定義與原理

• 定義：頁巖氣井是為開采頁巖氣而鉆的井，頁巖氣是一種以游離或吸附狀態(tài)埋藏于致密的頁巖層或泥巖層中的非常規(guī)天然氣。

• 原理：頁巖氣主要通過水平鉆井技術(shù)和水力壓裂技術(shù)來開采。先垂直鉆井到頁巖層位置，再轉(zhuǎn)向水平鉆進，以增加與頁巖層的接觸面積。然后通過水力壓裂，將高壓液體注入井中，使頁巖層形成裂縫，讓原本被困在頁巖孔隙和裂縫中的氣體能夠釋放出來，流入井筒并被開采到地面。

主要類型

• 直井：早期頁巖氣開發(fā)曾使用直井，垂直鉆入地下到達頁巖層，但由于與頁巖層接觸面積小，開采效率較低，目前已較少單獨使用。

• 水平井：是當前頁巖氣開采的主要井型。水平段在頁巖層中延伸，極大地增加了與頁巖氣儲層的接觸面積，可提高單井產(chǎn)量和采收率，如中國石化的金頁 3 井就是水平井1。

• 叢式井：在一個井場上鉆多口井，包括叢式直井和叢式水平井。可以共享基礎(chǔ)設(shè)施，減少征地面積和成本，提高開發(fā)效率，常用于頁巖氣田的大規(guī)模開發(fā)。

技術(shù)特點

• 鉆井技術(shù)：需要高精度的定向鉆井技術(shù)，確保水平段準確地位于頁巖氣儲層中。常采用旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)、隨鉆測井技術(shù)和隨鉆測量技術(shù)等，如旋轉(zhuǎn)導向技術(shù)可用于地層引導和地層評價，確保在目標區(qū)內(nèi)鉆井。

• 完井技術(shù)：多采用套管固井射孔完井技術(shù)。先下入套管并進行固井作業(yè)，將套管與井壁固定，然后通過射孔槍在套管和頁巖層上射孔，形成氣體流入井筒的通道。

• 壓裂技術(shù)：水力壓裂技術(shù)是關(guān)鍵，通過向井內(nèi)注入大量高壓壓裂液，使頁巖層產(chǎn)生裂縫，并加入支撐劑保持裂縫張開，讓頁巖氣能夠順暢地流入井筒。

在中國的發(fā)展現(xiàn)狀

• 產(chǎn)量增長：中國頁巖氣開發(fā)取得了顯著成就，重慶涪陵頁巖氣田的成功開發(fā)，標志著中國在深層頁巖氣開采技術(shù)上取得重大突破。涪陵頁巖氣田已成為中國重要的頁巖氣生產(chǎn)基地，為中國的能源供應提供了有力保障。

• 技術(shù)進步：中國在頁巖氣鉆井、壓裂等技術(shù)方面不斷創(chuàng)新和進步，自主研發(fā)了一系列適合國內(nèi)地質(zhì)條件的技術(shù)和裝備，提高了頁巖氣開發(fā)效率和效益。

• 勘探范圍擴大：除了涪陵頁巖氣田，在四川盆地及周邊、鄂爾多斯盆地等地區(qū)也有頁巖氣的勘探和開發(fā)，勘探范圍不斷擴大，儲量和產(chǎn)量有望進一步提高。