Сравнение нефти и газа плотных пород между Китаем и Северной Америкой

Запасы нефти и газа плотных пород в Северной Америке в основном распространены в морских крупных плоских кратонических бассейнах, где структура стабильна и широко распространены материнские породы и коллекторы; материнские породы имеют более высокое значение ООУ и более высокую зрелость; Коллекторы имеют хорошую связность и большие масштабы, хорошие физические свойства, более высокую пористость и обилие запасов, а также умеренную глубину залегания, большинство из них имеют избыточное давление и имеют трещины в локальных частях ^[1-4]. Напротив, коллекторы нефти и газа плотных пород Китая, как правило, имеют характеристики многоцикловой структурной эволюции и находятся в основном в континентальных осадочных средах (таблицы 1 и 2). Следовательно, они характеризуются большими фациальными изменениями, нестабильным распределением пласта; сложные условия на поверхности, в основном в горных, холмистых и пустынных районах, с большими трудностями эксплуатации; в основном озерно-сланцевые породы с широким разбросом значений ООУ и низкой зрелостью; более высокая плотность и вязкость нефти плотных пород; тонкие пласты с сильной неоднородностью, большой вариацией и ограниченным распределением, плохими физическими свойствами и развитием трещин, низкой пористостью и плотностью запасов, большой глубиной залегания и низким коэффициентом давления. В целом, Китай имеет более плохие экономические условия по нефти и газу плотных пород, что создает большие проблемы для его экономического развития.

Согласно данным Службы энергетической информации, газ плотных пород в США имеет геологические запасы 28,0-10¹² м³, а извлекаемые запасы 12,6-10¹² м³, которые в основном эквивалентны запасам Китая. Но добываемая нефть в США имеет извлекаемые запасы около 81,2-10⁸ т ^[5], что в шесть раз больше, чем у Китая ^[30].

Таблица 1.

Сравнение геологических условий газа плотных пород между Северной Америкой и Китаем

Таблица 2.

Сравнение геологических условий нефти плотных пород между Северной Америкой и Китаем

Технологии разработки нефти и газа плотных пород Китая несколько отстают от тех, что существуют в США, в точности определения пласта и прогнозирования «зоны максимального нефтегазонасыщения», быстрого бурения, крупных кластерных горизонтальных скважин, многослойного многостадийного процесса ГРП и т. д. ^[6]. Идентификация пласта и прогноз «зоны максимального нефтегазонасыщения» отвечают на вопрос, где вести разведку нефти и газа, а быстрое бурение и гидроразрыв пласта решают проблему эффективной добычи.

С точки зрения идентификации коллекторов и прогнозирования зон максимального нефтегазонасыщения, Северная Америка может идентифицировать тонкие песчаные горизонты толщиной 5 м с помощью высокоточной сейсмической 3D технологии, а также она постепенно внедряет передовые технологии, такие как большие данные, облачные вычисления и виртуальная реальность, в геологическое моделирование. Успешность прогноза «зоны максимального нефтегазонасыщения» составляет от 65% до 95%. Китай может выявить разломы 5-10 м путем моделирования трехмерного песчаного горизонта и технологии предварительной сейсмической инверсии. Точность идентификации песчаных горизонтов толщиной 10 м составляет 70-80% ^[7], а точность прогнозирования зоны максимального нефтегазонасыщения составляет 50-85%. С точки зрения бурения, среднесуточная длина скважины в Северной Америке на Eagle Ford увеличилась с 291 м / д в 2011 году до 786 м / д в 2018 году, что значительно сократило цикл бурения. Газовые скважины со средней глубиной 5 500 м (2 500–3 500 м по вертикали и 1 100–3 200 м по горизонтали) могут быть закончены всего за 6–8 дней. Из-за увеличения скорости бурения затраты на бурение с каждым годом снижаются. В настоящее время удельная стоимость бурения составляет 2 500 юаней / м, а средняя стоимость одной скважины - 14 млн. юаней ^[8]. Для сравнения, на месторождении Сулиге в Китае горизонтальные скважины глубиной около 5000 м (вертикальный разрез 3000–3500 м и горизонтальный разрез 500–1 500 м) имеют период бурения от 25 до 35 дней, среднесуточный выбранный материал 167 м / сут, стоимость буровой установки составляет 5 000 юаней / м, а средняя стоимость 25 млн. юаней на скважину. Что касается гидроразрыва пласта, то в Северной Америке значительно улучшена проницаемость коллектора и добыча в одной скважине благодаря крупным скважинным кластерам, многолуночным скважинам и трещинам высокой плотности. В Баккенском участке добычи нефти плотных пород число стадий разрыва в двухразветвленных скважинах достигло 80, начальная добыча достигла 100 т / сут, а добыча в стабильный период - около 20 т / сут ^[9]. На газовых месторождениях Рулисон и Джона вертикальные скважины могут быть разорваны до 50-80 пластов, а от 20 до 30 горизонтальных скважин может быть пробурено с одной скважинной площадки. Добыча на двух газовых месторождениях составляет от 48 до 55%, а коэффициент добычи составляет более 70% ^[10–11]. Напротив, в слое нефти плотных пород пачки Чан 7 в бассейне Ордос в Китае суточная добыча на одной скважине превышает 20 т / сутки после крупномасштабного смешанного гидроразрыва пласта. На месторождении Сулиге вертикальные скважины обычно имеют менее 10 пластов трещиноватых, горизонтальные скважины имеют до 20 стадий трещиноватости, часто 5-20 горизонтальных скважин пробурены с одной скважинной площадки, а скорость извлечения и добычи запасов месторождения газа составляет 32% и менее 50% соответственно.