頁巖的案例
頁巖氣成為我國天然氣增儲上產首選目標
建立由三大石油公司、更多民營企業、創新性中小企業和新興企業共同參與的頁巖氣產業生態鏈，是頁巖氣向經濟可開采突破的關鍵，也是頁巖氣進一步大力發展的關鍵。
中國陸相頁巖油勘探開發現狀及展望
與美國海相頁巖地層相比，我國陸相頁巖儲層呈現出非均質性強、地質條件苛刻、與實際可開發程度較低等問題，不能完全參考和照搬國外頁巖油的開采經驗。我國陸相頁巖油資源集中富集在準格爾、鄂爾多斯及渤海灣等區域，近年來國內中石油、中石化等企業陸續開展了多項頁巖油勘探開發工作，相繼在新疆、長慶及大慶等油田進行了頁巖油儲層評價、地質甜點預測等相關探究。
2011年，新疆油田在多個區塊進行了頁巖油試采，均獲得了工業油流，拉開了我國頁巖油勘探開發的序幕。楊智等采用地質甜點預測技術評價了鄂爾多斯盆地長7段的頁巖油儲量，指出分布在長73亞段的Ⅲ類頁巖油是水平井開發首要目的層。柳波等在可采系數為10% 的情況下，利用體積類比法計算得出松遼盆地頁巖油可采儲量可達1.056×109 t。截至2018底，已在渤海灣滄東凹陷的800多口探井中的泥頁巖發育段中探測出油氣顯示，其中有15口井成功獲得工業油流。中國陸相頁巖油主要勘探進展見表2。目前我國已在多個盆地區塊獲取了工業油流，預計2025年將迎來頁巖油開發高速發展期。
展開 中國最大頁巖氣生產基地建成 全年產量將達42億立方米
彭剛 攝
四川在線消息(記者 李欣憶)12月24日，中國石油川南頁巖氣日產量達到2011萬立方米，突破2000萬立方米，同比增加119.3%，再創歷史新高。目前，川南已成為我國最大的頁巖氣生產基地，約占全國天然氣日產量的4.2%。
川南是中國石油頁巖氣勘探開發的主戰場。2018年，中國石油頁巖氣勘探開發再次提速，鉆機、隊伍、工作量呈幾何式增長。中國石油在全國范圍內調動資源，從新疆、東北、甚至國外將鉆機調往川南，截至目前，共在川南地區動用142臺鉆機，較2017年的38臺增長3倍。
彭剛 攝
2010年，中國石油成為中國第一家生產頁巖氣的企業，之后中國石油在川南迅速形成規模產業，建成長寧、威遠、昭通等國家級頁巖氣示范區。中國石油在川南頁巖氣勘探開發過程中，把提高單井產量作為首要目標，實現3500米以淺資源的規模有效開發，開創了國內頁巖氣勘探開發多項先河。
隨著頁巖氣開采成本的逐步降低，產能的快速釋放，我國頁巖氣開發進入急劇增長期。2017年川南頁巖氣產量達到30億立方米，預計2018年川南頁巖氣產量將超過41億立方米。
展開 石英砂替代陶粒，助力川南頁巖氣壓裂工藝2.0技術，突破成本“關卡”
頁巖氣，非常規天然氣的一種。由于頁巖滲透率極低，需要通過壓裂形成復雜裂縫網絡，再將氣采出，而顯得“非同常規”。壓裂工藝的發展水平直接影響著頁巖氣的效益開采。
我國天然氣資源豐富，其中頁巖氣可采資源量達31.6萬億立方米，主要集中在川南地區，是天然氣增儲上產的重要領域。
為將資源變成產量，實現“能源的飯碗必須端在自己手里”，2016年年底，集團公司頁巖氣業務發展領導小組加快推進川南頁巖氣規模效益建產，2017年8月，集團公司又設立川渝頁巖氣前線指揮部，通過資源共享、技術共享、信息共享，實現一體化組織、一體化實施、一體化研發、一體化保障、一體化協調，形成集團公司頁巖氣業務發展領導小組決策部署、川渝頁巖氣前線指揮部統籌推動、油公司與工程服務公司聯動的開發模式。
針對頁巖氣壓裂存在的問題與挑戰，在川渝頁巖氣前線指揮部統一組織下，西南油氣田公司、浙江油田公司、川慶鉆探公司、中油測井公司和勘探開發研究院組成項目組，2018年至2019年，在昭通YS112H4、H5平臺、長寧H26-3井等開展了多簇射孔縮小簇間距、高強度加砂、暫堵轉向、石英砂替代陶粒壓裂工藝組合等一系列現場試驗和針對性理論研究，逐步形成頁巖氣壓裂基礎理論、關鍵技術和工藝體系。2019年，川渝頁巖氣前線指揮部在經過兩年多現場試驗的研究基礎上，總結提出“多簇射孔縮小簇間距+高強度加砂+暫堵轉向+石英砂替代陶粒”新一代壓裂工藝，簡稱壓裂工藝2.0。
“這是頁巖氣壓裂工藝的跨越式發展，有效推動了川南頁巖氣的效益開發。目前壓裂工藝2.0已推廣到頁巖油、致密氣領域，有力地推進了中國石油非常規資源的開發。”中國石油勘探與生產分公司副總經理鄭新權點贊壓裂工藝2.0。
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美國頁巖活動“急踩剎車”，頁巖油高管們還有多少吹噓的資本？
圖片來源：視覺中國
文 | 財聯社 卞純
美國頁巖油高管們常常吹噓其低廉的盈虧平衡價格，讓投資者相信，即使油價下跌，他們也能保持較高的運營水平。但是在嚴峻的數據面前，高管們曾經的吹噓顯得那么無力。最新數據顯示，由于油價暴跌，美國能源行業在2018年第四季度大幅放緩。
頁巖油活動“急踩剎車”
達拉斯聯邦儲備銀行的一項調查發現，去年第四季度頁巖油活動“急踩剎車”。
達拉斯聯儲1月3日公布的數據顯示：“衡量德克薩斯州能源公司狀況的商業活動指數從第三季度的43.3下降到第四季度的2.3，雖然仍為正值，但是幾乎接近零。
2.3的數值僅比零高出一點——若為零，則意味著德州能源公司的商業活動與上一季度相比持平。若為負值，則意味著商業活動萎縮。
石油和天然氣部門都在減速。石油生產指數從第三季度的34.8下降至第四季度的29.1。天然氣產量指數為從第三季度的35.5下降到第四季度的24.8。
同時，鉆探活動也在急劇放緩。油田服務公司的設備利用率指數從第三季度的43急劇下滑至第四季度的1.6——下降至季度同比幾乎零增長的程度。
與此同時，就業也受到打擊。達拉斯聯儲寫道，就業指數從31.7降至17.5，表明“第四季度就業和工作時長增長均有所放緩”。油田服務部門的勞動條件所受的打擊尤為嚴重。
頂級油服公司警告應驗
這些數據為幾個月前頂級油服公司的評論提供了重要支撐。全球最大油服公司斯倫貝謝（Schlumberger）和第二大油服公司哈利伯頓（Halliburton）去年三季度警告稱，頁巖油公司的鉆井活動正在放緩。管道限制、油井生產率問題和“預算耗盡”導致鉆井條件減弱。
這些言論當時引發關注，并得到了媒體報道，但油價仍居高位并且上漲，頁巖油產量也是如此。最近的油價暴跌和頁巖活動增速放緩，讓人們對此前的警告言論有了新的認識。
展開 超百萬立方米，中國頁巖氣單井日產量創新高
據人民日報海外版3月7日報道，6日，中國石油西南油氣田川南深層頁巖氣攻關傳來捷報，部署在四川省瀘縣雷達村的瀘203井完成放噴測試，關井最高井口壓力57.1兆帕，測試日產量137.9萬立方米，成為國內首口單井測試日產量超百萬立方米的頁巖氣井。
瀘203井是一口深層頁巖氣評價井，目的是評價瀘州區塊埋深4000米左右龍馬溪組頁巖氣資源的開發潛力，試驗深層頁巖氣水平井優快鉆井技術、體積壓裂工藝。通過精心組織，在地層溫度大于140℃的頁巖地層中，成功鉆成水平段1500米，優質儲層鉆遇率100%，井身質量合格率100%。借鑒北美新一代壓力工藝技術，結合川南地區深層頁巖地質工程特征，采用“密切割+高強度加砂+暫堵轉向”壓裂工藝，成功實現了埋深近4000米、破裂壓力大于110兆帕、水平應力差大于20兆帕、微裂縫較發育的頁巖儲層的體積改造。
中國石油西南油氣田 圖片來自四川在線
近期，中國石油足202H1、黃202、瀘203等井相繼獲得高產氣流，標志著川南深層頁巖氣勘探開發技術逐步走向成熟，為這一地區86%以上深層頁巖氣資源的有效動用奠定了堅實基礎，進一步堅定了實現川南頁巖氣中長期發展規劃目標的信心。
據四川在線2018年12月24日報道，中國石油川南頁巖氣日產量達到2011萬立方米，突破2000萬立方米，同比增加119.3%，再創歷史新高。目前，川南已成為我國最大的頁巖氣生產基地，約占全國天然氣日產量的4.2%。
據新華社2018年7月10日報道，全國礦產資源新增儲量數據顯示，我國石油和天然氣增長放緩，煤層氣下降，增幅較大的頁巖氣探明儲量突破萬億立方米大關。
自然資源部10日發布2017年全國礦產資源儲量情況顯示，我國石油、天然氣和煤層氣勘查新增探明地質儲量呈現下降趨勢。
展開 世界最大的頁巖油儲藏區即將蘇醒 俄羅斯將血洗國際原油市場
看到美國在原油市場的翻江倒海，沉睡的“北極熊”俄羅斯終于亮出了更大的殺手锏——世界最大的頁巖油儲藏區。
475玻璃纖維https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16028.html
6月17日，俄羅斯天然氣工業股份公司地質勘探和資源開發主管阿列克謝·瓦什基維奇對外宣稱，到2022年至2023年巴熱諾夫（Bazhenov）地層頁巖油將實現商業開發，生產盈虧平衡成本將達到每噸8500盧布（相當于18美元/桶）。
世界最大的頁巖油儲藏區即將蘇醒 俄羅斯將血洗國際原油市場
值得關注的是，巴熱諾夫頁巖區石油可采儲量高達美國二疊紀盆地的數倍，加之僅次于中東地區的生產盈虧成本，這一地區的頁巖革命一旦爆發，威力或絲毫不遜于美國二疊紀盆地，對國際原油供應市場而言很可能又是一場血洗。
一直以來，美國頁巖油革命吸引著國際能源市場的關注，尤其是火爆的二疊紀盆地，它的一個舉動都會引發原油市場的一次“小感冒”。
然而，大眾卻忽視了美國之外還存在另一個頁巖油儲藏區，其儲量甚至遠超過美國二疊紀盆地。這個頁巖油儲藏區被稱為巴熱諾夫頁巖區。
巴熱諾夫頁巖區距俄羅斯首都莫斯科以東大約2000公里，位于巨大的中——新生代沉積盆地——西西伯利亞盆地，該盆地在二疊紀最終形成.值得一提的是，該頁巖層覆蓋了西伯利亞大部分西部地區。據全俄石油地質研究院（VNIGNI）2016年數據顯示，分布于西西伯利亞的巴熱諾夫頁巖區陸上分布面積132.2萬平方千米，比中國面積第二大省西藏還要大近10萬平方公里。
展開 Comsol-頁巖氣流固耦合數值模擬案例 ￥300
針對頁巖氣流動過程中骨架變形對氣井產能產生的影響，采用Comsol建立了頁巖氣流固耦合數值模擬案例，該模型考慮了頁巖氣黏性流、 Knudsen 擴散、表面擴散和吸附解吸等多重流動機制，采用離散裂縫模型對水力裂縫進行求解，模型可用于分析流固耦合效應對氣井產能的影響規律，以及其他儲層參數和裂縫參數對產能的影響。
壓力場分布
位移場分布
頁巖氣產量變化
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基于LAMMPS實現頁巖納米孔多組分氣體和頁巖油的競爭吸附
關鍵詞：分子動力學，吸附，競爭吸附，CH4/CO2/H2，頁巖油，LAMMPS,GROMACS
摘要：MS軟件可視化程度高，操作簡便，但是速度慢，效率低。為此，我們使用LAMMPS/GROMACS軟件進行氣體和頁巖油吸附，競爭吸附的研究。我們基于LAMMPS/GROMACS研究不同頁巖孔隙（石英，蒙脫石，伊利石，高嶺石，方解石，石墨烯，真實干酪根）中氣體（CO2，CH4，H2，N2等）和 頁巖油（NC6,NC8,NC12等）的吸附和競爭吸附行為，涉及到不同壁面類型，不同寬度，不同油氣類型，不同摩爾比例，不同溫度壓力的設置，可以分析模擬快照，密度分布，擴散系數，相互作用能等。
整個分子動力學過程通過Lammps實現，其中部分壁面需要在MS中進行調整。全部流程如下：
1，建立壁面模型(干酪根，石墨烯，二氧化硅，蒙脫石，高嶺石，伊利石，方解石等)；建立原油組分分子結構；建立注入氣(CO2, CH4, N2)的分子結構；
2，賦予干酪根CVFF力場，粘土礦物ClayFF力場，CO2, N2分別用fix rigid設為剛體，CH4用聯合原子/OPLS力場，原油組分用OPLS-AA力場。
3，利用in文件將壁面，油，CO2氣體等組合成data文件。
4，進行能量最小化，設置平板移動速度進行分子動力學模擬。
可以提供代碼和一對一教學，可以進行答疑，可以針對特定需求來建模和代碼。
展開 探討頁巖氣開采中微觀參量對宏觀產量的影響
眾所周知，頁巖中存在豐富的納米孔隙，并且具有低孔、低滲的特點，頁巖氣開采時必須采用水力壓裂等手段在儲層中形成密集有效的裂縫網才能實現商業開采。那么，頁巖氣的產量與有機質內的納米孔隙的關聯度如何？怎樣建立微觀與宏觀的聯系？是當前頁巖氣開發中急需解決的科學問題。
近期，中科院力學所流固耦合實驗室林緬研究團隊針對這一問題取得重要進展。研究人員從認識頁巖中至關重要的有機質塊和有機質孔出發，提出了有機質表征單元體（oREV）的概念，通過多尺度掃描圖像，結合統計方法，建立了具有oREV尺度的統計耦合模型。該模型充分考慮了有機質和無機質的耦合。通過融合課題組前期工作，將納米喉道內的甲烷吸附、有機質內甲烷的運移擴散，及無機質內裂縫網的達西流動有機地結合在一起，形成了一套快速高效預測頁巖氣產量的方法，真正實現了跨尺度的滲流模擬。通過計算分析發現，統計耦合模型所預測的產量曲線比其他模型的結果更合理，能夠部分回答當前關于理論預測產量與實際產量脫鉤的問題。
該研究成果已發表在石油工程學科頂級國際期刊Journal of Petroleum Science and Engineering（Cao G, Lin M, Jiang W, Zhao W, Ji L, Li C, et al. Astatistical-coupled model for organic-rich shale gas transport. Journal ofPetroleum Science and Engineering 2018; 169: 167-183.）上。研究工作得到了中科院先導B頁巖氣專項、國家自然科學基金和國家重點基礎研究發展計劃（973）等項目的支持。
展開 頁巖氣生產過程中的流固耦合模型comsol復現 ￥100
<p>論文原文：What Factors Control Shale-Gas Production and Production-Decline Trend in Fractured Systems: A Comprehensive Analysis and Investigation</p><p><br></p><p>這篇論文深入探討了在頁巖氣生產過程中，頁巖氣井產量總是會迅速降低的深層原因。</p><p>頁巖氣儲層的孔隙度、孔徑、滲透率都非常低，在這種環境下基質和裂縫中的流動狀態會有很大差異，同時頁巖氣開采導致孔隙壓力降低，頁巖骨架承受的有效應力提高造成孔隙度、滲透率的降低，最終在宏觀上呈現出頁巖氣產量下降。
展開 
基于lammps模擬干酪根狹縫中注CO2/N2提高頁巖油藏采收率
在干酪根孔隙內填充一定量的頁巖油分子，比例為甲烷(8wt.%)、正辛烷(42wt.%)以及正二十烷(50wt.%)。右側設置真空層，以避免橫向周期性邊界的影響。在模擬驅替之前，首先在NVT系綜下對于孔隙內烷烴進行1 ns平衡模擬，模擬真實儲層孔隙內烷烴吸附的效果。在CO2流體的左側放置一塊壓力板，對該板設置驅替速度，以驅動狹縫孔內流體向右前方運動。系統溫度始終保持330 K，時間步長設置為1 fs。每1000步記錄數。有機孔隙模型如圖4.3所示，甲烷、辛烷、二十烷以及CO2分子顏色分別標記為黃、紅、藍和粉色。
圖3 油氣相作用體系的初始構型
有機質孔隙內驅替過程如圖4所示，CO2流體隨著壓力板的推動進入孔隙后驅使頁巖油分子向前移動，但驅替效果并不理想。可以觀察到壁面仍吸附有大量的烷烴分子。這層附著在壁面的油膜分布甚廣，即從孔隙入口段就鋪展開直至孔隙出口端。圖5展示了有機孔隙內甲烷與二十烷在x方向的密度分布。辛烷的密度峰值隨驅替時間推移下降明顯，在2 ns時辛烷吸附峰值僅為0.16 g/cm3，而四種無機孔隙內峰值分布在0.18 - 0.30 g/cm3。且辛烷的運移距離均小于四種無機孔隙內的表現，未到達孔隙出口端。二十烷密度變化形態與方解石孔相似，驅替距離較短且表面剩余油較多。
圖4 驅替過程中有機孔隙內的模擬快照
圖5 不同時間下(a)烷烴在有機孔隙內X方向密度分布；
(b)烷烴在X方向運移距離
計算烷烴質心在x方向的變化值，可以代表一類烷烴流體的運移距離，在相同時間內流體較長的運移距離也代表著孔隙內CO2對該流體產生較大的驅替速度。干酪根孔隙內辛烷和二十烷的運移距離最短，而四種無機孔隙內烷烴運移距離表現為：蒙脫石>長石>石英>方解石。
展開 頁巖巖石力學特性及可壓裂性評價 附巖石力學與工程蔡美峰下載
公式4~9 儲層可壓裂性評價模型
圖5 吉木薩爾凹陷JHW020井各級壓裂的縫網長度與縫網高度
圖6 吉木薩爾凹陷JHW020井的縫網體積、微地震事件數與可壓裂性指數的關系
結果表明，本文所建立的可壓裂性指數評價模型適用于蘆草溝組頁巖油儲層，分析結果具有一定可靠性，可為地質工程“甜點”區綜合評價以及壓裂選層、水平段分段分簇等壓裂設計提供基礎參考。
下載地址:巖石力學與工程蔡美峰
李小剛，等：基于離散元法的壓裂裂縫特征研究
同濟大學地下建筑與工程系，上海 200092）
摘要：為了探究弱面發育頁巖壓裂裂縫特征，基于三維塊體離散元方法，建立考慮層理弱面和天然裂縫弱面的頁巖儲集層壓裂裂縫擴展模型，分析了不同施工排量、壓裂液黏度、層理抗拉強度和天然裂縫內聚力下的壓裂裂縫特征。研究表明：高排量泵注和高壓裂液黏度能夠減少近井筒層理對水力裂縫的限制，增加水力裂縫穿層能力，當壓裂液黏度達到10 mPa·s時，水力裂縫能夠連續穿過6條層理；與天然裂縫連通的層理，其抗拉強度不是影響自身開啟的主要因素；天然裂縫內聚力越大，其抗剪強度越大，開啟程度越低。當井筒周圍發育層理和天然裂縫時，通過提高前置液階段排量、增大壓裂液黏度，可以促使水力裂縫充分延伸；對于容易形成簡單雙翼裂縫的頁巖儲層，在前置液階段泵注適量酸液，可以溶解天然裂縫填充物，從而達到降低天然裂縫內聚力，增加其開啟程度，提高裂縫復雜度的效果。
關鍵詞
：頁巖；層理；天然裂縫；裂縫擴展；離散元
頁巖油氣資源豐富，實現其有效開發是保障國家能源安全的重要支撐。天然裂縫和層理等弱面發育是頁巖儲層典型地質特征，對壓裂裂縫擴展有一定的影響。當前，國內外學者使用相場法、離散元、有限元、邊界元等數值模擬方法，針對弱面發育頁巖儲層水力裂縫擴展規律開展了大量研究，發現天然裂縫密度、強度、傾角等特征參數影響裂縫網絡的形成；水力裂縫在層理界面處的延伸行為受層理間距、強度等約束。但是，上述研究多考慮單一弱面，很少有研究同時考慮層理弱面和天然裂縫弱面，而離散元方法因其自身特點在處理不連續問題上有獨到優勢。
展開 多場耦合作用下泥頁巖地層強度分析
在實驗基礎上得到巖石強度參數與含水量的關系,基于滲流力學理論,建立孔隙壓力與巖石黏聚力及內摩擦角的關系
多場耦合作用下泥頁巖地層強度分析.pdf
