頁巖氣開發(fā)地質(zhì)理論創(chuàng)新與鉆完井技術(shù)進(jìn)步

黨玉峰

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司西南生產(chǎn)指揮中心，四川威遠(yuǎn) 642450）

隨著社會的不斷發(fā)展，對天然氣資源需求越來越多，為了滿足人們對于天然氣資源需求，需要加強(qiáng)天然氣資源開發(fā)。頁巖氣是一種非常規(guī)天然氣資源，北美地區(qū)頁巖氣成功商業(yè)開發(fā)，說明了未來頁巖氣會是未來能源的主力。在頁巖氣開發(fā)中，需要把地質(zhì)、地球化學(xué)、地理物理和鉆井、完井技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，才能更好地對我國頁巖氣資源進(jìn)行合理開發(fā)，滿足市場對天然氣資源需求。

1 地質(zhì)理論認(rèn)識的進(jìn)步

在天然氣資源開發(fā)中，頁巖氣從無到現(xiàn)代的商業(yè)化生產(chǎn)過程，在地球化學(xué)和地球物理理論上有了很大進(jìn)步。通過對頁巖氣理論研究，可以更好地對頁巖氣儲量進(jìn)行計(jì)算，對井位進(jìn)行合理定位，選擇合適的開采方式。通過對頁巖氣地質(zhì)理論的研究，可以更好地指導(dǎo)頁巖氣進(jìn)行開發(fā)，滿足市場對天然氣資源需要，促進(jìn)天然氣行業(yè)的發(fā)展。如表1所示。

表1 中國富有機(jī)質(zhì)泥頁巖類型及其主要特征

1.1 頁巖巖相的精細(xì)研究

在頁巖氣資源開發(fā)中，需要對頁巖巖相進(jìn)行精心研究，從而對頁巖氣資源進(jìn)行高效開發(fā)。頁巖通常看起來是一種黑色細(xì)顆粒沉積物，可以根據(jù)頁巖的結(jié)構(gòu)把頁巖分為硅質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)頁巖等。另外在頁巖巖相分析中，可以通過高精度的顯微儀器對頁巖組分特征進(jìn)行分析，劃分不同的頁巖相，不同環(huán)境對應(yīng)的地球化學(xué)特征等特征，從而更好地對頁巖氣進(jìn)行開發(fā)。

1.2 頁巖地球化學(xué)研究

在頁巖氣資源開發(fā)中，對于頁巖地球化學(xué)研究主要包括有機(jī)碳含量和有機(jī)質(zhì)熱成熟度的研究。在頁巖氣資源開發(fā)中，對頁巖氣區(qū)域選擇要有適當(dāng)?shù)目傆袡C(jī)碳含量和熱成熟度結(jié)合地帶。在頁巖地球化學(xué)研究中，不同的地球化學(xué)指標(biāo)所對應(yīng)的伽馬射線、密度、聲波測井曲線圖不同，所以在測試資料比較少的區(qū)域，可以根據(jù)測井曲線來輔助計(jì)算頁巖氣中有機(jī)碳含量和成熟度含量，從而更好地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)。

1.3 地球物理

在頁巖氣資源開發(fā)中，需要合理分析頁巖的地球物理特征，從而保證頁巖氣資源開發(fā)工作的順利進(jìn)行。在頁巖氣資源開發(fā)中，通過地球物理信息，對頁巖氣平面分布和井眼軌道設(shè)計(jì)有重要作用。在頁巖氣資源開發(fā)中，通過高質(zhì)量的地震資料，可以提升水平井布井的成功率，避免出現(xiàn)斷層情況。通過高精度的地震資料，可以保證更好的設(shè)計(jì)井眼軌道，引導(dǎo)水平井沿著頁巖氣層進(jìn)行鉆進(jìn)，提升頁巖氣資源開采效率。

2 鉆井、完井技術(shù)的進(jìn)步

2.1 水平井技術(shù)的進(jìn)步

在頁巖氣資源開發(fā)中，通過水平鉆井技術(shù)可以更好地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)。其中可以用于頁巖氣水平井技術(shù)主要包括欠平衡鉆井技術(shù)和控制壓力鉆井技術(shù)。在頁巖氣資源開發(fā)中，通過欠平衡鉆井技術(shù)應(yīng)用，可以預(yù)防在鉆井作業(yè)中卡鉆和井漏問題的發(fā)生，降低對地層的傷害，提高產(chǎn)量。另外在頁巖氣資源開發(fā)中，通過控制壓力鉆井技術(shù)應(yīng)用，可以縮短生產(chǎn)時(shí)間，有效對鉆井事故進(jìn)行預(yù)防，保證頁巖氣開發(fā)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 頁巖氣水力壓裂技術(shù)

在頁巖氣資源開發(fā)中，頁巖氣水力壓裂技術(shù)是非常重要一部分，可以提升頁巖氣資源開發(fā)效率，提升頁巖氣產(chǎn)量。在頁巖氣資源開發(fā)中，常用的水力壓裂技術(shù)主要包括清水壓裂、多級壓裂技術(shù)等。其中頁巖氣資源開發(fā)中，最常用的是多級壓裂技術(shù)。多級壓裂技術(shù)主要是利用封堵技術(shù)對頁巖儲層進(jìn)行封隔，然后根據(jù)不同的地址特點(diǎn)進(jìn)行分段壓裂。在頁巖氣資源開發(fā)中，通過多級壓裂技術(shù)，可以延長水平井段的生產(chǎn)段，達(dá)到增加泄氣面積效果，從而實(shí)現(xiàn)對頁巖氣資源高效開發(fā)的效果。

2.3 壓裂液

在頁巖氣資源開發(fā)中，頁巖氣壓裂液是不可缺少的一部分，可以提升頁巖層滲透率，提升頁巖氣開采效率。其中頁巖氣壓裂成分主要包括水、小顆粒砂子和化學(xué)劑，壓裂液比例和底層的配伍性有直接影響，所以需要對頁巖壓裂液科學(xué)的進(jìn)行配比，以提升頁巖層滲透率，更好地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)。

2.4 地質(zhì)和工程結(jié)合

在頁巖氣資源開發(fā)中，為了更好地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)，需要對頁巖地質(zhì)和工程進(jìn)行有效結(jié)合。在頁巖氣資源開發(fā)中，通過對頁巖氣地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)了解，然后找到頁巖地質(zhì)特點(diǎn)。在進(jìn)行開發(fā)中，對地質(zhì)特點(diǎn)確定以后，需要進(jìn)行壓裂。在頁巖氣壓裂作業(yè)中，需要對巖石物理和巖石力學(xué)等，來確定壓裂工程的特點(diǎn)，其中地質(zhì)特點(diǎn)和工程特點(diǎn)的重合地帶是頁巖氣開發(fā)的首選區(qū)域，可以更加高效地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)，滿足市場對天然氣的需要，促進(jìn)頁巖氣行業(yè)的發(fā)展。

3 結(jié)束語

隨著社會的不斷發(fā)展，對天然氣資源需求越來越多，為了滿足人們對天然氣資源需求，需要加強(qiáng)天然氣資源開發(fā)。在天然氣資源開發(fā)中，頁巖氣資源是非常重要一部分。在頁巖氣資源開發(fā)中，需要對頁巖分布和巖石物理進(jìn)行科學(xué)分析，然后找到頁巖氣特點(diǎn)，更好地對頁巖氣資源進(jìn)行開發(fā)。