關(guān)于頁巖氣井水力壓裂的探討

徐志強(qiáng)（長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項(xiàng)目部，遼寧　盤錦　124010）

關(guān)于頁巖氣井水力壓裂的探討

徐志強(qiáng)（長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項(xiàng)目部，遼寧盤錦124010）

頁巖氣是一種新型的綠色能源，在當(dāng)前的高油價(jià)時(shí)期，對于頁巖氣的應(yīng)用不僅在一定程度上增加了與油價(jià)對等的新能源，同時(shí)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(hù)之間的問題。本文通過對頁巖氣井水力壓裂技術(shù)進(jìn)行分析，以期實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)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(yùn)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(dāng)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(diǎn)，需要采用水平井技術(shù)或大型水利壓力技術(shù)才能進(jìn)行開采，由此引出了井水力壓裂技術(shù)的應(yīng)用。

1　頁巖氣開發(fā)情況

美國是世界上開發(fā)頁巖氣最早的國家，發(fā)展非?？?，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(jìn)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(dá)到0.309萬億m3，2014年達(dá)0.373萬億m3，環(huán)比增幅達(dá)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(dāng)前，已有多家尤其生產(chǎn)商在加拿大進(jìn)行頁巖氣開采實(shí)驗(yàn)，并逐步進(jìn)行大規(guī)模開發(fā)。

我國的頁巖氣資源豐富，隨著油價(jià)水平的不斷提升，當(dāng)前也在不斷探求頁巖氣的開發(fā)和應(yīng)用，以此緩解油價(jià)高漲帶來的資源緊張。

2　頁巖氣井水力壓裂技術(shù)應(yīng)用

由于頁巖氣的儲層具有空隙多而小、滲漏率低的特點(diǎn)，由此使得在開發(fā)頁巖氣的過程中需要采用適當(dāng)?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(diǎn)，為開發(fā)提供依據(jù)，另外，如何進(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(diǎn)進(jìn)行分析，并針對同一個(gè)井眼中的不同位置地層進(jìn)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(jìn)行分段壓裂，還能夠進(jìn)行多段壓裂，針對同一口井的不同產(chǎn)層采取單獨(dú)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(diǎn)，在產(chǎn)層多、水平井段長的井內(nèi)適用性較強(qiáng)。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(shí)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(duì)氣井重新實(shí)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(shí)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(dāng)?shù)臍饩?，?dāng)前，我國對于重復(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(shí)進(jìn)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(kuò)展過程中產(chǎn)生相互作用，進(jìn)而產(chǎn)生更加復(fù)雜的封網(wǎng)，增加相應(yīng)的改造體積，實(shí)現(xiàn)氣井產(chǎn)量的增加，提高采收率。當(dāng)前，此項(xiàng)技術(shù)對于應(yīng)用已經(jīng)可以保證多口井實(shí)現(xiàn)同時(shí)壓裂作業(yè)，不僅能夠節(jié)約作業(yè)時(shí)間，還能夠強(qiáng)化壓裂效果，應(yīng)用也越來越廣泛。

3　結(jié)語

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(dāng)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(qiáng)頁巖氣開發(fā)技術(shù)研究，提高開發(fā)產(chǎn)量外，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)頁巖氣開發(fā)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合的研究，實(shí)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(jìn)展［J］.天然氣與石油，2012，01：44～47+101～102.

［3］盧偉，李強(qiáng)，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(jìn)展［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2016，02：157～158.