2013年致密气开发技术研究及发展状况展望

      关于致密气标准和界限，世界上还没有统一的定论，因为不同国家有不同资源状况、技术经济条件和税收政策，想要统一界定还是不现实的，而随着认识程度的提高，各国对致密气的概念也在不断的更新。

      国内气藏界认为，具有渗透率低；自然产能低；致密气藏区别于其他非常规气藏的特点在于必须经过大型水力压裂，或者采用水平井、多分支井，才能产出工业气流。换言之，致密气藏是覆压基质渗透率小于或等于0.1mD的砂岩气层，单井一般无自然产能或自然产能低于工业气流下限，但在一定经济条件和技术措施下，如压裂、水平井、多分支井等，可以获得工业天然气产量的气藏。

      致密砂岩气勘探开发近年来快速发展，正成为继煤层气、页岩气之后全球非常规天然气勘探开发的又一热点。而目前许多专家认为在煤层气、页岩气和致密气三中，无论就其储量还是开发难易度，致密气是最容易实现采出的，应该优先发展。例如，美国非常规气产量中，致密气产量超过其页岩气产量的1/2。自从在20世纪60年代，我国于四川盆地发现致密气以来，一段很长时间内致密气勘探开发进展缓慢，主要原因是当时“重油轻气”政策、技术、市场等条件制约。但是随着近年来，随着国家对于清洁能源的需求量不断增大，勘探出致密气藏越来越丰富的同时（据估计我国致密气技术可采资源量为10万亿m3左右，目前累计探明率仅18%），让我们看到致密气开发潜力的广阔前景，而勘探开发技术的更新使我们对开采致密砂岩气这一巨大资源提供了更多的可能。

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      1致密含气砂岩的成因及特点

      沉积作用和成岩作用是导致形成致密含气砂岩的主要原因。常规致密砂岩气藏是烃源岩排烃高峰期时储层为常规储层，储层孔隙较大，其成藏理同常规气藏，即天然气由扩散作用从源岩层运移到储集层，在储集层中通过裂缝、断层等优势运移通道在构造、岩性等圈闭中聚集成藏。由于重力分异作用形成上气下水的形态。之后由于成岩作用和构造挤压等使储层致密化，形成致密砂岩气藏。致密砂岩气藏沉积物颗粒混杂，分选差，孔喉细小，比表面大，渗透率低。并且其含水饱和度高，可动流体饱和度小，气体相对渗透率低；致密气层非均质性强，岩性不稳定，井间小层对比困难。而致密气分布隐蔽，一般的方法很难将其勘探出来，气体驱替压力高，存在启动压力现象。气水关系复杂，有明显的气水倒置现象，所以其勘探开采构成了一定的难度。

      2国内外致密含气砂岩的分布及勘探现状

      致密砂岩气藏主要集中在北美、欧洲和太地区。据统计，全球已发现或推测发育致密砂岩气的盆地有70个，主要分布在北美、欧洲和太地区。目前国外所开发的大型致密砂岩气藏主要以深盆气藏为主，主要集中在加拿大西部和美国西部。例如阿尔伯达盆地为加拿大气藏最丰富且最典型的致密砂岩气藏，美国的圣•胡安盆地、怀俄明州的红色沙漠盆地、大绿河盆为美国典型的发育深盆气藏盆地。

      我国致密砂岩气藏分布领域广泛，类型多样，主要分布在中西部盆地，其概括为4大含气区，即川西超致密砂岩含气区、中部鄂尔多斯深盆含气区、松辽断陷致密砂岩含气区和准南深埋致密砂岩含气区，资源调查表明，我国致密气重点分布在鄂尔多斯和四川盆地，其次是塔里木、准噶尔和松辽盆地，约占资源总量的90%。近年来，我国致密气地质储量呈快速增长态势,年增3000亿m3，产量年增50亿m3。至2011年年底，致密气累计探明地质储量为3.3万亿m3，已占全国天然气总探明地质储量的40%；可采储量1.8万亿m3，约占全国天然气可采储量的1/3。2011年致密气产量达256亿m3，约占全国天然气总产量的1/4，在我国天然气勘探开发中占重要的地位。

      3致密砂岩储层开发关键技术

      目前国外致密砂岩气藏研究及勘探侧重点在深盆气藏，主要是通过三维地震数据，研究古沉积相的途径，确定致密砂体分布范围；利用钻井、测井资料分析致密砂岩储层的岩石物理特征；再通过分析气水配置关系，进行深盆气藏识别。而对有利古构造、古圈闭及后期构造演化的控制研究是我国对致密气藏的勘探的重要手段。但对深盆气藏的成藏机理及成藏模式的认识还不够深入，缺乏理论依据。

致密气藏渗透率低，自然产能低，必须要经过储层改造才可能达到工业气流的标准。目前提高低渗透气藏采收率的主要途径包括以下3个方面：

      （1）布井方式

      美国、加拿大等国家的许多油田多采用面积注水方式。如正方形井网、反九点法井网以及菱形井网注水方式，这几种注水方式灵活机动。

      为了提高采收率，在高孔渗区域，采用大井距、小井网密度，而在低渗透致密砂岩区块，采用小井距、大井网密度。就目前来说，利用优化井网的方式来提高致密气藏采收率是一种比较成熟的致密砂岩开发方式，但是在地质情况复杂的情况下，应当根据实际的地质情况，选择合适的井网，不能盲目布井。

      （2）压裂技术

      低渗透油藏开发中最早使用也是目前最常使用的技术是水力压裂。美国最早将水力压裂技术应用到圣•胡安盆地的致密含气砂岩层，到1970年美国全国的年天然气产量达到了1伊108ft3。但许多低渗透储层的水敏、强水锁等特性使之不适合采用水力压裂。因而国外发展起来了CO2加砂压裂技术（又称干式压裂技术），最近又出现了液态CO2井下配置加砂压裂技术和超长水平井技术取代压裂缝技术等，解决了许多低渗透储层水敏、强水锁的难题。

      （3）水平井分段压裂技术

      目前，在世界各国油田开发中得到广泛应用的是水平井技术，已成为一种开发低渗透油气田的成熟技术。水平井分段压裂是水平井开发不可缺少的工艺技术，其原因在于水平井生产剖面具有很强的泄油能力，特别是水平井加分段压裂和水平井加欠平衡钻井技术，能够成倍地提高采油效率。另外致密含气砂岩开发技术还有钻井、完井和气层保护技术、优化射孔技术、气藏描述技术、多期压裂技术、低压低产气藏气井井筒举升技术、三维地震技术等。目前水平井分段压裂最常用的方法是是采用裸眼封隔器加滑套的方法。这项技术的优点是可以按照设计将水平段分为多段进行压裂，且分段隔离针对性好，施工过程比较简单。可以预见，随着致密气藏理不断探索，对致密气藏勘探开发技术不断深入研究，水平井技术将会越来越完善，致密气的开发和利用前景将会越来越明朗。