【摘要】：頁巖氣是指賦存于富含有機質(zhì)泥頁巖中以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣,中國資源量豐富,地域分布廣泛.頁巖氣開采能緩解我國常規(guī)油氣產(chǎn)量不足、煤化石燃料引起環(huán)境污染等問題,已成為中國綠色能源開發(fā)的重要領(lǐng)域.盡管北美頁巖氣"革命"取得了成功,目前也僅有預(yù)期產(chǎn)量5%～15%的采收率.與北美地區(qū)相比,中國頁巖氣埋藏深,賦存條件差,自然豐度低,因此,高效開采面臨更多的困難和挑戰(zhàn).近年來,圍繞國家重大能源戰(zhàn)略需求,瞄準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展前沿,學(xué)術(shù)界和工業(yè)界聯(lián)合對頁巖氣高效開采的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題展開研究.本文結(jié)合近三年四川、重慶地區(qū)的頁巖氣試驗區(qū)塊遇到的新問題,針對中國未來3 500 m以下深部開采的新挑戰(zhàn),如地質(zhì)沉積、裂縫發(fā)育構(gòu)造不同、上覆壓力增加、水平應(yīng)力場變化等新問題,介紹和總結(jié)了目前中國頁巖氣高效開采面臨的力學(xué)科學(xué)問題,主要包括多重耦合下的安全優(yōu)質(zhì)鉆完井力學(xué)理論和方法、水力壓裂體積改造和多尺度縫網(wǎng)形成機制、多尺度滲流力學(xué)特性與解吸附機理等."深部頁巖氣高效開采"的研究面向國家重大能源需求,科學(xué)意義重大,工程背景明確,需要工程力學(xué)、石油工程、地球物理、化學(xué)工程和環(huán)境工程等多學(xué)科專家合作,開展理論研究、物理模擬、數(shù)值模擬及現(xiàn)場試驗等綜合應(yīng)用基礎(chǔ)研究,取得高效開采頁巖油氣理論與技術(shù)的突破.學(xué)科交叉是研究頁巖氣高效開采問題、突破技術(shù)瓶頸的橋梁,只有力學(xué)與石油工程、地球科學(xué)等學(xué)科實現(xiàn)深度交叉融合,才能更加有效地推動頁巖油氣等非常規(guī)油氣資源的開發(fā).
[Abstract]:Shale gas is a kind of natural gas which mainly exists in organic shale with adsorption and free state. China is rich in resources and widely distributed in the region. Shale gas exploitation has become an important field of green energy development in China because it can alleviate the shortage of conventional oil and gas production and environmental pollution caused by coal fossil fuels. Despite the success of the shale gas revolution in North America, only 55% of the oil recovery is expected. Compared with North America, shale gas in China is more difficult and challenging because of its deep buried depth, poor storage conditions and low natural abundance. In recent years, focusing on the important national energy strategic demand and aiming at the frontier of technology development, the academic and industrial circles have jointly studied the key scientific and technical issues of shale gas efficient mining. Combined with the new problems encountered in the shale gas test areas in Sichuan and Chongqing in the last three years, this paper aims at the new challenges of deep mining below 3 500 m in China in the future, such as geological deposition, the development of fractures and structures, and the increase of overburden pressure. In this paper, some new problems such as the change of horizontal stress field are introduced and summarized, including the mechanics theory and method of safe and high quality drilling and completion under multiple coupling, which are faced by high efficiency production of shale gas in China. Hydraulic fracturing volume modification and multi-scale fracture mesh formation mechanism, multi-scale percolation mechanics characteristics and desorption mechanism, etc. The research on high efficiency exploitation of deep shale gas meets the great energy demand of the country, has great scientific significance, and has a clear engineering background. It requires the cooperation of engineering mechanics, petroleum engineering, geophysics, chemical engineering and environmental engineering. The theoretical research, physical simulation, numerical simulation and field test are carried out to achieve a breakthrough in the theory and technology of high-efficiency shale oil and gas production. Discipline intersection is a bridge to study shale gas efficient exploitation and break through the technical bottleneck. Only mechanics, petroleum engineering, earth science and other disciplines can achieve deep cross-integration. Only then can the development of unconventional oil and gas resources such as shale oil and gas be promoted more effectively.
【作者單位】： 清華大學(xué)航天航空學(xué)院應(yīng)用力學(xué)教育部重點實驗室;國家自然科學(xué)基金委員會數(shù)理學(xué)部;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(11532008,11372157)
【分類號】：TE377

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡文瑞;;迎接頁巖氣發(fā)展的春天[J];中國石油石化;2009年11期

2 譚蓉蓉;;中國頁巖氣技術(shù)國際研討會在長江大學(xué)召開[J];天然氣工業(yè);2009年05期

3 董立;;我國需要盡快開展頁巖氣的勘探開發(fā)[J];石油與天然氣地質(zhì);2009年02期

4 本刊編輯部;;我國研究人員發(fā)現(xiàn)頁巖氣的直接存在[J];天然氣工業(yè);2009年09期

5 安曉璇;黃文輝;劉思宇;江懷友;;頁巖氣資源分布、開發(fā)現(xiàn)狀及展望[J];資源與產(chǎn)業(yè);2010年02期

6 蔣志文;;頁巖氣簡介[J];云南地質(zhì);2010年01期

7 張大偉;;加速我國頁巖氣資源調(diào)查和勘探開發(fā)戰(zhàn)略構(gòu)想[J];石油與天然氣地質(zhì);2010年02期

8 李世臻;喬德武;馮志剛;劉麗君;王倩;聶海寬;;世界頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及對中國的啟示[J];地質(zhì)通報;2010年06期

9 張鴻翔;;頁巖氣:全球油氣資源開發(fā)的新亮點——我國頁巖氣開發(fā)的現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題[J];中國科學(xué)院院刊;2010年04期

10 郭宏;李凌;楊震;吉萬成;;有效開發(fā)中國頁巖氣[J];天然氣工業(yè);2010年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳明;;世界頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及面臨的環(huán)境問題[A];第二屆全國特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會優(yōu)秀論文集[C];2013年

2 葉舒陽;;頁巖氣開發(fā)對環(huán)境的影響及對策[A];浙江省經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)地區(qū)低碳發(fā)展綜合研討會論文集[C];2013年

3 吳西順;;世界各國頁巖氣政策綜述[A];中國地質(zhì)學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文摘要匯編——S01地質(zhì)科技與國土資源管理科學(xué)研討分會場[C];2013年

4 ;中國頁巖氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望[A];“寶塔油氣”杯第四屆天然氣凈化、液化、儲運與綜合利用技術(shù)交流會暨LNG國產(chǎn)化新技術(shù)新設(shè)備展示會論文集[C];2014年

5 林斌;郭巍;趙肖冰;曹瀚升;王少華;;頁巖氣資源評價方法:概率體積法在三江盆地古生代頁巖氣中的應(yīng)用[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第14屆學(xué)術(shù)年會論文摘要專輯[C];2013年

6 印興耀;吳國忱;;頁巖氣儲層地震評價[A];中國地球物理2013——第二十三專題論文集[C];2013年

7 蔡啟宏;傅子云;;地震頻率信息在頁巖氣勘探開發(fā)中應(yīng)用的可能性分析[A];中國地球物理2013——第二十三專題論文集[C];2013年

8 劉禹;王常斌;文建軍;宋付權(quán);;頁巖氣滲流中的力學(xué)模型分析[A];第二十五屆全國水動力學(xué)研討會暨第十二屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集（上冊）[C];2013年

9 滕吉文;劉有山;;中國頁巖氣成藏和潛在產(chǎn)能與對環(huán)境的污染分析[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2013年度（第13屆）學(xué)術(shù)論文匯編——特提斯研究中心[C];2014年

10 劉海鋒;趙瑋;;關(guān)于頁巖氣開發(fā)技術(shù)狀況及研究方向分析[A];2014年全國科技工作會議論文集[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 王巧然;中國石油儲備頁巖氣開發(fā)技術(shù)[N];中國石油報;2008年

2 李冰　李婧婧;頁巖氣藏：尚待開發(fā)的處女地[N];中國石化報;2009年

3 本報記者 胡學(xué)萃;頁巖氣：有望改變我國能源格局[N];中國能源報;2009年

4 本報記者 王海霞;頁巖氣勘探熱潮席卷歐洲[N];中國能源報;2010年

5 特約記者 劉楠;我國頁巖氣開采將從重慶起步[N];中國化工報;2010年

6 中國煤炭學(xué)會煤層氣專業(yè)委員會 馮三利　編者 整理;頁巖氣：非常規(guī)能源領(lǐng)域的新主角[N];中國礦業(yè)報;2010年

7 田力;我國可采頁巖氣26萬億方[N];中國環(huán)境報;2010年

8 記者 王巧然;中加中心為發(fā)掘國內(nèi)頁巖氣資源鋪路搭橋[N];中國石油報;2009年

9 劉亞南;印度公司收購美國頁巖氣資產(chǎn)[N];中國石化報;2010年

10 月聞;重慶將開發(fā)千億立方米頁巖氣作天然氣補充[N];工人日報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張宏學(xué);頁巖儲層滲流—應(yīng)力耦合模型及應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 俞楊烽;富有機質(zhì)頁巖多尺度結(jié)構(gòu)描述及失穩(wěn)機理[D];西南石油大學(xué);2013年

3 郭晶晶;基于多重運移機制的頁巖氣滲流機理及試井分析理論研究[D];西南石油大學(xué);2013年

4 單衍勝;遼河坳陷古近系頁巖油氣聚集條件與分布[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

5 姜寶益;頁巖氣藏開發(fā)可行性快速評價方法研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

6 李智鋒;頁巖氣藏孔滲特征與微觀滲流機理研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

7 扈金剛;湘西北地區(qū)富有機質(zhì)頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及其演化特征研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

8 韓超;蜀南地區(qū)上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)頁巖氣儲層特征及評價[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

9 林臘梅;頁巖氣資源評價方法研究及應(yīng)用[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2013年

10 張寶成;引入社會資本促進(jìn)我國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路徑研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉龍;頁巖氣資源開發(fā)利用管理研究[D];長安大學(xué);2014年

2 白生寶;鄂爾多斯盆地南部延長組長7段頁巖氣儲層評價[D];西安石油大學(xué);2015年

3 折文旭;頁巖氣藏水平井HEGF裂縫網(wǎng)絡(luò)滲流模型研究[D];西安石油大學(xué);2015年

4 郭文;頁巖氣水平井分段壓裂產(chǎn)能分析研究[D];西安石油大學(xué);2015年

5 蘇俊;頁巖氣儲層雙側(cè)向測井有限元正演模擬研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

6 顏君;頁巖氣儲層感應(yīng)測井?dāng)?shù)值模擬研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

7 琚璇;中國頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展評價及發(fā)展對策研究[D];石河子大學(xué);2015年

8 相智文;延長陸相頁巖氣儲層分段多簇壓裂裂縫模擬研究[D];西安石油大學(xué);2015年

9 孫艷玲;柴達(dá)木盆地東部石炭系頁巖納米級孔隙特征研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

10 田梟;頁巖氣水力壓裂過程中壓裂液—甲烷—礦物反應(yīng)實驗?zāi)M研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

，

本文編號：2263416