩层注入了数百万加仑的剧毒液体。科罗拉多州佩奥尼亚（Paonia）内分泌紊乱交流中心主任西奥·科尔伯恩（Theo Colburn）进行了一项研究，查明了可能是页岩气钻探压裂液成分的65种化学品，包括苯、乙二醇醚、甲苯、2－（2－甲氧基乙氧基）乙醇和壬基酚等。所有这些化学品与人体过量接触时都会对健康不利。

从事断裂力学研究30余年的康奈尔大学工程学教授安东尼·英格拉费（Anthony Ingraffea）博士表示：钻井和水力压裂“会使生物天然气进入淡水层”。换句话说，这些化学品和气体会污染含水层。

纽约州两个组织“卡茨基尔山管理组织”（Catskill Mountainkeeper）和“公园基金会”（Park Foundation）被授权重新研究压裂对宾夕法尼亚州和纽约马塞勒斯页岩（Marcellus Shale）的影响，研究结果谎称天然气业的压裂技术对地下水无害。该研究结果发表于《地下水》（Ground Water）杂志，结果显示：“2009年到2010年中，马塞勒斯共钻造了5,000多口井……操作员在10,000多磅压力下向各井注入了高达400万加仑的液体，以进行钻造和压裂。”迄今为止，对压裂液

注入地下后的流向问题，很少进行取样分析。

行业声称压裂仅发生在不透水的页岩层，所以有毒物质不会进入地下水，然而科学家们的结论却截然相反。在一篇由同行评议的文章中，有科学家指出，压裂作用会增大马塞勒斯的天然断层和裂缝，在其作用下，化学品“只需几年”就会进入表层。担任研究领头人物的汤姆·迈尔斯（Tom Myers）是一名独立水文学家，曾为包括美国政府和环境组织在内的诸多客户服务。他表示：“简单说来，岩层并不防渗。马塞勒斯页岩在压裂技术的作用下已变成高透水岩，大多数注水作业的流体都能在岩层间流动”。

压裂诱发地震

水力压裂不仅可能污染地下淡水层，其压裂力还会导致地震。在英国兰开夏郡（Lancashire）钻取页岩气的库德里拉公司（Cuadrilla Company）于2011年6月停止了页岩气试钻工作，原因是发生了两起地震——4月1日菲尔德（Fylde）海岸2.3级地震，5月27日再次发生1.4级地震。[16] 2012年4月英国政府发布的地震研究报告指出，压裂钻井作业是导致地震的元凶。

2012年1月，美国权威杂志《国家地理》（National Geographic）报道：“最近一起引人注目的地震发生在俄亥俄州扬斯敦（Youngstown）市郊，那天正好是新年前夕，震级4.0级。之前也发生过系列地震，但震级较这次轻，随后州官员暂停了附近为开采天然气而进行的水力

压裂地下废水处理。天然气开采压裂作业通常需要400万加仑或1,500万升水，大量水会在钻井作业完成后流回地面，但更多的水会在用井过程中上升，这些水的处理构成严重的环境和健康问题。”还有其他许多示例可以证明压裂开采与地震相关。

20世纪90年代末期，新式水力压裂技术在德克萨斯州巴奈特页岩（Barnett Shale）首次实施成功，现在该技术还用来开采北达科他州巴肯页岩下的石油。但美国最大规模的页岩气压裂开采集中在马塞勒斯页岩。马塞勒斯页岩区从西弗吉尼亚州延伸至纽约州北部，掀起名副其实的富气带钻取潮，估计其天然气储量可供整个美国使用一个世纪。在最近的研究中，该数据被减至一半或更低水平，说明能源行业为推广其开采法曾故意夸大潜在储量。

开采页岩气的危害

随着页岩气被视为未来能源的“明星”而大量开采，其对地下水和土壤的影响也受到高度关注。美国一项研究表明，页岩气开发过程中的污水处理问题不容小觑。 杜克大学研究人员2013年10月2日在《环境科学与技术》期刊上报告说，他们对美国宾夕法尼亚州西部一个页岩气污水处理厂排污口附近河水及河底沉淀物进行取样，并把检测结果与该河流上下游的情况进行对比，结果发现，排污口附近河水及河底沉淀物受到高放射性污染，且盐与金属含量严重超标。 检测还发现了高浓度的溴化物、氯化物与硫酸盐。研究人员指出，河水中含有大量溴化物尤其让人担心，因为它可与自来水厂中消毒用的氯及臭氧等发生反应，产生毒性非常强的副产物。 近日，备受争议的页岩气开发再一次成为人们关注的热点，针对页岩气开发，美国地缘政治学家威廉·恩道尔在他的新书《目标中国：华盛顿的“屠龙”战略》中详细分析了世界范围内页岩气开发的情况和页岩气开采技术对环境的危害。 页岩气——环境帮手还是凶手？ 2012年初，中国部分石油公司开始加入美国引导的对页岩气进行开发的浪潮中，开始采用极具争议的方法来开采埋藏于页岩层的天然气。页岩是一种富含黏土的岩石，内含多种矿物质。 2012年6月，中国石油巨头中石化开始在重庆钻取第一口页岩

气井，共计划钻井九口，预计到年底可以生产110亿－180亿立方英尺（约3亿－5亿立方米）天然气——略等于中国一天的天然气消耗量。中国希望到2020年页岩气能满足全国6%的能源需求。 页岩气开采技术由美国发明。中国石油公司邀请美英石油巨头共享开采技术，以满足日益增长的国内能源需求。2012年3月，英荷皇家壳牌集团（Anglo－Dutch Royal Dutch Shell Company）在华与中国石油天然气集团公司（简称中石油）签署首份页岩气生产技术共享协议。埃克森美孚（ExxonMobil）、英国石油公司（BP）、雪佛龙（Chevron）以及法国道达尔（Total）都相继与中国的石油公司签署了页岩气合作协议。 中国中央政府收到美国能源部能源信息管理局（EIA）的地质评估资料，该资料显示中国“可能”拥有全世界最大规模的“技术性可开采”资源，估计约1,275万亿立方英尺（约36万亿立方米）或占世界资源的20%。若评估属实，这将远远超过862万亿立方英尺（约24万亿立方米）的美国页岩气评估储量。美国能源信息管理局的研究表明，除重庆外，最具页岩气开采前景的当属新疆塔里木盆地。值得注意的是，近几年来，高度机密的美国情报工作中有一小部分已逐步通过美国能源部运作，提供虚假情报和进行情报侦察总是相伴相生。美国能源信息管理局是否故意抛出评估报告诱使中国仓促上阵开发页岩气，从而放弃寻求干净、安全的新能源来替代石油与天然气？如果是，那这就不是美国政府第一次通过篡改情报报告来实现政治目的了。

关于页岩气开发的基本知识和思路

关于页岩气开发的基本知识和思路 一口页岩气的勘探井一般成本加起来估计8000万至一个亿，一口页岩气井日产约2万方，一年720万方，一方气2元算，一年是1440万元。这样6-8年收回成本，但必须保证这口井的勘探成功率是100%。而目前中国天然气的勘探成功率也就是25%左右，也就是说前期投入3-4个亿年收入1400万，怎么看都是赔本买卖。页岩气勘探开发不是一般民营企业可以承受的。 页岩气(shale gas)这个概念引入中国是比较早的，目前公认的是2003年张金川老师现代地质上发表的《页岩气及其成藏机理》一文。但在当时，页岩气并没有引起业界的重视。 这和当时的油气勘探背景有很大关系，因为当时中国的天然气勘探正处于一个上升阶段，到处有大气田的发现，比如苏里格、克拉2、普光等，从碎屑岩到碳酸盐岩层系都有发现，到处开花，页岩气夹在中间不上不下的，又没有什么大的勘探开发价值，所以在当时很少人注意这种新的勘探领域。只有中国地质大学和国土资源部油气中心还在坚持这个项目的研究。 页岩气在中国大行其道为2009年，这也和当时的油气勘探背景有很大关系。2008年，国内基本上没有大的气田发现了，该找的层系也差不多了，这时候，突然发现居然有新的层系，还

有漏网之鱼—页岩气，而且实事求是地来讲，美国页岩气产量真正上台阶是在2007年之后，因此，这两个要素促使大家开始关注页岩气。但这个时候对于页岩气的研究是乱七八糟的，主要在几个方面： 1．研究人员五花八门，当时研究页岩气的人很杂，不仅仅石油与天然气地质学界，搞煤层气的，搞矿产地质的，搞区调的都在做页岩气方面的研究，导制这个时期的研究处于一种多家来做，但没有一个研究体系； 2．页岩气前景争论较大，对于页岩气的勘探开发前景，业内主要持三种思想，一种乐观认为很有发展前途；一种折中，认为收缩研究为主；一种悲观，没有前途。这三种思想目前来讲，折中的思想开始占多数了； 3．页岩气概念混乱不清，对于页岩气这个词，引入后在使用过程中存在很大的争议，因为页岩就是指具有层理构造的泥岩，如大家享受的油页岩。但页岩气的这个页岩，随着研究的深入，发现在很大程度上并不是，而是粉砂岩或砂岩或页岩内夹的较粗粒的岩层。因此，后来又修订成页岩层系气，但最终大家约定俗成还是用页岩气，但行内人如果使用这个名词，一定要注意它的范围，比原来的页岩宽多了； 4．页岩气研究区域崇山峻岭，页岩气在中国研究的区域主要位于中国的南方，但中国南方这些地区，多是山区地貌，因此

页岩气勘探技术

斯伦贝谢 页岩气勘探技术 斯伦贝谢科技服务（北京）有限公司

目录 一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 (1) 二、页岩气资源量评价 (3) 三、页岩井筒综合评价 (5) 四、有利区（甜点）预测 (6) 五、地质风险分析与经济评价 (7) 六、页岩气勘探技术应用实例 (7) 附斯伦贝谢勘探平台介绍 (11)

一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 非常规油气资源页岩（油）气目前在国内非常火热，一谈到页岩气，大家首先想到的是水平钻井和多段压裂技术。确实，工程技术是页岩气田成功的必要条件，没有成熟的工程技术，无法将页岩气从这种特殊的油气藏中开发出来。但工程技术成功的前提是，寻找较好的页岩气区块，即从地质上页岩达到生气阶段，有机质的丰度较高，因此地质评价是页岩气勘探的充分条件。这就对研究工作提出了较高的要求，即在钻井等工程工作进行之前，首先通过区域地质研究，对地下页岩的基础地质情况进行分析与预测，为后期的工程施工提供依据，减少钻井和压裂的风险。 与常规油气藏勘探相比较，页岩气藏的特殊性主要表现在以下几点： 1、页岩气藏为自生自储的类型，页岩本身即为烃源岩，同时又是储集层和盖层。气生成后保存于烃源岩中。 2、页岩气包括自由气（孔隙裂缝中）和吸附气（在碳原子表面）两部分，因此在评估页岩气资源量时，除了计算孔隙裂缝中的自由气，还要计算吸附气的资源量，这是有别于常规气藏的一个重要方面 3、储集层为页岩，属特低孔、特低渗储层。对于该类特殊储层，需要总结一套特殊的储层评价标准。同时，需要研究页岩内部裂缝的发育情况和地应力的状况，为后期工作改造提供依据。 与页岩气藏的特殊性相对应，目前勘探难点主要表现在： 1、页岩气资源评价存在很大不确定性。 2、页岩气勘探开发技术缺失成熟的行业标准。 3、页岩气开采投入大、成本高、气价低，经济风险较大。 针对页岩气上述勘探难点，斯伦贝谢公司研发和整合了所有勘探软件系列，形成了以模型为中心的页岩气勘探技术系列。该技术系列主要包括以下主要内容（图1）： 1、数据整合阶段：与常规油气藏相比，页岩气区块除了收集地震资料和井数据 外，还需要收集地化数据，如总有机碳、烃源岩厚度和干酪根类型，同时需 要对岩石物理数据和岩石力学数据进行收集和整理。 2、地质模型的建立：不同勘探阶段，建立的地质模型精度不同。从区域地质资 料建立的概念模型到根据地震和井数据建立的三维模型。随着数据的增加， 模型的精度也逐渐增加。

页岩气发展及其综合利用

页岩气发展及其综合利用 页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。 一、页岩气的发展 （一）美国页岩气的发展 页岩气做为一种非常规天然气较常规天然气开采难度大经过30多年页岩气开发，逐步形成了成熟可靠的开采技术。页岩气的大规模开发受益于本世纪初水力压裂、水平井、微震监测等创新技术的成功应用。近年来美国页岩气产业蓬勃发展，1999年美国页岩气年产量达到112亿m3，过去二十多年里美国页岩气产量超过20倍增长，2012年美国页岩气产量达到2653亿m3，占美国天然气总产量34%，预计到2035年，页岩气产量比将提高至49%。目前美国有8000家油气公司从事页岩气开发，85%的页岩气由中小公司生产，新储量还在不断发现中。美国页岩气未来将成为美国天然气主要来源，页岩气产量的逐渐上升将成为弥补美国天然气缺口最主要的贡献因素，大幅降低天然气进口依赖度。 （二）中国页岩气发展概况 页岩气开发与利用在中国的起步较晚，但近年已越来越受重视。与常规天然气资源相比，中国的非常规天然气资源十分丰富，并且随着开采技术的进步，中国非常规天然气资源有着巨大的发展潜力。 目前，中国非常规天然气资源开发利用正处于快速发展阶段。以页岩气为主的非常规天然气的开采在今后二十年将保持每年超过10%的增长。据“十二五”规划，至2015年，全国页岩气产量将占非常规天然气产量的75%。因此对于中国的石油企业来说，转变认识、研发低成本配套技术以推进页岩气的开发利用将是一项重大战略选择。此外，在开发国内非常规天然气的同时，中国的石油企业必须争取通过各种途径获取国外非常规天然气资源和技术，以保证资源的充足性。

页岩气开采压裂技术分析与思考

页岩气开采压裂技术分析与思考 摘要：目前，社会进步迅速，页岩气存储于致密泥页岩地层中，页岩连续分布、区域广，含有一定量的黏土矿物，塑性强，在高应力载荷下易发生形变，页岩储 层具有低孔低渗等特性，需对页岩储层进行改造才具备商业开发价值。目前涪陵 区块和川东南区块，均已实现页岩气大规模开发，形成一套成熟的页岩气开采工艺，工艺实施需借助现场施工实现，只有严格把控施工质量，确保工艺有效实施，才能够实现对页岩气资源的高效开发。下文对此进行简要的阐述。 关键词：页岩气；开采压裂技术分析；思考 引言 伴随着油田行业的深入发展，如今能源紧缺问题已经成为了社会性现实。页 岩气储层低孔低渗，往往要投入巨大的精力对其进行压裂改造才能够保障产能稳定。水力压裂中压裂液性能带来的影响十分直观与突出。 1页岩气压裂施工质量技术现状 当前，经常使用的技术大多是多级压裂、清水、压裂、水力喷射压裂、重复 压裂与同步压裂等等，页岩气开发过程中所使用的储层改造技术还有氮气泡沫压 裂和大型水力压裂也是国内外目前的主流压裂技术。影响页岩气产量的主要原因 是裂缝的发育程度，如何得到较多的人造裂缝是压裂设计主要应该考虑的。如何 才能得到有效而又经济的压裂成果，在实行水力压裂以前，经常要实行压裂的设计。然而，压裂设计的工作确双有许多，最为主要的核心应属压裂效果的模拟， 经过压裂的模拟才可以预测裂缝发育的宽度及长度，从而知道压裂能否顺利成功。 2页岩气压裂开采中对环境的影响 页岩气压裂在开采的过程当中必定会因为一些噪声及废水废气等开采事故灾 害对环境造成一些污染影响，通常会对水资源进行大量的消耗以及地下水层进行 污染。目前，有些专家和环保人士在对页岩气压裂开采的过程也是提出了很多相 关环境污染的影响问题，同时，岩气压裂在开采过程中确实造成了较为严重的环 境污染。 2.1大量消耗水资源 页岩气压裂的开采使用的水力压裂法是压裂液最为重要的，分别由高压水、 砂以及化学添加剂而组成的。页岩气压裂的开采其用水量也是较大的，一般情况 页岩气压裂开采需消耗四至五百万加化的水资源才能使页岩断裂。 2.2污染地下水层 页岩气压裂开采过程当中，其化学物质有可能会直接通过断裂及裂缝由地下 深处慢慢转向向上移动到地表或者浅层，同时也可能页岩气压裂开采过程中由于 质量问题或者某些操作的不当导致破裂或者空洞。某些石油公司把页岩气压裂使 用过程中的的压裂液中的化学添加剂当成非常重要化学物质，然而，也因为这些 化学物质就可能会造成地下水层的污染。其中的化学物质可能会泄露到地下水层 当中，从而就污染了湖泊及蓄水池等等的地下水资源。当整个开采过程完成以后，其很大部分的压裂液又转回流向了地面，而流回地面的压裂液当中不光只有压裂 液里面某些化学物质，也还有部分地壳中原本就存在的放射性物质以及大量盐之类。当一些有毒污水再流回现场时，转而再流向污水处理厂以及回收再利用，当 遇到雨季来临时，整个过程就造成了严重的地下水层污染。 3页岩气压裂施工工艺 随着页岩气开发力度的不断增大，常规的压裂施工技术已经不能满足大规模

重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实

重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 重庆涪陵焦石坝页岩气田勘探开发纪实 焦石坝，重庆涪陵区一个山区小镇。在这里，我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生，被命名为“页岩气开发功勋井”。今年3月24日，中国石化正式宣布，计划在2017年把涪陵页岩气田建成国内首个年产能100亿立方米的页岩气田，相当于一个1000万吨级大型油田。 重大突破 页岩气田进入商业开发 在中国石化勘探南方分公司岩芯库，保存着一筒采自焦页1HF井3000多米深处的深灰色页岩。“在焦石坝地底下，这些页岩就像一床大棉被，包裹着丰厚的页岩气。”分公司地质专家夏维书说。 撕开这床大棉被的“第一钻”在2012年2月14日晚8时开钻。11月28日，一个振奋人心的消息从焦石坝传来：焦页1HF井当天钻获20.3万方高产页岩气，这标志着我国第一口实现规模化、商业化生产的页岩气井诞生了。 页岩气是一种重要的非常规天然气，被认为是继常规天然气之后，又一种可以大规模开发的优质清洁能源。近年来，全球特别是北美地区，页岩气开发步伐明显加快。美国由于页岩气的大规模开采，甚至可能从油气输入国变为油气输出国。 在我国，常规天然气储量有限，而页岩气储量相对丰富。页岩气如果能得以大规模开发，对缓解我国天然气紧张局面、降低天然气对外依存度意义重大。 2011年，我国将页岩气列为独立矿种；2012年，出台《页岩气发展规划（2011—2015年）》；2013年，国家能源局正式批准涪陵页岩气田为国家级页岩气产能建设示范区。 继焦页1HF井后，环绕其周边数公里区域内，几口评价井也相继部署开采。2013年7月2日，焦页1—3HF井投产，测试产量20多万方/日；9月29日，焦页6—2HF 井投产，测试产量达35万方/日；10月9日，焦页8—2HF井投产，测试产量再创新高，达55万方/日。 “到这时，我们已吃上了定心丸：焦石坝区块页岩气藏不是一点，而是一片；这里不仅有页岩气，而且是高产气藏。”江汉油田涪陵工区项目部经理习传学说。 截至今年5月17日，在涪陵页岩气田280平方公里一期产建区，已开钻页岩气井82口，完钻47口，投产27口，平均单井日产气11万方以上。今年内，该区域将规划投产100口井左右。 “涪陵页岩气田进入商业开发，是我国页岩气开发的重大突破。”业内专家指出，我国页岩气资源潜力大、分布面积广、发育层系多，一旦形成产能，将对满足我国不断增长的能源需求、促进节能减排、优化能源结构、保障能源安全和促进经济社会发展具有重大战略意义。 技术创新 让

页岩气开采技术

页岩气开采技术 1 综述 页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。如图1.1所示。页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。 图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。 2 页岩气水平井技术 1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。国外页岩气开采主要在美国和加拿大（因为加拿大和美国地质条件类似，因此可以承接美国的开采技术），主要得益于水平井技术、完井及压裂技术的成功应用。 2.1 开采技术 早期的页岩气开采主要运用直井技术，直井开采技术简单，开始投入成本低，但是开采

影响页岩气开发因素及勘探开发技术研究

影响页岩气开发因素及勘探开发技术研究 窦凤珂 山东省煤田地质规划勘察研究院，山东泰安271000 摘要：在油气资源紧缺的现如今，对页岩气的勘探开发变得越来越重要。然而页岩气资源的特殊赋存条件和特点也对勘探开发技术有更高的要求。我国在页岩气的勘探开发方面遇到很多问题，技术层面还有很多待于研究和创新，本文就此进行研究并提出建议。 关键词：页岩气；开发因素；勘探开发技术 随着经济的繁荣发展，工业化进程的不断加快，全球对油气的利用量越来越大，且易开采的油气资源日渐减少，全球各国只能不断提高勘探开发技术来打造核心竞争力，争取优先一步开采到规模大的油气资源，因此，研究页岩气的勘探开发技术尤为重要。 1关于影响页岩气开发的因素 1.1关于总有机碳(TOC)的含量和热成熟度 我国要开采的页岩气资源主要集中于四川盆地和南方地带的海相沉积环境。目前，美国对页岩气的勘探技术较为先进。由于页岩气的特性较为复杂，所以，研究影响页岩气开发的因素是必要的。页岩气主要依附在有机质上，影响有机质上存在的页岩气量主要是由于TOC的含量，根据已实验过的案例表明，可以探测有机碳的存量，来估计页岩气的含量。页岩气的含量越高，页岩产气率也越高。也可探测甲烷的存量，原理与上述原因相同，这是因为有机质上存在很多微小的缝隙，且气体会很容易依附在这些缝隙上。根据这些信息来推测某一个地方的页岩气资源含量，其结果是相对准确的，可以此作为依据来提高开采的效率，并降低成本。 1.2关于页岩气藏的热成熟度 根据页岩气藏的热成熟度，也可以推测出页岩气的含量，国外的科学研究表明，热成熟度相对较高的地方，是由于有较多的气体流动，流动速度较快从而提高了热

美国页岩气勘探开发关键技术

目录 _Toc28155708 引言 (2) 1 美国页岩气藏特点分析 (2) 2 地层评价 (3) 3 岩石机械特性地质力学 (4) 4 钻完井技术 (5) 5 压裂技术 (8) 5.1 清水压裂技术 (8) 5.2 重复压裂技术 (9) 5.3 水平井分段压裂技术 (9) 5.4 同步压裂技术 (10) 6 结论和建议 (10)

美国页岩气勘探开发关键技术 引言 美国页岩气资源量达16. 9 万亿m3，可开采资源量7. 47 万亿m3。至20 世纪90 年代末，美国页岩气产量一直徘徊在( 30 ～50) 亿m3 /a。2000 年新技术的应用及推广，使得页岩气产量迅速增长。2005 年进入大规模勘探开发，成功开发了沃思堡等5 个盆地的页岩气田，产量以100 亿m3 /a 的速度增长。2008 年产量达到600 亿m3，占美国天然气总产量的8%，相当于中国石油当年天然气总产量，目前则已占到天然气总产量的13% ～15%。截至2008 年底，美国累计生产页岩气3 316 亿m3。预计2015 年美国页岩气产量将达到2 800 亿m3。自2009 年以来，北美的页岩气开发发生了革命性的变化，目前美国已取代俄罗斯成为世界最大的天然气生产国，实现了自给自足并能连续开采上百年。美国页岩气快速发展是技术进步、需求推动和政策支持等多种因素合力作用的结果。从技术进步角度来看，则主要得益于以下几方面的关键技术:前期的页岩气藏分析、地层评价、岩石力学分析、后期的钻完井技术以及压裂增产技术。 1 美国页岩气藏特点分析 美国页岩气藏具有典型的衰竭特点，初始产量高，前3 年急剧下降，随后在很长的时间里保持稳产并有所下降，生产寿命可达25 a 以上。美国页岩气资源丰富，致密页岩分布范围广，有效厚度大，有机质丰富，含气量大，裂缝系统发育，

页岩气开采压裂技术

页岩气开采压裂技术 摘要：我国页岩气资源丰富但由于页岩地层渗透率很低,页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量,而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上,剖析了国外的应用实例,分析了各种水力压裂技术( 多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术)的特点和适用性, 探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。 关键词：水力压裂页岩气开采压裂液 0 前言 自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维; 压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响; 压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000 型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时, 从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。 1 国内外现状 水力压裂技术自1947年在美国堪萨斯州试验成功至今近半个世纪了,作为油井的主要增产措施正日益受到世界各国石油工作者的重视和关注,其发展过程大致可分以下几个阶段: 60 年代中期以前, 以研究适应浅层的水平裂缝为主这一时期我国主要以油井解堵为目的开展了小型压裂试验。 60 年代中期以后, 随着产层加深, 以研究垂直裂缝为主。这一时期的压裂目的是解堵和增产, 通常称之为常规压裂。这一时期,我国进入工业性生产实用阶段,发展了滑套式分层压裂配套技术。 70年代，进入改造致密气层的大型水力压裂时期。这一时期,我国在分层压裂技术的基

面对页岩气革命的中国脚步

面对页岩气革命的中国脚步 作者：毕夫 来源：《对外经贸实务》 2014年第3期 毕夫广东技术师范学院天河学院 从中国古老传说中的钻木取火，到英国工业革命时期蒸汽机的出现；从第二次工业革命期 间煤炭的大量使用，到“一战”以后石油的井喷式开发，社会经济前行的车轮总在能源形态的 更替与升级中获取源源不断的能量。特别是当被称作新近百年能源史上最伟大事件的页岩气惊 现于世，并在过去十年中以全新的力量改写美国能源行业生态，进而将美国推到世界头号天然 气生产大国的显赫位置时，作为页岩气储量老大的中国也看到了能源革命的诱人前景，并正在 以前所未有的阵容和气势向页岩气挺进。 美国坐上了快车 如果说美国人埃德温·德雷克在1859年于宾西福尼亚州的泰斯维尔小镇打出了被美国自诩为“世界第一口现代油井”而未被俄国、中国所接受的话，那么，得克萨斯人乔治·米切尔凭 借水压裂技术的突破，在1980年代初实现页岩气的正式大规模开采却是国际上不得不公认的事实。而在此之前，美国人对页岩气勘探已经持续了近200年历史，只是让乔治·米切尔所没有 想到的是，页岩气的商业价值到今天招来了全球性的关注目光，而且美国将页岩气勘探开发提 升到了国家战略的高度。 所谓页岩气，是指主体位于页岩层中，以吸附或者游离状态为主要存在方式的天然气聚集，其化学成份以甲烷为主(占90%或者更多)。国际能源情报署(EIA)的最新报告显示，目前全球技 术上可采的页岩气达185万亿立方米。与石油、煤炭等传统能源相比，页岩气不仅储量丰富， 而且供气稳定，正是如此，页岩气被认为是最后一类走上开发舞台的油气资源，而美国的页岩 气革命被称为“一百年来石油天然气工业最重大的事件”。 相比于亚洲和欧洲国家页岩气动辄藏于3000米之深的地下并且坐落于高山峡谷之中而言，美国页岩气多分布于广阔的平原地区，且蕴藏深度在2000米之内，其开采成本和作业难度要小得多。另外，美国有210条天然气管道，超过48万公里，覆盖每一个主要市场和页岩气区，从而大大减少了页岩气开发的前期投入，夯实了页岩气开发的市场基础。不仅如此，美国掌握了 从气藏分析、数据收集和地层评价、钻井、压裂到完井和生产的系统集成技术，特别是含气量 测试、水平井的钻井完井和水力压裂等开发页岩气的三大核心技术目前皆已成熟，由此显著拓 展了美国页岩气的开采面积和深度，同时加快了规模化作业的进程。 在经过了上个世纪70年代的“石油危机”的苦苦折磨之后，美国自卡特总统以来的历届政府都高度重视页岩气勘探与开采技术的研发，使得页岩气在美国全面商业化的脚步不断提速， 而且经过多年探索，美国政府建立起了一套完备的页岩气产业的政策体系。如联邦政府对参与 页岩气开采的企业给予约0.016美元/立方米的财政补贴，相应的州政府给予不超过0.05美元/立方米的财政补贴，而且没有时间下限。与此同时，政府还通过税收减免的方式吸引更多的中 小企业参与到页岩气开采的过程中来。 页岩气的喷薄而出强烈改写了美国能源市场的传统格局。10年之前，美国页岩气产量仅占 天然气总量的1%，而目前该比重已上升到37%。根据EIA的预测，到2035 年时，美国46% 的 天然气供给将来自页岩气。重要的是，页岩气的价格优势以及清洁高效的环保特征必然对煤炭、石油等传统能源形成直接冲击。因此，EIA发布的最新能源展望报告指出，目前美国能源消费

国内页岩气开采技术

2014年2014年度信息调研成果 1 国内页岩气开采现状 谭正湘 （信息技术中心） 页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。美国是世界上最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。美国页岩气开采已有100多年历史。美国页岩气开发技术历程经历了4个阶段：第一阶段：1997年以前——直井大型水力压裂；第二阶段：1997~2002年——直井大型清水压裂为主；第三阶段：2002~2007年——水平井压裂技术开始试验；第四阶段：2007年至今——水平井套管完井及分段压裂技术，逐渐成为主体技术模式。随着水平井分段压裂技术的进步及成功应用，美国页岩气产量逐年增长，2000年至2012年页岩气产量由117.96亿立方米上升至2762.95亿立方米，年均增长率达到30%，特别是2006年以来年均增长更是达到48%。与此同时，页岩气占美国天然气总产量的比重由2000年的2.2%升至2012年的40.5%。美国页岩气革命的巨大成功，在世界范围内掀起了页岩气勘探开发的热潮。加拿大、英国、波兰、阿根廷、墨西哥、澳大利亚、印度等国家也正在大力开发页岩气。 我国页岩气发展时间很短，大致经历了学习了解、资源调查与评价、开发试验和政策跟进等三个阶段，2010年才真正进入页岩气的钻井、压裂施工作业。目前我国页岩气勘探开采主要集中在四川盆地。根据国土资源部2012年3月发布的数据，全国(不含青藏)页岩气地质资源量134.42万亿立方米，可采资源量25.08万亿立方米，其中四川盆地及其周边页岩气可采资源量达到6.44万亿立方米，占全国页岩气可采资源量的25.7%。最新资料介绍中国页岩气的可采储量达31.6万亿立方米，约占全球14.3%。 我国政府非常重视页岩气的开采，中央财政对页岩气开采企业给予补贴，2012年-2015年的补贴标准为0.4元/立方米，补贴标准将根据页岩气产业发展情况予以调整。地方财政可根据当地页岩气开发利用情况对页岩气开发利用给予适当补贴，具体标准和补贴办法由地方根据当地实际情况研究确定。 2011年以来国土资源部已组织两轮页岩气招标勘探，2014年3、4月份将进行第三轮页岩气招标勘探，2011年7月，页岩气首轮招标。中石油、中石化、中海油、延长石油、中联煤层气及河南煤层气6家国有企业受邀投标，参与竞标渝黔南川、贵州绥阳、贵州凤冈、渝黔湘秀山四个页岩气勘查区块的探矿权，面积共约1.1万平方公里。最终中石油中标渝黔南川和河南煤层气中标渝黔湘秀山页岩气区块的探矿权。2012年12月第二轮招标选择了20个区块作为探矿权招标出让，总面积为2.02万平方千米，分布在重庆、贵州、湖北、湖南、江西、浙江、安徽、河南8个省市，参与招标企业83家，19个区块招标成功，1个区块流标，三大石油公司均未中标。从前两轮招标实施情况看，达到预期进展的不多，主要存在成本高、投入大、效益没有保障等问题。第三轮招标主要集中在四川、重庆、湖北三地。 2013年我国页岩气钻井约150口，首次取得实际产能突破，全年产气量为2亿立方米。国家能源局《关于印发2014年能源工作指导意见的通知》提出2014年我国页岩气生产量15亿立方米，2015年页岩气产能将达65亿立方米。中石油、中石化两大集团均上调了页岩气开采指标，预计2015年两大公司合计开采页岩气量可达75亿立方米，超过全国规划65亿立方米的目标。其中，中石化集团是50亿立方米。

浅析页岩气开发过程中的水资源问题

浅析页岩气开发过程中的水资源问题 摘要摘要：：页岩气资源是近年来全球关注的热点。我国页岩气资源储量丰富，即将进入大规模开发时期。页岩气的开发为经济和社会发展带来诸多机遇的同时，也带来若干环境问题。本文在分析国内外页岩气开发现状和主要环境问题的基础上，系统论述了页岩气开发过程中水污染的成因和水污染的危害，提出了解决水资源问题的5条措施：治理利用废水，探索页岩气开发新技术，建立页岩气开发环境评价体系，建立页岩气开发相关律法规，建立突发事件应急方案。 关键词关键词：：页岩气；水资源问题；废水治理；环境影响 The problem of water resources in the process of shale gas development Abstracts ：Shale gas resources is a hot topic in recent global attention Shale gas resource is abundant in our country, will enter a large-scale development period. Shale gas development has brought many opportunities to the economic and social development, but also brings some environmental problems. Based on the analysis of the status of domestic shale gas development and main environmental problems on the basis of system are discussed of water pollution in the process of shale gas development causes of water pollution and harm, five measures to solve the problem of water resources are put forward: the utilization of waste water treatment, research on the new technology of the development of shale gas, shale gas development environment evaluation system established, the establishment of laws and regulations related to the development of shale gas, the establishment of the emergency plan. Key Words ：Shale gas ；water resources problem ；wastewater treatment ；environmental impact 1 国内外页岩气开发现状 页岩气是指以游离态、吸附态或溶解态赋存于暗色富有机质和极低孔隙度渗透率的泥页岩、泥质粉砂岩，以及砂岩夹层系统的孔隙、裂缝和有机质表面中的天然气，是自生自储、连续聚集的非常规天然气藏[1]。美国是世界上最早进行页岩气商业开发的国家，在1998-2007年的10年间，美国的非常规天然气产量由1258×108ｍ3增加至2519×108ｍ3，其中，页岩气对非常规天然气产量增加的贡献达到40％；2011年，产量超过1700×108ｍ3，占美国天然气总产量的1/4[2]。据美国能源信息署的数据，2013年美国页岩气产量更是达到3368×108ｍ3[3]。目前，美国主要有5套具有商业开发价值的页岩气系统，即：Fortworth 盆地密西西比系Barnett 页岩、Appalachian 盆地泥盆系Ohio 页岩、Michigan 盆地泥盆系Antrim 页岩、Iilinois 盆地的泥盆系NewAlbany 页岩和SanJuan 盆地白垩系Lewis 页岩。 中国的页岩气勘探开发尚处于探索研究阶段，已取得一定的阶段性成果，目前已有区块投入商业性开发阶段。2009年国土资源部在重庆启动我国首个页岩气资源勘查项

陆相页岩气勘探开发技术问题及对策(1)

四、陆相页岩气勘探开发存在的问题及技术对策 2、工程技术方面 （1）钻井技术方面 存在问题： 鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层粘土矿物含量高，且主要由伊/蒙混层矿物组成，钻井过程中，特别是在长水平段钻进时，水基钻井液易滤失到地层而使粘土矿物膨胀，导致井壁垮塌等井下复杂事故； 技术对策： ①开展页岩气钻井井壁稳定性研究，优化钻井参数，避免钻井过程中井壁的缩颈或垮塌； ②开发油基钻井液体系，如白油基钻井液，闪点高、低毒、无荧光，既解决了页岩段钻井安全的问题，又有利于储层保护。 （2）固井技术方面 存在问题： 页岩气井固井采用了双密度水泥浆固井技术，但对于鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层来说，压力低、微裂缝发育，固井水泥浆体系必然要滤失一部分水进入地层，对储层产生污染。 技术对策： 开发低密度泡沫水泥浆体系，降低水泥浆体系的密度，同时降低滤失量，降低固井过程对页岩气储层的伤害程度。 （3）压裂技术方面 存在问题：

①陆相页岩气主要采用大型滑溜水压裂工艺进行增产改造，一是每次（级）压裂需要使用2000方左右水，当水平井大规模多级压裂时，则需使用上万方水，这对水资源缺乏的陕北地区是一个严峻的考验；二是陆相页岩气储层粘土矿物含量高，地层强水敏，压裂时大量水进入储层会造成粘土矿物膨胀、分散运移，可能导致形成的页岩裂缝堵塞，影响最终的压裂效果；三是压裂后返排液量较大，外排可能对环境造成污染； ②水平井是页岩气开发的主要方式之一，分段压裂工具是水平井压裂的关键技术，目前使用的都是国外压裂工具，存在价格过高的问题； 技术对策： ①采用丛式井开采页岩气，将返排出的压裂液经过回收处理，再用于其它井的压裂施工。 ②探索和试验页岩气井纯液态CO2压裂工艺，利用陕北煤化工富余CO2的资源优势和CO2独特的物理化学性质，替代滑溜水进行压裂改造，不仅对储层无伤害，而且也没有压裂返排液需要处理及外排的问题； ③与国内高校、研究机构合作研究，开发出页岩气水平井压裂井下工具，降低成本。 （4）地面集输技术方面 存在问题： 页岩气井单井产量低，地面塬、梁、峁、沟纵横，管网建设难度

页岩气开采技术的革命性突破

页岩气开采技术的革命性突破 ——记美国页岩气之父乔治〃米歇尔 美国页岩气之父——乔治·米歇尔 2006年，美国页岩气产量为当年天然气总产量的1%，到2010年，这一数据跃升至17%，超过1000亿立方米。五年间，美国页岩气产量增长近20倍。在2009年2月的美国剑桥能源周上，专家们用“页岩气革命”来形容美国在页岩气领域取得的重大突破。 美国页岩气开发历程 2010年6月，在阿姆斯特丹召开的“解放您的潜力——全球非常规天然气2010年会”上，一位90岁的老人，页岩

气钻井和压裂技术的先驱——美国 Mitchell Energy & Development 公司的乔治〃米歇尔(George Mitchell)先生被美国天然气技术研究所（GTI）授予终身成就奖。米歇尔先生的成功引发了美国的页岩气革命，几年时间内，美国一跃成为世界天然气第一大资源国和生产国，不但有望实现天然气的自给，还有可能成为天然气出口国，这一转变将对世界天然气的供求格局产生巨大影响。 乔治〃米歇尔出生在德克萨斯州的Galveston市，是一个移民到美国的希腊牧羊人的儿子。大学就读于德克萨斯州农工大学。他在1946年创办了一家从事石油钻探和房地产业务的公司，即米歇尔能源开发公司（Mitchell Energy & Development Corp.）。虽然公司的运营状况相当不错，但作为自己的石油公司的负责人，米歇尔看到自己的油井在一段短暂的生产后便停产，感到并不满意。在20世纪80年代，他决定尝试一项重大技术挑战，即试图从Barnett部分页岩中开发出页岩气，Barnett页岩位于德克萨斯州Fort Worth 盆地深部和德克萨斯州中北部的15个县境内。 那时，人们已经知道页岩层中形成有巨量的天然气，但是这些天然气却都被束缚在岩石内，并不向钻孔处流动。同样，煤层中也蕴藏有大量的天然气，然而由于所处位臵太深而无法开采出来。这些气体像海绵一样渗透在沙石和其他半多孔岩石中。钻探人员通常称这些气体为“致密气”，要开

页岩气开采(压裂技术)对环境、健康的影响

页岩气开采（压裂技术）对环境、健康的影响 Shale gas exploitation (Fracking）and its environmental and health impact 周睿译普红雁程浩毅校 本译文由云南省健康与发展研究会提供 来源：《世界页岩气资源：美国以外14个区域的初步评估》，美国能源信息署，2011年，https://www.wendangku.net/doc/0712430946.html, 页岩气开采也涉及到许多其他的环境和健康问题。欧盟2012年8月的一项研究表明，压裂法开采页岩气存在着较高的风险，它有可能引发一系列环境问题，例如污染地下水、地表水和空气，引发水资源安全问题，占用土地资源，影响生物多样性，产生噪声污染及交通问题。

（1）用水 页岩气开采需要大量的水，可能会（导致）对钻井所在地区造成供水压力。每一次压裂操作大约使用1500万升水，而钻井可被压裂多达10次。根据我们的计算，单独一口井所使用的水能够供大约10000欧洲人使用一年。 在水资源供应本已存在压力或是由于气候变化可能存在压力的地区，水量需求水平尤为重要。在欧洲，德国和波兰拥有有丰富的页岩气储量，但其人均可再生水资源位列欧盟国家最末。在英国，目前进行的页岩气开采的地区，其供水情况已经被认为处于“超负荷”水平。2012年美国大部分地区遭遇夏季干旱的侵袭，页岩气开采表现出这种缺水的影响，德克萨斯和堪萨斯的某些地区被迫停止了页岩气的开采，而在宾夕法尼亚州，页岩气的开采则被禁止使用河水。在其他地方，页岩气运营商试图通过收买农场主或向土地所有者支付大量金钱来获得水资源的使用权。 尽管通常认为压裂法比煤和核能用水更少，但却不太可能简单地替代上述两种能源。实际上，如果将多种装置的累积效应考虑在内时，压裂法反而可能会需要更多的水。

页岩气开发十大法律风险

页岩气开发十大法律风险 我国页岩气资源丰富，页岩气开发潜力巨大。但由于页岩气开发环境不成熟、监管制度不完善、市场机制不健全等因素，开发企业面临潜在的法律风险。通过分析，我们将主要法律风险归纳为以下十类，开发企业应予以关注。 一、矿权重叠风险 目前，我国页岩气有利区块80%是与中石油、中石化的常规油气区块重叠的。因此，页岩气开发可能涉及如何协调页岩气探矿权人与国有石油公司开发权利冲突的问题。考虑到国有石油公司可能优先开采常规油气，而暂时搁臵页岩气开发，将阻碍其他页岩气探矿权人开发页岩气，拖延页岩气开发进程。 为解决矿权重叠问题，11月22日，国土资源部发布《关于加强页岩气资源勘查开采和监督管理有关工作的通知》（《通知》），其中第八条规定，“对具备页岩气资源潜力的石油、天然气勘查区块，其探矿权人不进行页岩气勘查的，由国土资源部组织论证，在妥善衔接石油、天然气、页岩气勘查施工的前提下，另行设臵页岩气探矿权。对石油、天然气勘查投入不足、勘查前景不明朗但具备页岩气资源潜力的区块，现石油、天然气探矿权人不开展页岩气勘查的，应当退出石油、天然气区块，由国土资源部依法设臵页岩气探矿权。” 然而，以上规定仅为原则上规定，仍不够具体，甚至不现实。从勘探合同上考虑，国有石油公司在满足最低勘探投入的情况下，勘探权期

限可达7年，并且可以延期，每次2年。我国目前对勘探投入的要求不高，每平方公里约为第一年2000元/平方公里，第二年5000元/平方公里，第三年后10,000元/平方公里。此外，国有石油公司处于强势地位，要求国有石油公司退出石油、天然气区块很难实现。 对于页岩气探矿权人与页岩气区块内其他固体矿业权人冲突，《通知》规定“申请页岩气矿业权时，对申请区块内已设臵的固体矿产探矿权范围，申请人应当做出不进入其勘查范围的承诺；确需进入的，应与固体矿产探矿权人签署协议，确保施工安全，并将协议报国土资源部备案，抄报省级国土资源主管部门”。该条对解决矿权人间冲突作用有限，不利于推动页岩气资源开发。 二、采矿权取得风险 页岩气特点决定了其开发流程不同于常规气，为了保证经济规模，需要边勘探边开采，勘探阶段与开采阶段具有很大的重叠性，因此，需要在勘探权和采矿权的管理上，更为灵活，但，在目前的矿产管理制度下，页岩气勘探权人开采页岩气需要另行申请采矿权许可证，是否能够取得采矿权存在不确定性。国土部招标中，中标企业签订的页岩气勘探合同也是按照目前管理办法设计的，勘探期为3年，没有明确勘探权直接转为采矿权的条件。基于页岩气开发特点，我们建议对页岩气开发给予滚动开发的管理模式，勘探期允许同时开采，已满足其开发经济规模的需要。这点在国土部下发的《通知》中给予了部分肯定，第十一条规定：“页岩气勘查过程中可以申请试采或部分区块转