页岩气成分以甲烷为主，是清洁高效的非常规能源和化工原料，可广泛用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等多个领域。全世界，如北美、中国等地区的页岩气资源十分丰富。

　　由于页岩气这一新能源可以作为常规能源的补充，因此在当前能源极大影响世界政治经济的复杂形势下具有巨大的战略意义。其科学高效的开发利用将决定下一阶段能源竞争制高点，也将明显改变各国能源态势与能源结构，甚至改写世界油气地缘政治格局。目前，美国拥有全美第二大气田的FortWorth盆地密西西比系Barnett页岩（面积超过1．55×104～1．81×104km2，分布于德克萨斯州18个县）等5套具有商业开发价值的页岩气系统，北美地区的页岩气已实现商业化开发。美国将因此在未来10年一改天然气大量进口局面，甚至有望出口。美国专家甚至认为，有了页岩气，未来100年无后顾之忧。加拿大的勘探开发工作紧随美国之后，澳大利亚、德国、法国、瑞典、波兰等国家也开始了有关工作。

　　在我国，当前原油对外依存度已高达56％，煤炭早已由出口国变为了进口国，能源供应形势日趋紧缺，严重影响经济社会发展。页岩气的勘探开发总体却处于起步阶段，目前主要集中于资源潜力调查评价及有利区战略优选工作。显然，我国页岩气的科学高效勘探开发意义更加重大。因此近年来越来越受到国家的高度重视。党中央、国务院领导多次做出重要批示，提出“对页岩气资源的开发，要尽快制定规划，首先要搞好资源调查，研究开发技术条件”，“加强生成机理、富集条件、技术攻关和重点靶区研究”。纲领性的“十二五”规划也明确提出“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”。2011年10月，国务院第176次常务会议通过的《找矿突破战略行动纲要（2011－2020）》将页岩气列为重要的勘探矿种。更史无前例的是，温家宝总理在2012年的两会政府工作报告中明确提出要“加快页岩气勘查、开发攻关，提高新能源和可再生能源比重”。此外，国家还在中石油成立了首个专门从事页岩气开发的科研机构———国家能源页岩气研发（实验）中心。国土资源部系统也成立了新的以页岩气为主攻对象之一的专门地质调查机构并开展了专项申报工作。

　　美国、加拿大等的页岩气勘探开发工作也曾因遭受难解的技术困难而停滞多年，但近年来已成功突破并促成了商业化开发。其主要经验集中于储层的水平井压裂改造等关键技术。我国近年开展的页岩气资源的潜力评价工作发现全国（不含青藏区）页岩气地质资源潜力约为134万亿m3，可采资源潜力约为25万亿m3，和目前常规天然气可采资源潜力（2011年动态评价结果为32万亿m3）相当。

　　可据此基本证实与美国等同为页岩气资源大国。但在当前的能源紧缺形势甚至政治经济效益背景下，显然只有加快页岩气的勘探开发关键技术的研发，才能有效促进国民经济的发展，才能为避免日后受制于人作出应有的资源贡献。因此，笔者详细梳理研究了页岩气勘探开发中储层压裂改造的关键技术现状，所获资料供今后工作中参考。

　　1、页岩气（藏）及开发特点

　　1．1地质特征

　　页岩气是以热成熟作用或连续的生物作用为主以及两者相互作用生成的、聚集在烃源岩中的天然气，包括游离态、吸附态和溶解态。游离气存在于天然裂缝与粒间孔隙中，含量一般为20％～80％；吸附态存在黏土矿物颗粒、干酪根颗粒表面，含量一般为20％～85％，随深度不同有较大的变化；溶解态存在于干酪根和沥青质中。

　　页岩气产自极低孔渗、富有机质暗色页岩地层，完全独立自生自储，是源储一体、原位持续聚集、早成藏的源岩气藏。储层复杂致密，主要包括泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层等。储层孔隙直径小，以纳米级为主。储层黏土含量一般较高。

　　页岩气多在盆地内厚度较大、分布较广的有效烃源岩层中大面积连续聚集。含气范围一般与有效气源岩相当，没有明显的圈闭界线，分布不受构造控制。页岩储层总有机碳含量w（TOC）与甲烷吸附能力具有正相关线性关系。w（TOC）高低甚至导致吸附气量发生数量级变化。Barnett页岩开发实践表明原始有机碳含量w（TOC）0应大于2％。具备开发价值的页岩储藏w（TOC）一般大于3％。热成熟度（Ro）是评价页岩气高速流动可能性的重要参数。Ro越高表明页岩生气量越多，页岩中赋存气体也越多。具备开发价值的页岩气藏Ro一般在1％～3％之间。矿物组成对页岩岩石力学性质、储层特性、气体吸附能力及裂缝发育程度均有一定影响。如黏土矿物和石英比方解石具有更多微孔隙和更大表面积，能吸附和赋存更多气体。裂缝发育程度是决定页岩气藏品质的重要因素。裂缝为页岩气提供储集空间和从基质孔隙流入井底的必要通道，是控制地层渗流的主要因素。已成功开发利用的储层往往天然裂缝发育，但Antrim页岩主产区外围尽管钻到富含天然气的页岩，由于天然裂缝不发育，渗透率很低而不具备商业价值。