页岩气勘探开发技术的现状以及前景分析

发表时间:2020/11/20   来源:《科学与技术》2020年第20期   作者:王克营
[导读] 页岩气属于新兴国家,中国高度重视这一产业的发展。

        王克营
        湖南省煤炭地质勘查院,湖南省长沙市 410014
        摘要:页岩气属于新兴国家,中国高度重视这一产业的发展。伴随着国家产业政策和支持,页岩气产业发展迅速,3500m发展到了轻型页岩气使用量增加的阶段。为了确保页岩气产业的快速发展,确保页岩气勘探开发标准得到遵守,必须为整个页岩气产业开发技术和技术标准体系。本文基于页岩气勘探开发技术的现状以及前景分析展开论述。
        关键词:页岩气勘探;开发技术的现状;前景分析
引言
        社会的快速发展,各行各业都离不开能源物质,油气等不可再生资源的消耗量巨大,资源短缺日益严重,加之传统能源对环境造成严重的污染,寻找一种可代替传统能源的新清洁能源迫在眉睫。随着1921年美国发现页岩气,页岩气勘探开发技术的快速发展,美国已经实现工业化生产,取得巨大的成功,引起了全球页岩气勘探开发的关注。我国页岩气分布广泛,储存量大,具有很大的开发潜能,但是,由于我国对页岩气的研究起步晚,勘探开发技术和知识体系不完善,导致对页岩气的开采和利用没有达到最佳的状态。如果后续能有效解决技术瓶颈等问题,实现页岩气成熟的工业化生产,对于缓解我国天然气资源紧张,促进我国经济可持续发展具有重要的意义。
1研究概况
        气体能源是近年来能源领域的研究热点,关于气体能源发展战略的研究较多,宏观来看,我国非常规气存在资源勘查程度低、核心技术落后、鼓励政策不完善、环境影响风险高等问题(陈和渭,2018;郭焦锋,2019),应以常规与非常规协调发展、攻克关键技术、加强国际合作、保护生态环境、完善相关政策等作为未来战略发展方向(姜鑫民等,2017;潘继平,2019)。具体到不同气体能源,应根据产业特性,剖析发展影响因素,建立评价体系,郭万山(1997)提出产业间客观存在着错综复杂的经济依存关系,资源的有限性、分布不均衡性以及资源丰度的差异性客观上决定了产业发展应按优先次序进行,他以定性分析与定量分析相结合为原则,运用主成分分析法建立了产业优先发展序列排序模型;汪莹和王光岐(2014)运用灰色关联度分析法对矿产资源禀赋、市场条件、开发技术条件、市场配套条件和环境保护条件等5个影响因素进行分析,并对矿产资源发展评价进行实证研究;张艳飞等(2014)根据我国矿产资源的供需特征从134种矿产中初步筛选出48种作为评价样本,建立了重点勘查矿种评价指标体系,并通过层次分析法对我国非油气资源矿种需求评价及优先勘查序列进行厘定;邢万里(2015)运用层次分析法对我国2030年之前我国新能源发展优先序列进行排序,得出2030年我国新能源发展优先序列的为风能、核能、太阳能、生物质能和地热能。目前国内外通过构建评价体系对气体能源发展战略的研究相对较少,郭焦锋(2013)对我国气体能源可持续发展战略进行定性及简单的定量分析,提出加快发展常规天然气、页岩气、煤层气、煤制甲烷、可燃冰等气体能源可作为新的经济增长点有效缓解我国面临的能源安全、环境保护和减排等多重压力。
2中国页岩气勘探开发技术
四川页岩气勘探的发展条件与北美大不相同。从北美页岩气的成功开发和中国页岩气研究的特点出发,开发了一套符合中国国情的页岩气研究理论和技术体系,包括六种技术和27种特色技术;(a)建立了综合地理评价技术,优先考虑趋势、远见、山谷和远程关系等六个有利的利益领域,以解决地理分布和资源潜力问题,在生产区安置目标完全有效;页岩瓦斯开发优化技术解决了页岩瓦斯资源利用和生产动态预测配置问题,实现了页岩气井高效开发,地质建模和动态预测达90%以上。

采用水平井快速钻井技术解决了事故复杂程度高、钻井速度低的问题,在5000m . a .范围内的一口井中,平均钻井周期小于70d,形成了关键仪器、液体系统的自主开发,形成了精细级配技术的地质工程一体化,使高应变金刚石层的体积调整成为可能;订单技术产业化消除了建筑工程冗长、施工效率低下、人力资源利用效率低下等问题,导致“资源共享、重用、效率更高”。高效的清洁开采实现了快速启动、降低了人工和生产成本、完成了对油井的无损处理、实现了“标准化设计、雪橇、工厂预安装、集成设施”和数字化气田的“自动化生产”、“数字办公室”、“智能管理”。各国在发展符合中国国情的页岩气开发理论和技术的过程中,高度重视页岩气技术标准和标准体系的建设,确保了我国页岩气产业的健康和快速增长。
3加快关键技术研发
        先进的页岩气勘探开发技术对于页岩气开采具有推动作用,并且,页岩气勘探开发对相关的技术与设备要求较高,所以先进的页岩气勘探开发技术对于页岩气勘探开发具有很好的支持作用。要加快关键技术的研发,需要从这几个方面做好工作:第一,页岩气勘探开发技术的研发,不仅需要政府的大力支持,还需要政府投入大量资金支持,为技术的研发提供必要的资金保障;第二,需要政府牵头组织高校和能源局等部门,一起开展页岩气勘探开发技术的研发,为技术研发提供专业的人才团队;第三,针对我国现有的页岩气勘探开发技术,进行不断的完善、改进和创新,逐步形成一批适用于我国页岩气勘探开发的技术;第四,现阶段我国对页岩气基础地质研究虽然有了一定的成果,但是对页岩气地质的特点还有很大的不足,没有完整、成熟的页岩气地质理论体系,因此,要加强页岩气地质基础研究,尽快掌握页岩气资源地质特点及富集模式,建立完整、成熟的页岩气地质理论体系。
4加快中国非常规资源开发的几点建议
根据北美特别是都灵页岩油气项目的先进技术和管理理念,对我国页岩油气生产的发展提出了以下建议。·从国家油气工业的高度安全战略到国家页岩石油资源评价春季研究,确定资源基础,制定促进页岩开发的国家/企业战略,以及出台加快页岩开发的税收政策,为开发资源创造良好的外部环境。(3)尽快建立油气项目全生命周期管理的非常规制度,在尖阁、金马、焕盆地设立独立项目总部,实施全生命周期管理试点,实施固定资产、批地制度、绩效评价、全生命周期评价、模式、责任、权利、明确等效;采用非常规连续集成的技术管理实施项目[39],可通过建立原型项目,包括研究与开发、土工技术、路基、研究与开发、生产、施工监测等六个方面,大大提高项目开发的效益。①注重核心技术重点介绍、消化和吸收,特别是加快土工平台建设、简易裂缝建设和数字仿真软件开发、产品开发和实验、重点预测大陆页岩油气“沙漠扩大”、低成本河流裂缝增加、提高生产监测技术①加快在典型地区、水平段长度、不同距离、不同井眼和重复裂缝、侧加工、水尽快开始试行增加非常规天然气利润率的项目,为非常规资源的迅速和广泛商业开发奠定坚实的基础。
结束语
        综上所述,对于页岩气水平井钻井液的技术难点以及选用原则进行分析,能够提高页岩气水平井钻井液施工技术的整体使用质量,满足我国当前页岩气勘探的相关特点以及需求。在研究页岩气水平井钻井液技术难点时,需要从以往的工作中吸取经验,进行总结,根据整个施工过程中的实际情况,不断优化页岩气水平井钻井液施工技术,满足页岩气水平井钻井液在施工时的整体施工要求,提高页岩气水平井钻井液的使用效率。钻探出优质的页岩气水平井,达到页岩气田勘探、开发的效率,促使我国在页岩气的研究开发工作中进一步取得理想的科研成果。
参考文献
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[5]余黎明,王玉川,夏永强.合理开发利用我国页岩气资源的途径分析[J].化学工业,2014,32(Z1):8-13.
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