徐志強(長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項目部,遼寧 盤錦 124010)
關(guān)于頁巖氣井水力壓裂的探討
徐志強(長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項目部,遼寧盤錦124010)
頁巖氣是一種新型的綠色能源,在當前的高油價時期,對于頁巖氣的應(yīng)用不僅在一定程度上增加了與油價對等的新能源,同時還能夠?qū)崿F(xiàn)綠色環(huán)保,與社會發(fā)展密切聯(lián)系。但能源過度開發(fā)勢必會造成環(huán)境污染,不利于解決能源短缺與環(huán)境保護之間的問題。本文通過對頁巖氣井水力壓裂技術(shù)進行分析,以期實現(xiàn)資源開發(fā)與環(huán)境保護的黃金結(jié)合。
頁巖氣;井水力壓裂技術(shù);應(yīng)用研究
頁巖氣是蘊藏在頁巖層可以開發(fā)的天然氣資源,其主要以游離或者吸附狀態(tài)聚集在泥頁巖當中,而且資源十分豐富,我國的海相頁巖氣排世界第一位,我國的陸相頁巖氣占全球陸相頁巖氣的22%,由此可見,對于頁巖氣資源的開發(fā)利用仍有很大空間[1]。此外,頁巖氣還具有無氣水界面、自生自儲、能夠大面積成藏、低滲漏率、低孔隙度的特點,需要采用水平井技術(shù)或大型水利壓力技術(shù)才能進行開采,由此引出了井水力壓裂技術(shù)的應(yīng)用。
美國是世界上開發(fā)頁巖氣最早的國家,發(fā)展非常快,而且年產(chǎn)量占據(jù)世界第一,1947年,美國出現(xiàn)第一口頁巖氣井,進入70年代,頁巖氣開始得到大規(guī)模開發(fā)和應(yīng)用。美國的頁巖氣資源約占據(jù)全球資源的13%,主要分布在東北部、西南地區(qū)及墨西哥灣岸區(qū),2013年,美國的頁巖氣生產(chǎn)量已經(jīng)達到0.309萬億m3,2014年達0.373萬億m3,環(huán)比增幅達33%,由此可見,美國對于頁巖氣開發(fā)的產(chǎn)量不斷增長。
加拿大的頁巖氣資源也十分豐富,資源主要集中在加拿大的沉積盆地、泥盆系底層等,當前,已有多家尤其生產(chǎn)商在加拿大進行頁巖氣開采實驗,并逐步進行大規(guī)模開發(fā)。
我國的頁巖氣資源豐富,隨著油價水平的不斷提升,當前也在不斷探求頁巖氣的開發(fā)和應(yīng)用,以此緩解油價高漲帶來的資源緊張。
由于頁巖氣的儲層具有空隙多而小、滲漏率低的特點,由此使得在開發(fā)頁巖氣的過程中需要采用適當?shù)募夹g(shù)措施,保證資源開發(fā)的產(chǎn)量及減少對儲層的損害[2]。對于頁巖氣儲層的開發(fā)必須經(jīng)過壓裂處理才能夠生產(chǎn),而且還需要明確頁巖氣的測量測量點,為開發(fā)提供依據(jù),另外,如何進行壓裂,并保證壓裂后能夠得到合格的井眼也是在開發(fā)頁巖氣過程中需要關(guān)注的重點問題。
2.1多級壓裂
多級壓裂主要是指應(yīng)用限流或者封堵技術(shù)將儲層分隔開,然后進行分段壓裂處理的技術(shù)措施,此種技術(shù)方法對儲層含氣特點進行分析,并針對同一個井眼中的不同位置地層進行分析,采用分段壓裂措施,如滑套完井或連續(xù)油管壓裂方法,以完成頁巖氣生產(chǎn)。頁巖氣水力壓裂中主要采用的是多級壓裂技術(shù),可以起到良好的增產(chǎn)效果。另外,多級壓裂除了可以進行分段壓裂,還能夠進行多段壓裂,針對同一口井的不同產(chǎn)層采取單獨壓裂方法。多級壓裂方法具有技術(shù)成熟、增產(chǎn)率高的特點,在產(chǎn)層多、水平井段長的井內(nèi)適用性較強。在我國,對于多級壓裂技術(shù)的應(yīng)用也較為成熟,可行性較高。
2.2清水壓裂
在美國的頁巖氣開發(fā)過程中,采用清水壓裂技術(shù)能夠提高開發(fā)產(chǎn)量,清水壓裂方法主要是在清水中添加減阻劑,將其作為壓裂液,此種壓裂液的成分較為簡單,成本較低,尤其是其中所應(yīng)用的水屬于低粘度的流體,可以產(chǎn)生一些裂縫網(wǎng)絡(luò),從而可以減少清理次數(shù),也是一種清潔度較高的壓裂技術(shù)。此外,此種壓裂技術(shù)還可以提供較長的裂縫,對于一些低滲透的頁巖氣儲層中能夠獲取很好的壓裂效果。
2.3重復(fù)壓裂
重復(fù)壓裂方法主要是指頁巖氣井的初始壓裂處理出現(xiàn)無效的情況,或者是由于時間關(guān)系導(dǎo)致現(xiàn)有支撐劑的質(zhì)量被損壞,從而使得頁巖氣的產(chǎn)量出現(xiàn)大幅下降的情況,然后應(yīng)用壓裂技術(shù)隊氣井重新實施壓裂增產(chǎn)工藝措施。在經(jīng)過初始的壓裂處理后,再生產(chǎn)一段時間,井眼周圍的應(yīng)力會出現(xiàn)變化[3]。另外,重復(fù)壓裂能夠促使頁巖氣的產(chǎn)井恢復(fù)到初始狀態(tài),在天然裂縫存在儲層或非均勻底層的應(yīng)用效果較為顯著。重復(fù)壓裂并不是新研制的壓裂技術(shù),而是屬于壓裂作業(yè)中的一種工藝措施,關(guān)鍵在于選擇適當?shù)臍饩?,當前,我國對于重?fù)壓裂工藝的應(yīng)用也比較多,對于改造頁巖氣開發(fā)中的后期改造具有重要意義。
2.4同步壓裂
同步壓裂技術(shù)主要是指針對兩口或兩口以上的鄰近氣井同時進行壓裂處理,這樣可以增加裂縫的網(wǎng)格密度及表面積,從而大大提升頁巖氣井的生產(chǎn)量[4]。此技術(shù)的應(yīng)用能夠促使水力裂縫在擴展過程中產(chǎn)生相互作用,進而產(chǎn)生更加復(fù)雜的封網(wǎng),增加相應(yīng)的改造體積,實現(xiàn)氣井產(chǎn)量的增加,提高采收率。當前,此項技術(shù)對于應(yīng)用已經(jīng)可以保證多口井實現(xiàn)同時壓裂作業(yè),不僅能夠節(jié)約作業(yè)時間,還能夠強化壓裂效果,應(yīng)用也越來越廣泛。
隨著頁巖氣開發(fā)技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用,世界各國對于頁巖氣的開發(fā)也不斷提高重視,頁巖氣井水力壓裂已經(jīng)成為當前開發(fā)頁巖氣的主要措施之一。在未來的發(fā)展過程中,除了要加強頁巖氣開發(fā)技術(shù)研究,提高開發(fā)產(chǎn)量外,還應(yīng)當加強頁巖氣開發(fā)與環(huán)境保護相結(jié)合的研究,實現(xiàn)兩者的黃金結(jié)合,從而更好的滿足資源開發(fā)及應(yīng)用需求。
[1]錢伯章,李武廣.頁巖氣井水力壓裂技術(shù)及環(huán)境問題探討[J].天然氣與石油,2013,01:48~53+4.
[2]賈利春,陳勉,金衍.國外頁巖氣井水力壓裂裂縫監(jiān)測技術(shù)進展[J].天然氣與石油,2012,01:44~47+101~102.
[3]盧偉,李強,萬方來.國內(nèi)外頁巖氣井水力壓裂技術(shù)的發(fā)展及探討[J].能源與節(jié)能,2012,12:115+122.
[4]張鑫,金立平,董建安.頁巖氣井水力壓裂技術(shù)的研究進展[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2016,02:157~158.