页岩气层液体药爆炸压裂多裂缝形成机理与工艺研究

发布时间：2021-03-01 07:48

　　随着常规油气资源开采程度的日益加剧及能源消费地愈演愈烈,作为非常规能源的页岩气开发越来越受到国内外的重视。目前在美国、加拿大等已实现商业化开采和利用。我国页岩气勘探开发起步较晚且存在页岩气层特征复杂、压裂技术不够成熟、水资源缺乏等诸多问题,鉴于以上分析并针对这些问题,基于高能气体压裂,探索液体药爆炸压裂应用于页岩气层的开发研究。本文系统分析了页岩气层的岩性特征、沉积构造特征、物性特征等基本特征和国内外压裂改造工艺,并分析了我国页岩气开发难点,为页岩气层压裂开发提供基础。结合液体药爆炸压裂作用机理、过程及特点及作用于页岩气层适应性的分析,研究了页岩气液体药配方及爆轰性能参数。研究表明,以硝酸铵（NH₄NO₃）为氧化剂、甘油（C₃H₈O₃）为燃烧剂及少量敏化剂硝酸钾（KNO₃）为主要成分的页岩气层液体药具有良好的性能,且当NH₄NO₃与C₃H₈O₃的比... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国外主要页岩气产区年产量图

21.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状美国页岩气在2000年产量约101×10m3，随后迅速增长，到2015年产量约114×10m3，页岩气产量已占到天然气的百分之五十。EIA2016年的预测结果表明[1]，全球天然气产量将从2015年约99.7×10m3每日逐渐增加，到2040年产量估计约101.57×10m3每日。其中页岩气产量增长趋势最好，其产量约为2015年的三倍。美国在2015年天然气进口量约102.83×10m3，供需保持平衡[2-3]，预计二十年后其进口量只有150万桶每日。本世纪以来，美国页岩气在低油价时期依然能够保持快速、持续的发展，首先是得益于其丰富的页岩气资源。通过参照Barnett页岩气区的经验，“页岩气革命”快速发展，美国的页岩气区数量也逐渐增多。2014年美国页岩气可采资源量已经超过131.7×10m3、探明储量已达125.65×10m3[4]。目前，在美国页岩气区年产量超过102×10m3已有七个（如图1-1）。其中4个气区的产能占页岩气总产能的70%。且各个公司之间彼此借鉴经验与技术，导致气区投产的时间也大大缩短。图1-1国外主要页岩气产区年产量图图1-2美国历年页岩气产量变化趋势图

3通过发展及研究，当在页岩气层压裂技术方面，北美地区已经掌握了分段压裂、缝网压裂等关键技术。其利用这些技术作业于现场，使的页岩气产量得到快速增长。当前，美国在页岩气开发中，由于分段压裂增产效果良好，采用该技术的页岩气井已达到85%。图1-3美国1950~2035年天然气产量变化趋势图虽然我国与北美地区在压裂技术、地质等多种方面不同，但通过分析北美地区页岩气的研究现状，参考其压裂改造技术等，可从另一方面为我国页岩气开采提供参考。所以，必须发展有利于我国页岩气层的压裂改造技术[5-9]。1.2.2国内研究现状我国在60年代，发现四川等盆地有天然气流。随后开采产气约42.46×10m3每日[10]。我国学者[11-13]在上世纪80年代开始关注页岩气资源。2000年以来，我国基于美国页岩气层基本理论和技术，根据复查老资料、地质调查等，开展了页岩气层地质条件和潜力评价的研究[14]。我国在2011年组织开展了页岩气储量评价，随后公布我国页岩气可采量为132.5×10m3，地质储量为141.34×10m3。2011年，非常规天然气开发利用战略研究在中国工程院启动，得出我国页岩气可采量为131.05×10m3[15]。图1-4我国页岩气发育区分布图我国在页岩气勘探开发方面，于2009年开始启动页岩气实质性工作。在2010年中


本文编号：3057167