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页岩气地质特征与产能影响因素研究

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：谢菁赵洪岳蔡廷俊

[导读] 摘要：近年来，随着经济的高速发展，我国能源消费与需求量也呈现出逐年升高的趋势。

        1青海省第四地质勘查院青海省西宁市
        2青海省页岩气资源重点实验室青海省西宁市
        摘要：近年来，随着经济的高速发展，我国能源消费与需求量也呈现出逐年升高的趋势。页岩气作为十分重要的能源资源，决定着综合国力和各行业的成熟发展。各国竞相投入并展开广泛的研究，由于页岩气地质条件相对复杂且特殊，也无形中加剧了开采的难度，产能影响因素更是十分广泛，鉴于此，本文将着重分析页岩气地质特征以及产能的影响因素，旨在更好地促进页岩气的开发利用，实现页岩气的开采可持续发展。
        关键词：页岩气；地质特征；产能影响
        前言：我国有着十分丰富的页岩气资源，经过相关专家估算得知，目前页岩气可开采量与美国大致相当，但与我国相比，美国的页岩气勘探开发已经取得了巨大的进展，而我国仍然处于起步阶段，仍有着较大的改进和上升空间，但不容否认的是，我国页岩气资源开发的潜力巨大，且前景十分乐观[1]。因此，更是需要积极剖析页岩气地质产能影响因素。不仅有利于优化开采极致，而且能够实现产能的最大化利用.而每一种页岩均有着其独特之处，在开采并提高其产能时，也需要根据不同的页岩实际情况来进行水力压裂优化设计，挑选更为恰当的压裂技术和方法，以增大改造体积为目标，从而能够实现产能增加的最终目的[2]。
        一、页岩气地质特征及难点开发
        （一）特征分析
        一般来讲，页岩气是以吸附或是以游离状态为主要形态，依附于页岩以及夹层中的气体。含气页岩，主要以多种细粒岩石所组成的岩层为主。页岩气的储层基质孔隙较小，一般处于10%以下，且渗透率不够理想，以纳米级为主。成藏特征为自生、自储和自保聚集的特征，会受到有机质分布和埋藏深度控制，具有着连续聚集的特征。从页岩类型来看，海相页岩具有着与传统页岩不同的特点，由于当时地质时代较老，且构造条件相对复杂，有机含碳量较高、成熟度较高等等均加剧了这类页岩的特殊性。具体表现为埋藏深度大、成熟度较低、以油和气为主。
        （二）难点开发
        由于页岩是一种渗透力极低的沉积岩，页岩会被看成非常规气藏。也有着较大的开采难度，第一点，由于泥页岩储层有着十分典型的孔的渗透等多种特征，而随着深埋的加大会影响其物理性能，在超低渗的页岩中会成为最为理想的裂缝，所应用到的压裂技术往往与常规的砂岩与碳酸盐岩油藏有较大差别，第二点，页岩气藏的自然压力较低，也无形中加剧其开采难度，也说明了开采的技术务必要随之提高，通常无自然产能，采收率较低[3]。因此，务必要采取压裂措施才能够实现有效的开采，第三点，页岩气压裂施工规模较大，也无形中加剧成本开支，由于页岩气压裂，处于高排量的状态。加砂规模较大，且压裂液滤失严重。因此，如何减少滤失量仍然是目前相关领域技术人员亟待解决的重要问题。
        二、页岩气地质产能影响
        （一）矿物组分影响
        由于页岩气的产能会受到矿物质组成吸附气含量裂缝等多种因素的影响。

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其中，矿物组成的影响最为重要，由于裂缝网络形成的必要条件与地应力分布相关，再加上岩石的脆性特征，也是内在的重要影响因素，再加上岩石的脆性特征越大，也会越容易形成复杂的网状裂缝。在这一状态下更有利于页岩气的流动，而页岩储层脆性矿物成分越高，压力也更容易产生裂缝，但并不意味着只要是脆性的矿物则有较大的产量，而粘土含量也会决定着吸附气量，对于页岩气井的产量也会产生一定的影响。
        （二）吸附作用影响
        上述分析得知天然气主要会以游离态大量存在于岩石的孔隙中。以吸附的方式大量存在于一些有机质颗粒和黏土矿物质颗粒的孔隙表面之上。也正是因为如此，严重的吸附状态天然气含量变化于20%-85%左右。由于页岩气中所吸附的其含量较多时，会体现出生产早期的产量明显增加。而在达到一定的峰值后，天然气产量会快速下降，并迅速达到稳定。在这一过程中压力传播也有所缓慢。页岩气中吸附气含量较少时，其初期产量为最大值而产期量迅速下降，并达到稳定后，压力传播也会明显增快。这也说明吸附气含量增加，会无形中加剧页岩气的产能。
        （三）页岩厚度影响
        由于广泛分布的泥页岩是形成页岩气基础条件，与此同时，充足的有机质以及相对充分的储藏空间也会为页岩沉积厚度起到决定性的作用。一般来讲，厚度越大时，其风干能力则越强，也更有利于页岩气的保存和成长，目前，我国页岩气开采最小的净厚度也需要控制在六米以上，这也说明页岩气藏若想达到更加理想的储藏量规模，则需要保证页岩具有更大的厚度。与此同时，有机质的丰度与成熟度也与其产能息息相关，更是衡量其产期能力的重要指标，由于有机质含量会受到页岩沉积周边环境的影响，总有机碳含量与吸附气含量密切相关，而富含黏土层段的有机质丰度越高，吸附性也更加理想，更有利于页岩气的储存。
        （四）裂缝分布
        由于页岩气的储层渗透率较低且厚度大，再加上天然裂缝的发育，都会对其产能产生一定的影响，再加上气体主要是以吸附的状态，再由基质表面存在，而常规改造形成单一的裂缝，会在短时间内很难达到增量增产的效果，再加上体积压裂，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错会产生裂缝，网络不仅增加了改造体积，更提高了原始产量和最终的采收率，再加上天然气储层改造的体积随之扩大，压后增产效果则越为理想，而在裂缝改造体积保持相同的状态下，裂缝数增多时裂缝密度会明显增加。如果经压裂改造未形成有效的体积压力时，实际的产量也会明显低于预期。
        结论：总而言之，我国页岩气地质特征相对特殊，且产能有着十分理想的开采空间，但是页岩气的产能会受到静态和动态两方面的影响，若想进一步提高其产能则务必要进行针对性的开采。再加上页岩气资源潜力巨大，有着十分理想的发展前景，为了有效开发非常规天然气资源，也需要不断的丰富其理论知识并加强实践力度，积极探索全新的页岩气开发关键技术，更好地实现页岩气在中国的商业性开发。从而实现经济效益社会效益的双赢。
        参考文献
        [1]张聪, 常小龙, 丁洋洋,等. 页岩气地质特征及产能影响因素分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019(21)121-122.
        [2]雷丹凤, 王莉, 张晓伟,等. 影响页岩气井产量的关键因素研究[C]// 2016年全国天然气学术年会论文集. 0.
        [3]梁榜. 涪陵地区五峰-龙马溪组页岩储层特征及页岩气井产能影响因素[C]// 2015年全国沉积学大会. 0.