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我国的页岩气资源主要集中在南方古生界,技术可采资源量占全国的2/3,已在四川、重庆等地形成规模产能,在云南、贵州、湖北、湖南等地区获得重要发现,开发前景广阔。与北美相比,中国南方海相页岩储层具有构造改造强、地应力复杂、埋藏较深、地表条件特殊等特点,照搬国外现有理论与技术难以有效开发,需要针对性地开展系统的开发理论与方法研究。通过“十二五”期间页岩气技术攻关和现场试验,形成了勘探开发六大主体技术系列,构建起页岩气勘探开发标准规范体系,实现了关键装备、工具、液体国产化,掌握了3 500米以浅页岩气勘探开发系列技术,长宁-威远国家页岩气示范区单井产量显著提高、作业效率大幅提升、单井成本基本控制、安全清洁开发初步实现。2016年我国页岩气产量达78亿立方米。

本增刊系国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“中国南方海相页岩高效开发的基础研究”系列成果的集中展现。主要成果如下:

1)创新提出地质理论,指导勘探部署。海相黑色页岩沉积于半深—深水陆棚环境,发育笔石与藻类等富含硅质及钙质古生物,页岩气赋存于纳米孔喉系统中,平面发育页岩气“甜点区”。纵向存在高产页岩气“甜点段”。

2)攻关钻井压裂关键工程技术,实现国产化。形成页岩气水平井井壁稳定性分析技术,有效解决井壁垮塌问题,研制国产旋转导向工具和油基钻井液,成功现场试验,打破垄断。揭示页岩储层压裂裂缝形成规律,形成适用水平井体积压裂技术,研发长水平段分簇射孔、压裂液和关键配套工具,已全部国产化。

3)研究开发理论,支撑页岩气示范区建设。以页岩气井递减特征为基础,建立了产能评价方法,结合应力敏感分析结果,提出了气井合理配产、优化生产的模式,通过递减规律研究,初步形成了EUR预测方法,建立页岩气井高产模式,为开发技术政策制定提供依据。

经过5年的攻关研究,项目组在多个方面都取得突破性的研究进展,形成了适合我国南方海相页岩气的高效开发基础理论体系,为页岩气开发和技术发展提供了理论支持,同时也丰富和完善了我国天然气开发理论体系。