不同开发技术的页岩气储层经济比较分析.pdf

经验交流No.10,2023Modern Industrial Econoormationization2023年第1 0 期Total 232总第2 3 2 期现代工业经济和信息化D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.10.098不同开发技术的页诺者层经济比较分析胡南1，陈凯，刘文明3（1.西南石油大学，四川南充637001；2.中国石油集团长城钻探固井公司，辽宁盘锦121240;3.中国石油集团长城钻探钻井一公司四川页岩气项目部，四川内江124010)摘要：页岩气作为一种新兴的天然气资源，具有丰富的储量和广阔的开发前景。然而，由于页岩气储层的特殊性质和复杂性，使得其开发技术相对传统天然气开发技术更加复杂和困难。目前，针对页岩气开发技术的应用效果存在着一定的差异，开发技术的选择对于页岩气储层的经济效益有着至关重要的影响。通过比较分析采用不同技术开发页岩气储层的经济效益，以期为页岩气储层的开发提供一些有益的参考。关键词：页岩气储层；开发技术；生命周期成本分析；经济中图分类号：TD989文献标识码：A文章编号：2 0 9 5-0 7 4 8(2 0 2 3)1 0-0 2 9 8-0 30引言页岩气的开发和利用是解决我国天然气短缺和能源安全的重要途径之一，而开发技术的选择是影响页岩气储层经济效益的重要因素。各种不同的开发技术在实际应用中存在着一定的优缺点，因此，在进行页岩气储层开发时，需要进行技术选择和比较分析，以达到最优化的经济效益 1-3 。本文将对目前页岩气开发技术进行梳理和总结，并结合实际数据，对不同开发技术的经济效益进行比较分析，以期为页岩气储层的开发选择提供科学依据。1不同页岩气开发技术概述1.1水平钻井技术水平钻井技术的原理是在垂直井眼的基础上，通过调整钻头的方向和角度，将井眼延伸到水平方向，使钻井井段在地层中水平穿刺。这样可以增加油气井与页岩气储层的接触面积，提高气体的产出率和开采效率。水平钻井技术的优势主要体现在以下几个方面：1)增加储层接触面积。水平钻井技术可以在垂直井眼的基础上延伸水平段，使钻井井段在页岩气储层中穿刺。这样可以极大地增加油气井与储层的接触面积，提高气体的产量和采收率。2)提高采收率。由于水平钻井技术能够有效地增加储层接触面积，充分开发页岩气储层中的裂缝网络，提高气体的渗透率和采收率，从而提高整体的开采效率。3)减少开采成本。水平钻井技术可以实现多井平行开采，减少了开采设备和人力资源的需求。同时，水平钻井技术还可以降低钻井成本和井眼的维护成本，对于降低整体的开采成本具有重要意义。4)降低环境影响。相比传统的垂直钻井技术，水平钻井技术在地表上的占地面积更小，对环境的破坏更小。这有助于减少土地占用和环境污染，提高页岩气开发的可持续性。1.2水力压裂技术水力压裂技术的原理是通过将高压液体注人到井眼中，使岩石裂缝扩大并连接起来，原本密度较高的页岩岩石形成一系列连通的裂缝通道，提高了岩石的渗透性，使天然气能够更容易地从岩石中释放出来。水力压裂技术的优势主要体现在以下几个方面：1)提高天然气产量。水力压裂技术能够有效扩大页岩储层中的裂缝网络，提高岩石的渗透性，天然气能够更容易地从岩石中释放出来，提高储层的产量。2)改善渗透性。页岩气储层通常具有微细孔隙结构和低渗透性，天然气难以自由流动。水力压裂技术通过扩大岩石中的裂缝，改善了渗透性，使天然气能够更顺畅地通过储层流动。3)提高开采效率。水力压裂技术可以针对不同的岩石特性和储层条件进行调整和优化。通过合理的设计和水力压裂施工作业，可以最大限度地提高储层的开采效率，减少资源的浪费。4)降低环境影响。相比传统的垂直钻井技术,水力压裂技术可以实现多井平行开采，减少了地表的开采设备和占地面积。同时，水力压裂技术还可以减少渗透液和产生液的用量，减少对水资源的消耗，实现页岩气可持续开发。1.3临场处理技术临场处理技术的原理是根据实际施工情况，针对现场问题及时采取应对措施，确保施工的连续性和施工效率。在页岩气储层开发中，临场处理技术主要应用于以下几个方面：1)岩屑处理。在水力压裂作业中,岩屑的处理是一个重要环节。岩屑的积聚可能导致井底压力的增收稿日期：2 0 2 3-0 5-1 6基金项目：南充市一西南石油大学市校科技战略合作项目：页岩气工厂化作业平台优化设计（项目编号：SXHZ012）第一作者简介：胡南（1 9 8 5 一），男，辽宁锦州人，硕士，毕业于西南石油大学，副教授，研究方向为石油工程管理。.299.胡2023年第1 0 期南，等：不同开发技术经济比较分析加，影响水力压裂液的流动性。通过采用合适的岩屑处理技术，如岩屑分离、岩屑清除和岩屑处理设备的运用，可以快速有效地处理岩屑，保证施工顺利进行。2)砂堵处理。在水力压裂作业中,砂堵是常见的问题之一。砂堵可能导致流体阻塞和产量下降。通过采用砂堵处理技术，如运用高效过滤装置和砂堵清除工具、添加阻砂剂，可以及时解决砂堵问题，保证施工的连续性和施工效率。3)压裂液性能调整。页岩气储层的特殊性要求对压裂液进行调整和优化。在施工过程中，可能会遇到压裂液性能不符合要求的情况。通过临场处理技术，如调整压裂液添加剂和使用性能测试设备，可以及时调整压裂液的性能，以适应实际情况，提高施工效果。4)井眼处理。井眼处理是确保施工连续性的重要环节。在水力压裂作业中，井眼可能出现裂缝、塌等问题，影响施工的顺利进行。通过采用井眼处理技术，如使用井眼加固材料、井眼稳定设备，采取井眼塌预防措施，可以解决井眼问题，保证施工的连续性和安全性。2不同页岩气开发技术的经济性分析2.1初始投资成本1)水平钻井技术是目前页岩气开发中最常用的一种技术。相较于传统的垂直钻井，水平钻井能大大增加井底接触面积，从而提高页岩气的产量。然而，这种技术的初始投资成本相对较高。除了需要购买专门的水平钻井设备外，还需要配备专门的技术人员来进行操作和维护。此外，由于水平钻井的复杂性,其施工周期相对较长，这也会增加初始投资成本。2)水力压裂技术也是常用的页岩气开发技术。通过向井下注人高压液体，产生裂缝，增大气体的渗透性，从而提高页岩气的产量。这种技术的初始投资成本也较高。首先，水力压裂需要大量的水和添加剂，这在一定程度上增加了开发成本。其次,水力压裂设备的采购和维护成本也不容忽视。最后，由于水力压裂可能导致地震、污染地下水，因此，要在环保设备上加大投资力度。3)临场处理技术主要用于处理水力压裂过程中产生的大量废水。尽管该技术可以有效地减少环境污染，但其初始投资成本也相对较高。除了需要采购专门的废水处理设备外，还需要配备专门的技术人员进行操作和维护。2.2运营成本1)对于水平钻井技术，其运营成本主要包括设备维护、人员培训和管理等。由于水平钻井的技术复杂性，设备的日常维护和修理成本较高。同时，操作这种设备需要经过专门的培训，人员的培训和管理成本也不可忽视。此外，水平钻井技术还可能增加能源消耗，比如需要更多的电力来驱动设备，这也是运营成本的一部分。2水力压裂技术的运营成本主要包括水和添加剂的成本、废水处理成本以及可能的环境补偿成本。由于水力压裂需要大量的水和添加剂，这些都需要投人相应的成本。同时，压裂过程产生的废水需要进行处理，这也会增加运营成本。此外，水力压裂可能导致地震、地下水污染等环境问题，如果这些问题发生，可能需要支付相应的环境补偿费用。3)临场处理技术的运营成本主要包括设备的运行和维护成本、废水处理成本以及人员培训和管理成本。尽管临场处理技术可以有效地处理废水，减少环境污染，但设备的运行和维护成本较高，而且需要专门的人员来进行操作和管理。2.3产量和收益1)水平钻井技术。通过增加井底接触面积，可以显著提高页岩气的产量。与传统的垂直钻井相比，水平钻井更能充分接触到储层，从而提高气体的采收率。然而，水平钻井的初始投资和运营成本较高，对收益的提升也需要更高的产量来实现。在实际开采过程中，需要通过优化钻井设计和提高钻井效率来实现。2)水力压裂技术。通过在井下形成裂缝，可以大大增加气体的渗透性，从而提高页岩气的产量。然而，水力压裂技术的运营成本较高，特别是在水源短缺的地区，水和添加剂的成本可能会很高。此外，压裂过程产生的废水需要进行处理，这也会增加运营成本。因此，尽管水力压裂可以提高页岩气的产量，但其对收益的影响需要综合考虑多种因素 4-5 。3)临场处理技术。主要用于处理水力压裂过程中产生的废水。尽管这种技术可以减少环保成本，但由于设备运行和维护的成本较高，也需要考虑到对收益的影响。另外，通过优化废水处理技术，可以回收废水中有价值的成分，如某些添加剂和矿物，这也可以为企业带来一定的收益。3丝结语对于页岩气开发企业来说，选择合适的开发技术并不只是单纯考量其技术性能，更需要综合考虑经济效益、环境影响以及可持续发展等多个因素。本文通过对不同页岩气开发技术的经济性比较分析，揭示了各种技术在初始投资、运营成本以及产量和收益方面的特点，为页岩气开发企业在实践中选择合适的开发技术提供了理论参考。参考文献1袁竟舟，叶玥豪，徐防昊，等.渝西一川南地区五峰组一龙马溪组深层页岩气储层岩相及孔隙特征J.矿物岩石，2 0 2 2，4 2（4）：（下转第3 0 2 页）上接第2 9 9 页（编辑：郭萍茹302：第1 3 卷现代工业经济和信息化制，以鼓励企业推广应用清洁和低碳技术、产品，吸引更多的资本投人到环保行业。4)加快推进新能源开发应用。利用新型能源技术,如太阳能、风能等，优化能源结构,增加可再生能源的比例，从而减少碳排放量。建立碳排放核算机制，可以有效推动煤矿节能减排工作的开展，促进企业可持续发展。此外，应用实践方法的可持续性是保障绿色环保的基础。4结语在全球低碳经济发展的大背景下，煤炭行业面临着巨大的转型和升级压力。本文通过探究低碳经济形势下煤矿节能减排管理方法的研究，在加强精细化管理、调整能源结构、建立碳排放核算机制等方面提出了一些应用实践方法，以促进煤炭行业向清洁、低碳、高效、可持续的方向转变，对于推动煤炭行业转型升级、节能减排和可持续发展有着重要的意义。煤炭行业必将在低碳经济时代迎来更加美好的发展前景。参考文献1王静，刘丹，赵鸣，等.低碳经济背景下煤矿节能减排管理的探讨J.安全与环境学报，2 0 1 8，1 8（3）：1 4 4-1 4 8.2段雪松，杜绍林，马俊昌，等.低碳经济下煤炭企业节能减排管理模式研究 J.科技创新与应用，2 0 1 9（5）：5 0-5 1.3刘宇，张晓云，马丽娜，等.低碳经济下煤矿企业节能减排管理策略探析 J.安全健康与环境，2 0 1 8，1 8（5）：1 4 2-1 4 5.4邓福田，孙树林，龙波，等.低碳经济下煤炭企业节能减排管理策略研究J.煤炭科学技术，2 0 1 9(1 0）：4 3-4 7.Management Methods of Energy Saving and Emission Reduction in Coal Mines under LowCarbon Economic SituationMa Qun,Lu Meng,Guo Qiang,Hu Yong,Wu Xiuxin(Shandong Liangzhuang Mining Co.,Ltd.,Taian Shandong 271219,China)Abstract:Coal industry is one of the industries with serious energy consumption and environmental pollution.The development of lowcarbon economy requires the coal industry to transform and upgrade,and realise the change from the traditional high energy consumptionand high pollution production mode to the clean,low carbon,high eficiency and sustainable direction.Aiming at the current situation ofenergy saving and emission reduction in coal mines under the situation of low carbon economy,we explore the management methods ofenergy saving and emission reduction in coal mines,and promote the sustainable development of the coal industry by adopting a series ofmeasures such as adopting new materials and high-efficiency equipments,optimising the production process,paying attention to the energymanagement,promoting the clean energy,strengthening the environmental protection control as well as establishing the accountingmechanism for the carbon emission.Key words:low carbon economy;coal mine;energy saving and emission reduction;management methods104-115.2岳庆峰.页岩气储层录井配套技术应用发展 J.中国石油和化工标准与质量,2 0 2 2,4 2(7）：1 9 3-1 9 5.3吴建发，赵圣贤，张瑛堃，等.深层页岩气储层物质组成与孔隙贡献及其勘探开发意义 J.天然气地球科学，2 0 2 2,3 3（4）：6 4 2-6 5 3.4 王红岩，刘钰洋，张晓伟，等.基于层次分析法的页岩气储层地质工程一体化甜点评价：以昭通页岩气示范区太阳页岩气田海坝地区X井区为例 J.地球科学，2 0 2 3,4 8（1)：9 2-1 0 9.5黄宇飞.页岩储层可压性分析研究 J.辽宁化工，2 0 2 1,5 0（2）：262-264.(编辑：郭萍茹)Comparative Economic Analysis of Shale Gas Reservoirs with Different DevelopmentTechniquesHu Nan,Chen Kai,Liu Wenming(1.Southwest Petroleum University,Nanchong Sichuan 637001,China;2.Great Wall Drilling and CementingCompany of China National Petroleum Corporation,Panjin Liaoning 121240,China;3.Sichuan Yeyan GasProject Department,Great Wall Drilling Company,China National Petroleum Corporation,NejiangSichuan 124010,China)Abstract:Shale gas,as an emerging natural gas resource,has abundant reserves and broad development prospects.However,due to thespecial nature and complexity of shale gas reservoirs,its development technology is more complicated and dificult compared with thetraditional natural gas development technology.At present,there are some differences in the application of shale gas developmenttechnology,and the choice of development technology has a crucial impact on the economic benefits of shale gas reservoirs.By comparingand analysing the economic benefits of developing shale gas reservoirs with diferent technologies,we hope to provide some usefulreferences for the development of shale gas reservoirs.Key words:shale gas reservoir;development technology;life cycle cost analysis;economy