科普 |《重庆市战略性新兴产业技术路线图》之页岩气篇
一、市场需求
页岩气作为新能源的一种，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于民用和工业燃料，化工和发电等，具有广阔开发前景。页岩气的开发和利用有利于缓解油气资源短缺，增加清洁能源供应，是常规能源的重要补充。我市也投入大量资金进行页岩气的开发，其中涪陵就是一个典型的示范区。
但我国页岩气的开采水平有限，一些核心开采设备还必须依赖国外。然而，国内外的环境不同，各种技术的应用效果也不同，所以，我国在页岩气的开采上还面临着一系列阻碍。我国页岩气地质资源储量为134万亿立方米，全国页岩气技术可采资源量21.8万亿立方米，其中海相13.0万亿立方米、海陆过渡相5.1万亿立方米、陆相3.7万亿立方米。2014年我国页岩气开采量突破13亿立方米，2015年我国页岩气的开采量44.71亿立方米，到2020年，页岩气产量力争超过300亿立方米，其中2017-2020年年均增长率将达到55.36%。
二、产业链分析
页岩气的开发可以划分为四个环节：勘探、钻采、运输、应用。
三、关键技术
1、页岩气测井识别与评价方法
通过岩芯实验分析，建立适合于页岩气的测井解释模型和解释方法，实现页岩气层的测井识别，完成生烃能力、储集能力、开发生产能力的测井评价。
2、页岩气地震预测与评价方法技术
通过页岩气层展布面积、埋深、厚度、有机质含量、孔隙度、含气量、孔隙压力、裂隙发育程度、脆性等参数的预测，研究建立页岩气地震综合评价指标，实现页岩气的综合预测与分级评价。
3、页岩气工程参数地震预测方法技术
利用反演技术获取页岩的弹性参数，通过反演岩石物性参数，建立页岩脆性参数预测的方法技术；其次，利用地震预测得到的裂缝发育带，寻找最佳的页岩气钻井目标及钻井轨迹延伸方向；再次，通过对井旁页岩产层的构造、断裂、深度、厚度、砂岩分布、各向异性、脆性等参数的预测，借助三位可视化和信息融合技术，辅助页岩气水平井轨迹的设计，选择最佳的页岩气水平井钻井目标，避开大断层、复杂地层和水层等不利条件；最后，利用现场获得的微地震压裂监测成果，建立页岩气层地震预测成果与微地震压裂检测成果的联合分析和评价技术。
4、压裂微地震监测技术
微地震压裂监测技术是通过监测、分析压裂过程中储层破裂或错断产生的微地震，来监测页岩储层状态的地球物理技术。压裂监测是工程师的“眼睛”，监测压裂过程中裂缝的位置与扩展方向，及时调整施工参数，控制压裂过程，可以为压裂设计、产量预测及产量增加提供可靠依据。微地震监测技术具有很多优势：首先是测量快捷，应用方便；其次，能及时准确地测定微地震的位置；精确测定压裂缝隙的长度、方位、高度及倾角；最后，直接监测压裂形成的裂缝网络；准确评价压裂效果。
5、井下牵引器技术
常用的井下牵引器可以满足射孔、套管测井、打捞、封堵、提捞取样、油井除垢、碎屑( 堵塞) 清洗、开关阀等井下测井及修井作业。页岩油气、致密砂岩油气和煤层气等矿产开采，突破大尺寸、大牵引力的传送牵引器、防钻井液腐蚀及冲刷的密封技术、越障能力强、自解卡性能突出的牵引器、井下高温下高压直流载波电能及信号传输超强电缆技术。
6、页岩气水平井钻井技术
水平井钻井技术是利用特殊的井底动力工具与随钻测量仪器的一种钻井技术，页岩气开发的核心技术。就目前国内国外而言，页岩气水平井钻井技术主要涉及旋转导向技术、随钻测井技术和随钻测量技术、控压或欠平衡钻井技术、泡沫固井技术、有机和无机盐复合防膨技术、钻具组合优化技术、油基钻井液技术、复合钻井等技术。
7、页岩气井固井技术
页岩气幵发的关键技术是水平井技术和分段增产压裂技术，两大核心技术对固井质量的要求都很高，页岩气固井技术便成为页岩气开发的关键技术。主要发展下套管技术、提髙顶替效率技术、优化固井水泥菜等技术。
8、水力压裂技术
水平井分段压裂技术主要有：多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术，该技术可在短时间内钻掉所有桥塞，减少压裂液在地层中的滞留时间，降低对地层的伤害，并节省成本和时间。膨胀式封隔器分段压裂技术，该技术遇油或水膨胀封隔，具有可靠性高、成本低等优点。多级滑套封隔器分段压裂技术，该技术具有工期短、成本低等优点。水平井喷射分段压裂技术，是利用水力喷射对水平井进行分段压裂，压裂过程不需要封隔器，可实现自动封隔。该技术具有封隔和射孔定位准确、施工周期短、应用范围广等特点。
9、高强低密度支撑剂技术
在压裂过程中，压裂液的成分与配比对压裂效果起着非常重要的作用。在压裂液中，支撑剂的悬浮性和在裂缝中的承压能力，是决定裂缝导流能力的关键因素，直接决定着压裂的效果和最终产量。为此，开发强度更高、密度更轻的高强轻质支撑剂，可使页岩井压裂效果显著提升。
四、重大装备
页岩气井口装置、仪器仪表、钻井辅助设备、液化天然气等配套装备等产品。勘探、钻井、完井、压裂、站场集输等环节成套装备。
（资料来源：赛迪研究院整理）
