Трещиноватые системы сланцевого газа

Первая коммерческая добыча природного газа в США (1821 г.) осуществлялась из обогащённого органическим веществом девонского сланца в Аппалачском бассейне. С 1970-х годов понимание геологической и геохимической природы органогенных сланцевых формаций и повышение их газоотдачи стали предметом исследований стоимостью в миллионы долларов. Системы сланцевого газа в основном представляют собой залежи газа непрерывного типа — преимущественно биогенного, термогенного или смешанного биогенно-термогенного происхождения, — характеризующиеся повсеместным насыщением газом, слабовыраженными механизмами ловушек, покрышками различного литологического состава и относительно небольшими расстояниями миграции углеводородов. Сланцевый газ может храниться в виде свободного газа в естественных трещинах и межзерновой пористости, в виде газа, сорбированного на поверхностях керогена и глинистых частиц, либо в виде газа, растворённого в керогене и битуме. Пять сланцевых формаций США, из которых в настоящее время коммерчески добывается газ, демонстрируют неожиданно широкий диапазон значений пяти ключевых параметров: термической зрелости (выраженной отражательной способностью витринита), доли сорбированного газа, мощности коллектора, содержания общего органического углерода и объёма геологических запасов газа. Степень развития естественной трещиноватости в сланцевом коллекторе, характеризующемся низкой проницаемостью матрицы, является определяющим фактором газоотдачи. До настоящего времени коммерческая добыча без интенсификации была возможна лишь на небольшой доле сланцевых скважин — тех, которые пересекают сети естественных трещин. В большинстве остальных случаев успешная разработка сланцевой скважины требует гидравлической стимуляции. В совокупности девонские сланцы Антрим Мичиганского бассейна и Огайо Аппалачского бассейна обеспечили около 84% из общего объёма 380 млрд куб. футов сланцевого газа, добытого в 1999 г. Однако годовая добыча газа постепенно увеличивается на трёх других крупных органогенных сланцевых формациях, которые впоследствии были разведаны и введены в разработку: девонском сланце Нью-Олбани в Иллинойсском бассейне, миссисипском сланце Барнетт в бассейне Форт-Уэрт и меловом сланце Льюис...