页岩气钻探开发技术研究进展综述
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摘 要：随着近年我国传统能源对外依存度逐渐上升，天然气供需矛盾日益凸显，清洁、高效的页岩气成为改变国内能源结构、摆脱油气高依存度的一大开发热点。但目前我国页岩气钻探开发技术并未形成核心技术体系，关键核心专利技术也基本掌握在美国企业手中，国内页岩气的多元化开发将面临巨大技术瓶颈。本文通过分析当下页岩气勘探开发存在的难题，探讨页岩气勘探开发的技术策略，明确未来我国页岩气开发技术的研究方向。
关键词：页岩气；钻探开发；技术研究；解决策略；发展趋势
中图分类号：TE37 文献标识码：A
随着近年我国传统能源对外依存度逐渐上升，国民经济对天然气的消费需求已远远超过煤炭与石油的增长速度，数据显示，我国天然气对外依存度在2010年已经达到了11.7%。天然气供需矛盾日益凸显。在煤炭、油气、核电及传统新能源面临环保、安全、风险等发展阻力的大环境下，清洁、高效的页岩气成为了改变国内能源结构、摆脱常规油气高依存度的一大开发热点。
根据国家能源局日前公布的《页岩气发展规划（2011-2015）》，我国页岩气勘探开采将向外资和民营资本全面开放，提出在2020年页岩气开采总量要达到600亿-1000亿立方米的目标。但由于目前我国页岩气的钻探开发技术还未形成核心技术体系，关键核心专利技术也基本掌握在美国企业手中，能源专家指出，页岩气面临技术难题将是其国内多元化开发将面临的最大瓶颈。本文通过分析当下我国页岩气钻探开发技术研究中存在的困难与难题，探讨页岩气勘探开发技术的策略，明确未来开发技术的研究方向。
一、我国页岩气研究开发现状
页岩气作为一种清洁、高效的新能源存在于有机质泥页岩及其夹层之中，常以吸附的方式或者游离状态存在的一种非常规的天然气资源，由于页岩本身孔隙度和渗透率都很低，所以具有采收率低、投入高、单井产量低、产量降速快、生产周期长等开采特征。
页岩气的上述特征使得其勘探开发需要大量水平气井，并且对压裂技术和压裂液提出了更高的要求，如多级分段压裂；水力喷射压裂等。压裂液选用上有传统的滑水，目前也有用含KCL盐水及氮气压裂，工艺复杂，而且需要长线投资形成规模化开发。
因此，有别于常规天然气的开发规律，页岩气在核心技术、投资需求、风险特性等方面具有明显的自身特点，尤其是对关键勘探技术的要求。
我国页岩气资源储量丰富，适合大规模开发，但由于页岩气资源集中分布在地质条件复杂的四川盆地，渤海湾盆地，塔里木盆地等以及内地人口稀少地区，给开采带来了较大难度。另一方面，相对发达国家，我国页岩气勘探开发还处于起步阶段，页岩气钻探开采技术依然落后，开发中的部分关键技术有待突破，核心专利技术更基本掌握在美国企业手中。研究出高效、适合的勘探开采技术，降低页岩气的开采成本，最大程度减少对生态环境的破坏，是当下我国页岩气行业发展所面临的最大挑战之一。
二、页岩气勘探开发策略
面对页岩气资源丰富而勘探“尚在起步”这一发展现状，综合国外钻探经验，我国亟需在定向水平技术、洞穴完井技术、低成本空气钻井技术以及页岩储层保护技术、压裂技术等方面加大投入力度，实现我国页岩气开发的持续高效发展。具体而言，页岩气勘探开发主要有以下技术策略：
加强页岩气资源战略调查。建立页岩气资源潜力调查评价系统，确立具有工业开采价值的评判标准，目前国际上比较通用的是根据总有机碳含量TOC，干酪根成熟度和页岩厚度来综合确定。另外一些废弃的油气井可能具有页岩气的开采价值，其资料可参考过去的测录井数据，但考虑压裂等因素，页岩的埋深也是必须要考虑的）。再就是全面熟悉我国页岩气资源特点与分布特征，并在全国范围内优选出富集有利目标区，获取各区域主要气层的页岩基本参数，对其资源潜力作出初步评价，确定开发优势区，进而制定出科学、有效的页岩气中长期发展规划与宏观管理决策，推动我国页岩气钻探开发的良性发展。
开放页岩气开发的资本投入渠道。引入市场投入机制，推进页岩气钻探开发投资主体的多元化，鼓励中小企业及民营资本参与投资，创造一个开放竞争的页岩气投资环境。其中，包括赋予页岩气和煤层气勘发同样的投资地位，允许符合条件的企业、民营资本。同时，应加强市场监管力度，建立页岩气勘发的良性竞争格局。
提高页岩气钻探开发技术水平。中央和地方要加大对页岩气的科技投入，促进相关科学技术创新。包括增加页岩气的财政投入与人力投入，集中国内优势科技力量，加大对页岩气开发核心技术研究的攻关力度，鼓励企业和民间力量研发、推广新技术与新工艺。
增加页岩气开发对外合作力度。在发展技术、优化管理的同时，应加强页岩气的国际合作与交流，不断学习国外发展经验，积极引进国外先进页岩气开发技术。在页岩气开发初期，可考虑与国外经验丰富的大公司合作，如近期中石化已进军美国页岩气勘探开发市场，在过程中学习、引进国外优势技术，如实验测试、水平钻井、测井固井以及压裂。
促进页岩气开发的可持续发展。在注重页岩气开发经济效益的同时，应实时评估页岩气勘发所造成的环境影响，尤其是对地下水污染与地表破坏等。勘探开发过程中，必须严格遵守我国现有的环境保护法律法规，并研究新技术最大程度减少或消除页岩气开发对生态环境的破坏。
三、未来页岩气开发技术的发展趋势
虽然我国页岩气开发还未形成核心技术体系，一些关键技术也还有待突破，大规模、多元化的投资机制需进一步形成，但总体而言，页岩气在我国能源政策的战略地位毋庸置疑，目前国内页岩气资源战略调查已进入全面实施阶段，加快页岩气资源勘探开发，已成为世界主要页岩气资源国家的共同选择。
随着全球对清洁能源需求日渐扩大，天然气价格不断上涨，以及页岩气钻探技术水平的不断进步，未来页岩气开发技术将逐渐趋向绿色、安全、高效。
参考资料
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