頁巖氣壓裂增產(chǎn)技術研究與應用

晉文杰 泰州油恒油氣服務有限公司

頁巖氣是一種相對比較特殊的天然氣，多以溶解，游離以及吸附等多種方式賦予在粉砂質泥巖，暗色泥頁巖的夾層以及底層部位。頁巖存在有生產(chǎn)周期長并且開采壽命并較長等多種優(yōu)勢，如今已然成為具有很大商業(yè)價值的一種特殊天然氣。

1 頁巖氣的分布

根據(jù)相關專專家的研究以及估算，我國現(xiàn)階段存在的可以被開采的頁巖氣資源有大概26x1012立方米，基本上可以和美國持平。頁巖氣主要分布在準格爾，塔格爾，吐哈，松遼，江漢，鄂爾多斯，渤海灣以及四川等地，同時在我國的陸相地層，海陸交互項頁巖等也有比較廣泛的分布。

2 頁巖氣壓裂增產(chǎn)技術研究

2.1 水平井分段壓裂技術

在開采頁巖氣的過程中，可能會需要一些分段壓裂，或者是水平鉆井的技術。水平鉆井這個技術就是朝著水平的方向打井，這個過程中，利用的是鉆桿。我們把水平井和豎直的井進行比較能夠發(fā)現(xiàn)，水平井有獨特的優(yōu)勢，首先井筒能夠大面積的接觸儲層。這樣裂縫相交的幾率就會大大的增加。一些頁巖在開采的過程中開發(fā)的空隙比較小，滲透力比較低，都能夠適用這種方法。其次，地面的設施比較小，會受到空間的局限性。這種方式能夠擴大開采的范圍。

在分段壓裂的過程中，利用分割器，這個過程中通過水平井筒進行這項工作，可以選擇逐級進行壓裂，也可以通過多條裂縫壓開。具體的做法如下，首先要做好泵入工作，在儲層進行前置液的泵入，選擇濃度適中的壓裂液，這個過程中，可能會有一些濃度較高的支撐液泵入。這種技術能夠適用于單一的儲層區(qū)域，能夠產(chǎn)生較好的效果。

2.2 重復壓裂技術

重復壓裂技術具體指的是對同一地層展開多次壓裂，是已經(jīng)存在的裂紋得到優(yōu)化，對儲層到井眼之間的線性流進行重建，這樣可以實現(xiàn)對直接沒能采集的頁巖氣的成功開采。為了可以有效的實現(xiàn)重復壓裂技術想要達到的目標，需要對重復增產(chǎn)處理可以獲得成功的實際原因進行分析，在了解可以獲得成功的原因的基礎上對接下來的處理進行優(yōu)化。要想更科學的了解并掌握這項壓裂技術，明確失敗的原因，就要對各個方面進行綜合性的評估，例如，導流能力有效，長度以及滲透率的厚度等等。

2.3 同步分裂技術

該技術具體是指在同一時間內對多個井展開壓裂，采用該技術可以讓壓裂液在受到高壓作用下兩井之間的運移距離降到最短，從而使水力壓裂裂縫網(wǎng)絡的表面積以及密度都得到增加。除此之外，同步分裂，技術能夠擴大操作的區(qū)域，但這個過程中對于技術的要求比較高，也會增加一定的成本，需要做好后勤保障，以及協(xié)調工作。應用這項技術能夠讓頁巖氣井在短時間內快速的增產(chǎn)。

2.4 新型壓裂技術

科技在發(fā)展進步的過程中，頁巖氣的開發(fā)技術也有了巨大的變化，在這過程中增加了很多新技術，以及新工藝能夠大幅度的提高頁巖氣的產(chǎn)量。

首先就是新型的重復壓裂技術，這項技術和微地震解釋技術融合在一起，并增加實時監(jiān)控和裂縫攢肚技術，就能對這個區(qū)域進行嚴密的控制，確保所有的天然氣都能夠有效地開發(fā)，也能夠增加儲層的體積。

其次就是減阻水壓裂，在進行頁巖氣開采的過程中，需要對大部分的頁巖地層進行縫網(wǎng)壓裂工作，只有少數(shù)的天然裂縫是不需要進行這項工作的。但是液體和攜砂能力比較差，效率比較低，不能滿足大排量的壓裂工作。這在一定程度上增加了泵送摩阻的數(shù)值。為了解決這種現(xiàn)狀人們開始研發(fā)減阻水壓裂技術。這項技術能夠幫助人們有效地降低摩阻，減少工程的負荷，滿足工程負荷大排量的要求。

3 頁巖氣勘測開發(fā)的新技術

傳統(tǒng)的方式在開采的過程中考慮到了采收率以及生產(chǎn)周期。中國在開采頁巖氣的過程中采收率的變化是非常大的，很多時候開采效率比較低。這是因為一些頁巖氣層在開采的過程中，周期達到了30年以上。開采頁巖氣的過程和開采煤層氣的過程有一定的相似性。頁巖，一般情況下都是暗色的泥巖或者是淺色的粉砂巖，還有一部分液鹽可以吸附在延時顆粒或者是有機制的表面。因為頁巖氣藏此外他還陪比較小，儲存的能力比較差，滲透率比較低，所以給開采造成了很大的難度。相關的工作人員必須要選擇最先進的開采技術。

3.1 地質儲量評估技術

頁巖氣的產(chǎn)量會受到原始天然氣當?shù)氐牡刭|儲量以及積巖滲透率等多種因素的影響，當?shù)氐慕?jīng)濟水平也會受到影響。一部分地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展都依靠著天然氣的地質儲量的影響。所以在選擇技術的過程中，要考慮到當?shù)鼗鶐r滲透率以及完井的質量。還有一些公司為了解決這種問題，選擇了新技術，能夠有效的針對低滲透率和孔隙度，能夠了解頁巖氣的熱解情況。

3.2 壓裂增產(chǎn)技術

開采頁巖氣的過程中，利用壓裂技術能夠有效的增產(chǎn)，具體的技術如下，氮氣壓裂技術以及泡沫壓裂技術。這種技術能夠在短時間內大大提高頁巖氣的產(chǎn)量，但是也有一些問題需要我們關注。相關的技術人員在開采的過程中，如果使用高粘度的膠體，那么就要關注初始壓裂，如果初始壓裂比較高就有可能會影響到井筒。在操作的過程中也要防止裂縫進入水泥或者是鉆井液。開采人員一定要盡量減少酸液的使用，這樣就不會對周圍的區(qū)域造成傷害造成影響。使用這種技術的過程中，可能會產(chǎn)生化學物品或者流入蓄水層或者是碳氫化合物流入飲用水中等惡劣的情況。

含水層和含氣曾有比較大的差異，所以說在開采頁巖氣的過程中一般情況下不會影響到飲用水。

3.3 射孔優(yōu)化技術

在頁巖氣的開采過程中，使用射孔優(yōu)化技術，要遵循定向射孔的原則，射開低應力區(qū)、高孔隙度區(qū)等區(qū)域。開采人員能夠選用大孔徑射孔，減少井筒附近的流通阻力。

3.4 水平井增產(chǎn)技術

在開采頁巖氣的過程中相關的技術人員要事先做好實驗，可以選擇一些深度比較淺的頁巖儲層。這個過程中技術人員能夠把握整個實驗的特性，并總結一些鉆井的經(jīng)驗，能夠為后續(xù)的工作奠定基礎。

3.5 欠平衡鉆井技術輔助開發(fā)頁巖氣

還有一些地區(qū)在進行頁巖開采的過程中，會使用這種技術，主要是因為在鉆井的過程中，機械的速度比較慢，可能會出現(xiàn)惡性井漏的情況，如果開采的方式不夠合理，那么在下部開采的過程中將會遇到很多的困難。如果應用這種技術就能夠在短時間內快速的鉆井到比較深的位置，也不會出現(xiàn)惡性井露的情況。在開采的過程中工程的周期大大的減少了，也能夠節(jié)約鉆井的成本，提高經(jīng)濟效益。所以這種方法能夠提高開采的效率，提高開采的速度，提高整個工程的開采進程。

4 結語

我們國家的頁巖氣資源非常的豐富，但開采的過程中還有很多問題需要解決。就國外的頁，巖氣勘探開發(fā)技術來看，已經(jīng)取得了較大的成功，其中壓裂增產(chǎn)技術作為比較先進的開采技術是我們國家需要學習的重點。要針對具體的頁巖氣儲層條件進行具體的分析，把握開發(fā)的特點，選擇不同的壓裂方法，這樣就能解決勘探開發(fā)過程中的問題，并提高開采的效率。