頁巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)的研究與應(yīng)用

龍 洲

江漢油田采油氣工程技術(shù)服務(wù)中心

1 頁巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究

1.1 水平井分段壓裂技術(shù)

在對(duì)頁巖氣進(jìn)行開采工作時(shí)經(jīng)常會(huì)用到分段壓裂和水平鉆井相結(jié)的技術(shù)，水平井技術(shù)具體指的是在水平方向進(jìn)行打井的技術(shù)，主要借助的是鉆桿完成，拿水平井和豎直井進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)水平井具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)，其一，井筒可以和儲(chǔ)層有更大的接觸面積，裂縫可以相交的幾率比較高，非常適用于對(duì)滲透率低并且開發(fā)空隙非常小的頁巖進(jìn)行開采。其二，因?yàn)榈孛娴脑O(shè)施比較小，地面的限制也就變小，可以使開采延伸至更大的范圍。

分段壓裂通過對(duì)分割器進(jìn)行利用，在水平井筒之內(nèi)進(jìn)行井段壓裂工作，采用逐級(jí)進(jìn)行壓裂的方式，并且進(jìn)行多條裂縫的壓開，其中具體的做法分為以下三個(gè)階段，其一，在儲(chǔ)層進(jìn)行前置液的泵入工作。其二，在儲(chǔ)層內(nèi)進(jìn)行壓裂液的泵入，其中壓裂液中支撐劑的濃度適中濃度適中。其三，在儲(chǔ)層中進(jìn)行存在有高濃度支撐液的壓裂液的泵入，數(shù)量不定。該技術(shù)一方面可以在單一的儲(chǔ)層區(qū)域進(jìn)行使用。

1.2 重復(fù)壓裂技術(shù)

重復(fù)壓裂技術(shù)具體指的是對(duì)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(duì)儲(chǔ)層到井眼之間的線性流進(jìn)行重建，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直接沒能采集的頁巖氣的成功開采。為了可以有效的實(shí)現(xiàn)重復(fù)壓裂技術(shù)想要達(dá)到的目標(biāo)，需要對(duì)重復(fù)增產(chǎn)處理可以獲得成功的實(shí)際原因進(jìn)行分析，在了解可以獲得成功的原因的基礎(chǔ)上對(duì)接下來的處理進(jìn)行優(yōu)化。要想科學(xué)的了解重復(fù)壓裂技術(shù)可以獲得成功以及導(dǎo)致該技術(shù)失敗的原因，需要對(duì)導(dǎo)流能力，有效長(zhǎng)度，滲透率厚度以及平均儲(chǔ)存壓力等各方面的嚴(yán)肅展開合理的評(píng)估。

1.3 同步分裂技術(shù)

該技術(shù)具體是指在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)井展開壓裂，采用該技術(shù)可以讓壓裂液在受到高壓作用下兩井之間的運(yùn)移距離降到最短，從而使水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的表面積以及密度都得到增加，同步壓裂技術(shù)可以作業(yè)的區(qū)域非常大，但與此同時(shí)還技術(shù)的費(fèi)用也相對(duì)比較高，同時(shí)需要有完善的后勤保障以及很多協(xié)調(diào)工作。應(yīng)用該技術(shù)可以讓頁巖氣井在非常短的時(shí)間內(nèi)獲得非常明顯的增產(chǎn)效果。

1.4 新型壓裂技術(shù)

科技在不斷發(fā)展，頁巖氣開發(fā)技術(shù)在不斷成熟，在頁巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)上也增添了很多的新技術(shù)以及新工藝，從而使頁巖氣的實(shí)際產(chǎn)量得到明顯提高。

①新型的重復(fù)壓裂技術(shù)。該技術(shù)和微地震解釋技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)以及裂縫攢肚的控制體系進(jìn)行有效的結(jié)合，借助這三個(gè)技術(shù)的應(yīng)用，新型的重復(fù)壓裂技術(shù)可以使儲(chǔ)層增產(chǎn)體積得到進(jìn)一步增加，將裂縫控制區(qū)之外的一些其他天然氣都有效的開采出來，從而使頁巖氣開此產(chǎn)量得到明顯提高。②減阻水壓裂。很大一部分的頁巖地層都需要對(duì)其展開縫網(wǎng)壓裂工作從而實(shí)現(xiàn)和天然裂縫的溝通，然而液體的攜砂能力相對(duì)比較差，效率也比較低，用量也非常大，很難達(dá)到大排量的壓裂工作提出的要求，這就導(dǎo)致泵送摩阻數(shù)值較高，在這種情況下，人們便進(jìn)行了減阻水壓裂技術(shù)的研發(fā)。該技術(shù)具體指的是在清水中進(jìn)行減阻劑的加入從而實(shí)現(xiàn)降低摩阻的效果，可以更好的負(fù)荷大排量工程提出的要求。

2 頁巖氣壓裂技術(shù)發(fā)展方向

2.1 提升頁巖氣壓裂施工效率

開采成本的提升會(huì)在一定程度上制約著頁巖氣的開發(fā)。因此，提升壓裂施工的效率和質(zhì)量，降低開采的成本能夠?qū)搸r氣壓裂技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。通過研究，在開發(fā)水平井的時(shí)候，把壓裂段數(shù)變成少、精和準(zhǔn)是提升頁巖氣壓裂施工效率和質(zhì)量的重要方式。

2.2 改善頁巖氣的滲流條件

頁巖氣的滲流成為影響頁巖氣產(chǎn)量的重要因素。在進(jìn)行壓裂的過程中，由于在壓裂中嵌入支撐劑，就在一定程度上降低了裂縫的導(dǎo)流能力和水平。但是高速通道壓裂技術(shù)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的壓裂理念和方式。有效結(jié)合完井技術(shù)、填砂技術(shù)等，合理加入支撐劑，使頁巖氣的滲流狀態(tài)更加完善。此項(xiàng)基礎(chǔ)廣泛地應(yīng)用到世界的各個(gè)地區(qū)。并且，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，和正常的壓裂相比，該項(xiàng)技術(shù)能夠提升資源的開采效率和產(chǎn)量。

2.3 降低頁巖氣壓裂對(duì)環(huán)境的影響

在開采頁巖氣的過程中會(huì)運(yùn)用很多的水資源，進(jìn)而造成水資源的緊張。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，壓裂液會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，間接地破壞生態(tài)環(huán)境。因?yàn)樵谶M(jìn)行壓裂的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生超過80%的壓裂液不能進(jìn)行返排。另外，由于壓裂液中有殺菌劑、阻垢劑和潤(rùn)滑劑等不同的化學(xué)物品，就會(huì)嚴(yán)重污染飲用水。在此情況下，降低頁巖氣壓裂對(duì)環(huán)境的影響是發(fā)展頁巖氣壓技術(shù)的關(guān)鍵和發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，在開發(fā)頁巖氣的過程中發(fā)展無水壓裂技術(shù)已經(jīng)成為頁巖氣壓裂發(fā)展的重點(diǎn)。

綜上所述，在頁巖氣開發(fā)工作中，我國(guó)充分的借鑒了美國(guó)的開發(fā)技術(shù)，選擇使用壓裂技術(shù)，這一技術(shù)是頁巖氣開采工作的核心技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在很多企業(yè)的正常作業(yè)之中，但是由于其技術(shù)的廣泛性，因此想要保證能夠正常開采頁巖氣，就需要了解到這一工作中的主要特點(diǎn)，保證壓裂技術(shù)在其中的使用能夠降低作業(yè)的成本，減少對(duì)于地層的傷害，這樣才能夠?yàn)槲覈?guó)提供有效的使用資源，加快頁巖層的開發(fā)，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

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