頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要特征及其對(duì)儲(chǔ)層改造的影響

摘 要：在頁(yè)巖氣的儲(chǔ)存和開采過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)大部分頁(yè)巖氣都是游離狀態(tài)或吸附狀態(tài)存在的，它的非均質(zhì)性很強(qiáng)，同時(shí)滲透率較低，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)藏的改造和總體認(rèn)識(shí)還是存在一些問(wèn)題的，如何進(jìn)行開采和壓力也成了研究人員關(guān)注的一個(gè)重要問(wèn)題，在設(shè)計(jì)開采方面，頁(yè)巖氣儲(chǔ)存的壓力關(guān)鍵技術(shù)十分單一，所以開采存在一定的困難，對(duì)此筆者根據(jù)近些年的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了目前我國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)存的主要特征，以及怎樣對(duì)儲(chǔ)藏進(jìn)行改造。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣儲(chǔ)層;特征;儲(chǔ)層改造;影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.038

頁(yè)巖氣在存儲(chǔ)的過(guò)程中經(jīng)常位于自生自儲(chǔ)式的存儲(chǔ)層，一般以微孔或中孔存儲(chǔ)滲透率較低和其他砂巖的儲(chǔ)存相比，滲透率明顯降低，通常來(lái)說(shuō)需要進(jìn)行水利壓力改造進(jìn)行下一步的開采，在改造過(guò)程中，頁(yè)巖氣儲(chǔ)藏和常規(guī)沙巖有著本質(zhì)的區(qū)別，必須保證裂縫的穩(wěn)定性和復(fù)雜性，才能保證開采工作的順利進(jìn)行。

1 儲(chǔ)層特征分析

頁(yè)巖氣儲(chǔ)存最大的特點(diǎn)就是屬于自生自儲(chǔ)的類型，所以頁(yè)巖氣中有機(jī)質(zhì)的含量較高，特別是有機(jī)碳在粘土礦物質(zhì)的含量中也是很高的，頁(yè)巖儲(chǔ)氣層結(jié)構(gòu)大部分屬于泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，而其中主要成分為礦物粒度，從整體的物理特征來(lái)看，頁(yè)巖氣本身的滲透率很低，孔隙度較低，所以開采起來(lái)難度較大，工程量也很大。

2 儲(chǔ)層特點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)層改造的影響分析

在進(jìn)行頁(yè)巖氣儲(chǔ)氣層，壓裂改造的過(guò)程中，為了保證開采的順利，必須保證壓力縫網(wǎng)的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，實(shí)際上巖石組成物質(zhì)十分復(fù)雜，巖石的脆性和各類天然裂縫的都會(huì)影響到整體的開采。

2.1 頁(yè)巖礦物組分

在頁(yè)巖氣開采的過(guò)程中，頁(yè)巖開采層的礦物組成成分，將會(huì)直接影響到儲(chǔ)層的改造。目前頁(yè)巖儲(chǔ)層中最多的物質(zhì)為有機(jī)炭和粘土礦物，但還有其他礦物質(zhì)，包括長(zhǎng)石、白云石、云母、黃鐵礦等，由于巖層儲(chǔ)藏表面很大，并且有很多空隙，所以氣體吸附能力較強(qiáng)，在粘土含量增加時(shí)，頁(yè)巖氣儲(chǔ)存的塑性就會(huì)大大增加，這對(duì)整體的開采將會(huì)產(chǎn)生重要的影響，特別是對(duì)后期的壓后產(chǎn)氣產(chǎn)生影響，隨著開采的不斷深入，開采層中的石英云母等礦物質(zhì)，也會(huì)使巖石的脆性不斷增加，而裂縫不斷開裂，從而將會(huì)影響到整體的開采工作，這些礦物含量在增加的時(shí)候，頁(yè)巖礦物的孔隙會(huì)減少，所以其中存儲(chǔ)的游離氣體會(huì)降低，特別是方解石一旦被埋藏，就會(huì)直接產(chǎn)生膠結(jié)現(xiàn)象，空隙持續(xù)縮小，甚至消失，使得存儲(chǔ)的氣體含量直接降低，所以后期的氣壓提取難度就會(huì)大大增加，如果我們從壓力效果去考慮整體的開采，必須要保證含氣性和礦物含量之間處于一種平衡狀態(tài)，所以綜合考慮易壓裂性和儲(chǔ)藏的發(fā)展?fàn)顩r，在進(jìn)行儲(chǔ)存改造時(shí)一般不采用水力壓裂這一方式。

2.2 裂縫

裂縫問(wèn)題將會(huì)直接影響到頁(yè)巖氣開采，在水利壓裂的過(guò)程中，無(wú)論是因?yàn)轲嵍a(chǎn)生的裂縫，還是由于鉆井泥漿產(chǎn)生的誘導(dǎo)性裂縫，這些裂縫一旦開啟，都會(huì)直接被再次打開與人工裂縫形成較為復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫，而且當(dāng)裂縫的數(shù)量累計(jì)越多，走向就會(huì)變得十分分散，裂縫的聯(lián)通性增強(qiáng)，這時(shí)頁(yè)巖氣的產(chǎn)量也會(huì)增加，如果裂縫之間產(chǎn)生夾角這些夾角會(huì)使裂縫變得更加復(fù)雜，當(dāng)裂縫夾角小于30度時(shí)，水平應(yīng)力差會(huì)使得天然氣裂縫被撐開，原有的裂縫就會(huì)和天然裂縫形成一個(gè)全面對(duì)接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而影響整個(gè)開采工作。

2.3 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層脆性

由于液燃?xì)獾膬?chǔ)存根據(jù)成分的不同，分配的比例是不一樣的，而儲(chǔ)存的脆性會(huì)直接影響到開采工作，比如說(shuō)天然裂縫的產(chǎn)生或誘導(dǎo)性裂縫的產(chǎn)生逐漸消退的時(shí)候，頁(yè)巖層儲(chǔ)存的氣體流動(dòng)性能和儲(chǔ)藏能力都會(huì)大大增加，當(dāng)儲(chǔ)存的應(yīng)力提升時(shí)，儲(chǔ)存的脆性那很容易發(fā)生壓裂現(xiàn)象。

2.4 地應(yīng)力

當(dāng)裂縫開啟時(shí)，裂縫的開啟程度與地應(yīng)力之間密切相關(guān)，當(dāng)屬于同樣性質(zhì)的裂縫時(shí)，水平用力差會(huì)大于垂向的應(yīng)力差，天然裂縫都處于可以被改造的狀態(tài)，如果注泵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，壓力和地層滲透率都會(huì)直接增加，如果最大的水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力相接近，當(dāng)裂縫延伸時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一些天然裂縫，所以一些天然裂縫能夠被改造是受到了地應(yīng)力的影響。

3 儲(chǔ)層改造的作用及意義

對(duì)頁(yè)巖氣進(jìn)行開采的目的就是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展，保證開采的質(zhì)量，為了提升開采的效益，必須要采用高科技進(jìn)行開采，包括工程程序設(shè)計(jì)鉆井技術(shù)和油氣增進(jìn)工藝的，從而能夠有效提高開采的產(chǎn)能延長(zhǎng)，周期提升工程效率最終實(shí)現(xiàn)成本的控制，所以在頁(yè)巖開采的過(guò)程中，頁(yè)巖氣的開采作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須要充分考慮當(dāng)前的水利壓力技術(shù)，有效的提升開采性能，當(dāng)前頁(yè)巖開采仍然受到地質(zhì)條件的影響，所以在開采的過(guò)程中必須要對(duì)施工工藝進(jìn)行全面的審核，從而保證整體開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

總之，頁(yè)巖氣的開采內(nèi)容十分復(fù)雜，受到多種環(huán)境因素制約影響，在開采過(guò)程中必須充分考慮外部條件以及施工流程，全面提高開采的質(zhì)量和效益。

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作者簡(jiǎn)介：劉素然（1979-），女，河北邢臺(tái)人，大專，助理工程師，研究方向：石油工程。