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经历了从陆上到海上，从浅海到深海，甚至目前世界各石油公司对极地石油和天然气勘探开发的日益重视和激烈竞争，目前常规油气资源和开采技术已经无法满足和适应市场和生产需求。例如，早年就已发现的低渗透砂岩气藏，由于极低的自然产能无法形成商业开采，但紧缺的常规资源和日益增长的市场需求之间的矛盾又迫使进行此类气藏的经济开采，所以“井工厂”的作业方式和管理、水平井分段压裂技术等技术革新使得致密气商业化成为可能。 正确理解致密气 严格的讲，致密气应称为致密储层气，因储层致密、低孔、渗透性差而低产难采。致密气的储层除最常见的砂岩外，还包括致密盐酸盐岩和火成岩、变质岩等，但在实际勘探开发中仅指最常见的砂岩类，因此，在约定俗成的日常应用中，常省去“储层”或“砂岩储层”等字而简称为致密气。 致密气的概念最早出现于美国。20世纪70年代，美国联邦能源管理委员会将致密含气砂岩定义为空气渗透率小于0.1×10-3um2的砂岩。Stephen A.Holditch认为致密气含气砂岩是一种不经过大型改造措施（水力压裂）或者是不采用水平井、多分支井，就不能产出工业性气流的砂岩储层。致密含气砂岩可以埋藏很深，也可以埋藏很浅；可以是高压，也可以是低压；可以是低温，也可以是高温；可以是单层，也可以是多层；可以是均质的，也可以是非均质的。 目前世界上对致密含气砂岩并无统一的标准和界限。不同的国家根据不同时期的石油资源状况和技术经济条件来制定其标准和界限，而在同一国家、同一地区，随着认识程度的提高，致密含气砂岩的概念也是在不断地发展和完善的。 勘探开发现状 (1)全球致密气资源丰度，分布广泛 全球致密气资源丰富，分布范围广泛。据美国联邦地质调查局研究结果，全球已经发现或推测发育致密气的盆地大约有70个，资源量约为2-10×10-12m3，亚太、北美、拉丁美洲、苏联、中东-北非等地区均有分布，其中亚太、北美、拉丁美洲分别拥有致密气资源51.0×10-12m3、38.8×10-12m3、36.6×10-12m3，占全球致密气的的60%以上。 (2)北美地区是全球致密气发展最快、最好的地区 目前全球已有美国、加拿大、澳大利亚、墨西哥、委内瑞拉、阿根廷、印尼、中国、俄罗斯、埃及、沙特等十几个国家和地区进行了致密气藏的勘探和开发，其中，北美地区的美国和加拿大在致密气资源勘探开发方面处于世界领先地位。美国致密气勘探开发大致始于20世纪70年代末。当时面临天然气产量大幅下滑、供需失衡不断加剧等问题，美国政府出台了一系列税收优惠和补贴政策以鼓励非常规气体能源和低渗透气藏的开发。在政策扶持下，美国致密气勘探开发率先取得重大突破，并进入快速发展阶段，2010年，美国已在23个盆地发现约900个致密气田，剩余探明可采储量超过5×10-12m3，生产井超过10×10-4口，致密气产量达到1754×10-8m3，约占美国天然气总产量的29%，成为美国天然气产量构成中重要的组成部分。目前，美国进行致密气开发的盆地主要是落基山地区的大绿河盆地、丹佛盆地、圣胡安盆地、皮申斯盆地、粉河盆地、犹因他盆地、阿巴拉锲亚盆地和阿纳达科盆地。加拿大致密气主要储集在西部地区阿尔伯达盆地深盆区，故称深盆气。1976年加拿大钻成第一口工业致密气井，从而揭开了致密气勘探开发新局面，同时开辟了一个新的含油气领域。目前加拿大致密气分布面积达6400km2左右，地质储量约42.5×10-12m3。 (3)关键技术突破是北美地区致密气得以快速发展的前提 1952年在美国皮申斯盆地举汉1井发现了Mesaverde地层含气（鲁里森气田，Rulison），但因为缺乏有效技术手段，随后钻探的多口井均无产能。后经长期的实验室分析、现场压裂实验以及不同井距生产井开采实验等，到1993年终于突破了商业性开采关，之后产量迅速增长，2008年产量达到32.5×108m3。 (4)中国致密气勘探开发历程截止到2011年底，全国已累积探明致密气地质储量3.3×10-12m3左右，约占全国天然气总探明储量的39%；2011年致密气产量约256×10-8m3，约占全国天然气总产量的1/4。致密气已经成为我国天然气增储上产的主要领域，在天然气工业发展中占有非常重要的地位。 我国致密气勘探开发历程大致可分为三个阶段。 1995年之前为探索起步阶段。我国早在1971年就在四川盆地川西地区发现了中坝致密气田，之后在其他含油气盆地中也发现了很多致密小型气田或含气显示。但早期主要是按照低渗-超低渗气藏进行勘探开发，进程比较缓慢。 1996~2005年间是致密气藏快速发现阶段。20世纪90年代中期，鄂尔多斯盆地上古生界天然气勘探取得重大突破，先后发现了乌审旗、榆林等一批致密气田，此外在四川盆地上三叠统也有零星发现。期间共新增探明总储量1.58×10-12m3，年均新增探明地质储量1580×10-8m3，占同期天然气新增探明总储量的44%。但该时期限于经济技术条件下难以有效开发，产量增长缓慢，到2005年全国致密气产量仅28×108m3。 2006年以来致密气勘探开发速度加快。以长庆油田为代表，实现合作开发模式、采用新的市场开发体制，走管理和技术创新、低成本开发之路。集成创新了以井位优选、井下节流、地面优化技术等为重点的12项开发配套技术，实现了苏里格气田经济有效的开发。 致密气勘探开发关键技术 目前国外致密气藏研究及勘探重点在深盆气藏，主要是通过三维地质数据，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。而对于有利古构造、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。 致密气藏渗透率低，自然产能低，必须要经过储层改造才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3个方面： (1)布井方式 美国、加拿大等国家的许多油田采用面积注水方式。如正方形井网、反九点法井网以及菱形井网注水方式。 (2)压裂技术 使用最早目前也最常用的技术是水力压裂。美国最早将水力压裂技术运用到圣.胡安盆地的致密含气砂岩层，但许多低渗透储层的水敏、强水索等特性使之不适合采用水力压裂。因此国外发展起来了CO2加砂压裂技术（又称干式压裂技术），最后出现了液态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，解决了许多储层水敏、强水锁的难题。 (3)水平井分段压裂技术 世界各国油田开发中得到广泛运用的水平井技术已经成为一种开发低渗透油气田的成熟技术。得益于水平井生产剖面具有很强的泄油能力，特别是水平井分段压裂和水平井加欠平衡钻井技术，能够成倍提高采油效率。另外还有钻井、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。 哈里伯顿公司在致密气勘探开发方面研发了测井、钻井、完井及酸化压裂等一系列新的工具、软件和工艺技术，其产品和服务独树一帜。其随钻测井、旋转导向钻井、水力喷射压裂、压裂工厂、生物聚合物压裂液等系列技术与工具特色鲜明，针对性强，为致密气的高效、经济开发提供了可能性。 |
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