在全球能源结构加速转型的大背景下，天然气作为清洁低碳能源，其重要性愈发凸显。而在天然气开采领域，页岩气、致密气和煤层气等非常规气体的开发利用正成为行业新的增长点。相关数据显示，非常规气体的井口装置设备在气井井口装置市场中已占据显著份额，这不仅反映了非常规气体在天然气生产中的重要地位，更预示着其广阔的发展前景。
非常规气体：非常规气体是指在生成、储集、运移等方面与常规天然气存在显著差异，采用传统技术难以有效开采的天然气资源，主要包括页岩气、致密气和煤层气。页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气;致密气则是指覆压基质渗透率较小的砂岩气、砂砾岩气以及碳酸盐岩气等，具有低孔隙度、低渗透率的特点;煤层气俗称“瓦斯”，是储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的非常规天然气。
与常规天然气相比，非常规气体资源分布广泛，但资源丰度低、开采难度大。据估算，全球非常规天然气资源量巨大，其中页岩气资源量约为220万亿立方米，致密气资源量约为200万亿立方米，煤层气资源量约为168万亿立方米。在中国，非常规气体资源同样丰富，页岩气技术可采资源量达21.8万亿立方米，致密气技术可采资源量为22.5万亿立方米，煤层气技术可采资源量为11.3万亿立方米，这为我国能源结构优化和能源安全保障提供了重要的资源基础。
非常规气体分布
开采难度与技术要求：非常规气体的特殊赋存状态和地质条件，决定了其开采面临诸多难题。页岩气储层具有低孔隙度、低渗透率的特点，气体主要吸附在页岩基质表面，要实现经济高效开采，需要通过水平井钻井和大规模水力压裂技术，在页岩层中形成复杂的裂缝网络，使气体能够从基质孔隙中解吸并流入井筒。这一过程不仅对钻井设备的精度和效率要求极高，还需要特殊的压裂液体系和压裂工艺，以确保裂缝的有效扩展和支撑。致密气储层渗透率极低，气体流动阻力大，常规开采方式难以实现商业开发。为提高采收率，需要采用水平井分段压裂、重复压裂等增产措施，同时结合高精度的地震勘探技术，准确识别储层分布和物性变化，为钻井和压裂施工提供精准的地质依据。此外，致密气藏往往存在复杂的流体性质和压力系统，对井口装置的耐压、耐腐蚀性能以及流量控制精度提出了更高要求。而煤层气的开采则面临着煤层渗透率低、地应力高、瓦斯含量大等问题。由于煤层具有独特的孔隙结构和力学性质，在开采过程中容易出现井壁坍塌、瓦斯突出等安全风险。为实现安全高效开采，需要采用地面钻井预抽、井下抽采等多种技术手段，同时开发适用于煤层气开采的专用井口装置，具备可靠的密封性能和防突功能，以防止瓦斯泄漏和事故发生。
为应对这些开采难题，行业不断加大技术研发投入，一系列先进技术应运而生。在钻井技术方面，旋转导向钻井系统、随钻测量与评价技术的应用，显著提高了钻井轨迹控制精度和效率;在压裂技术领域，可降解支撑剂、二氧化碳干法压裂等环保型压裂技术的研发，有效降低了对环境的影响;在井口装置方面，智能井口装置实现内嵌AI模块应用，预计到2028年井口智能装置渗透率将从2024年底的5%提升至35%，实现对非常规气井的精细化管理。
目前，非常规气体井口装置设备在整个气井井口装置市场中已占据38%，且这一比例呈逐年上升趋势。这主要得益于非常规气体开发规模的不断扩大。近年来，中国页岩气产量持续增长;致密气产量也稳步提升，成为国内天然气增产的重要力量;煤层气开发利用同样取得显著成效，在保障煤矿安全生产的同时，为清洁能源供应做出贡献。
随着全球对清洁能源需求的不断增加，非常规气体作为重要的天然气资源，其开发利用将迎来更大的发展机遇。预计到2030年，全球非常规气体产量将占天然气总产量的45%以上，这将进一步推动非常规气体井口装置设备市场的增长。
现代化煤层气气田
技术创新仍将是行业发展的核心驱动力。未来，非常规气体开采技术将朝着更高效率、更低成本、更环保的方向发展。在钻井技术方面，纳米钻井液、激光钻井等新技术有望实现突破，进一步提高钻井速度和精度;在压裂技术领域，智能化压裂系统将实现对压裂过程的实时监测和精准控制，提高压裂效果和资源采收率;在井口装置方面，基于物联网、大数据和人工智能的智能井口装置将得到广泛应用，实现设备的远程监控、故障预警和自主决策，降低运维成本，提高生产安全性。
绿色低碳发展将成为行业的必然选择。在“双碳”目标的指引下，非常规气体开发过程中的环境保护和节能减排要求将更加严格。未来，环保型压裂液、二氧化碳捕集与封存(CCS)技术、煤层气抽采利用一体化技术等将得到更广泛的应用，以减少开发过程中的环境污染和温室气体排放。同时，井口装置设备也将更加注重环保性能，采用新型密封材料和泄漏检测技术，降低天然气泄漏风险。
此外，随着深海、高寒等特殊区域非常规气体资源的勘探开发，对井口装置设备的适应性和可靠性提出了更高要求。研发适用于极端环境的非常规气体井口装置，将成为行业未来的重要发展方向。
