苑秀發(fā)（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤錦 124000）

頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)探討

苑秀發(fā)（中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司壓裂公司， 遼寧 盤錦 124000）

本文主要論述了頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)，對(duì)頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)于當(dāng)前主要的壓裂技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

頁(yè)巖氣；水力壓裂技術(shù)

1　頁(yè)巖氣水力壓裂技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析

在頁(yè)巖氣的開采過(guò)程中，美國(guó)的技術(shù)比較成熟，而且有著較長(zhǎng)時(shí)間的開采經(jīng)驗(yàn)，頁(yè)巖的儲(chǔ)層厚度比較薄，而且滲透性比較差，根據(jù)這些特性，美國(guó)目前使用的主要方法是水平井加多級(jí)壓裂技術(shù)，此外還有一些其它的技術(shù)手段，比如說(shuō)多級(jí)壓裂、清水壓裂、水利噴射壓裂、重復(fù)壓裂以及同步壓裂等等。美國(guó)在頁(yè)巖氣開采過(guò)程中對(duì)于儲(chǔ)層技術(shù)還做了一定的改造，改造后的技術(shù)手段有氮?dú)馀菽瓑毫押痛笮偷乃毫?，?duì)于一些特殊條件的頁(yè)巖氣開采使用的是氮?dú)馀菽瓑毫眩捎诖笮退毫鸭夹g(shù)在使用中會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生一定的負(fù)面影響而且造價(jià)比較高，基本上已經(jīng)不再采用這種方法了，對(duì)于頁(yè)巖天然氣量的一個(gè)主要因素是巖石裂縫的發(fā)育程度，在采用壓裂技術(shù)之前需要考慮如何獲得較多的人為裂縫，同時(shí)為了確保壓裂技術(shù)達(dá)到一定的預(yù)期效果，在具體的操作之前需要進(jìn)行專業(yè)的壓裂設(shè)計(jì)，并進(jìn)行模擬操作對(duì)人為裂縫的長(zhǎng)度寬度及其延伸方向有一定的了解，通過(guò)模擬預(yù)測(cè)壓裂技術(shù)的實(shí)施效果。

2　主要的壓裂技術(shù)分析

（1）多級(jí)壓裂 多級(jí)壓裂技術(shù)指的是通過(guò)封堵球或者限流技術(shù)對(duì)于儲(chǔ)層的不同層位進(jìn)行分隔，分隔之后進(jìn)行分段壓裂的一種技術(shù)手段。對(duì)于多級(jí)壓裂技術(shù)而言，在分層的過(guò)程中會(huì)根據(jù)儲(chǔ)層的特點(diǎn)進(jìn)行明確的劃分，這就使得在具體的操作過(guò)程中有了一定的針對(duì)性和目標(biāo)性。多級(jí)壓裂有兩種方式，一種是滑套封隔器分段壓裂，另外一種是可鉆式橋塞分段壓裂，美國(guó)在這一方面技術(shù)比較成熟，采用的是水平井和多級(jí)壓裂技術(shù)相結(jié)合的方式，在開采量上取得了一定的成績(jī)。多級(jí)滑套封隔器分段壓裂是頁(yè)巖水平井多段壓裂技術(shù)中比較前沿的，它可以在水平井或者垂直井同時(shí)壓裂較多的段面同時(shí)還不需要橋塞分隔。

（2）清水壓裂 清水壓裂指的是在清水中加入一些外加劑作為壓裂液進(jìn)行的壓裂作業(yè)，外加劑主要包括減阻劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑等等，所以清水壓裂又可以成為減阻水壓裂，清水壓裂在最開始使用的時(shí)候壓裂液僅僅只有清水，在操作過(guò)程中，產(chǎn)生的裂縫導(dǎo)流能力比較差，后來(lái)通過(guò)加入外加劑，在使用過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫導(dǎo)流效果得到了明顯的提高，而且使用的清水加入了少量的外加劑代替了前期使用的凝膠壓裂液，不僅降低了成本同時(shí)對(duì)于地層的破壞力也降低了，最主要的是頁(yè)巖氣的開采量有了一定的提高，正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，使得清水壓裂技術(shù)成為一種主要的壓裂技術(shù)。中國(guó)石化在2010年5月的時(shí)候，就使用過(guò)清水壓裂技術(shù)進(jìn)行作業(yè)并取得了成功。

（3）同步壓裂 同步壓裂，顧名思義指的就是對(duì)于兩口或者兩口以上的配對(duì)井進(jìn)行同步壓裂的操作技術(shù)，同步壓裂的主要原理是使用壓裂液和支撐劑在高壓的作用下從一口井向另外一口井轉(zhuǎn)移，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中要使得距離最短，這種轉(zhuǎn)移增加了水力壓裂裂縫的密度，同時(shí)根據(jù)井與井之間的連通可以使得裂縫的程度進(jìn)一步的加大，最大可能的使人為造成的裂縫和天然的裂縫連接到一起，同步壓裂技術(shù)在最初使用的時(shí)候，僅僅只是在一定條件下的兩口井之間的壓裂，一定條件指的是兩口井之間的距離比較近而且深度基本上要相同。隨著施工技術(shù)的不斷成熟，目前同步壓裂技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到4口井同時(shí)進(jìn)行壓裂。同步壓裂技術(shù)對(duì)于提高頁(yè)巖氣的產(chǎn)量效果顯著，同時(shí)對(duì)工作環(huán)境的影響較小，完井速度很快，降低了壓裂成本，這項(xiàng)技術(shù)主要用于頁(yè)巖氣開采的中期或者后期。

（4）水力噴射壓裂 水力壓裂技術(shù)主要是將水力射孔、壓裂、隔離集中在一起進(jìn)行的水力壓裂技術(shù)，當(dāng)儲(chǔ)層中有一定數(shù)量的天然斷裂時(shí)，對(duì)裸眼水平井進(jìn)行水力壓裂會(huì)造成大量的液體損失，對(duì)于壓裂的效果也不理想，使用水力噴射壓裂方法可以解決這一問(wèn)題，這是因?yàn)樗娚鋲毫巡皇褂妹芊庠?，?duì)于井筒的壓力沒(méi)有多大的影響，可以快速的使多條裂縫壓開。在具體操作時(shí)主要包括三個(gè)過(guò)程，這三個(gè)過(guò)程分別是水力噴砂射孔、水力壓裂和環(huán)空擠壓等。在工作過(guò)程中不會(huì)受到水平井完井方式的約束，可以在裸眼和不同的完井水平井中進(jìn)行壓裂，美中不足的是它會(huì)受到壓裂井深度和加砂規(guī)模的限制，

（5）重復(fù)壓裂 重復(fù)壓裂指的是對(duì)于那些因?yàn)閴毫烟幚頍o(wú)效或者支撐劑由于某些原因已經(jīng)失去作用，在開采過(guò)程中產(chǎn)量嚴(yán)重下降時(shí)，需要對(duì)這些氣井進(jìn)行重新壓裂的一種二次壓裂技術(shù)方法，重復(fù)壓裂在壓裂過(guò)程中會(huì)采取一定的增產(chǎn)措施，這對(duì)于處理低滲、天然的裂縫發(fā)育、層狀和非均勻地層效果比較明顯，重復(fù)壓裂對(duì)于儲(chǔ)層到井眼之間的線性流有一定的重建作用，能夠形成新的支撐裂縫。

通過(guò)以上的技術(shù)分析，水力壓裂技術(shù)已經(jīng)成為頁(yè)巖氣開采過(guò)程中關(guān)鍵的技術(shù)手段，在具體的開采過(guò)程中往往使用的是綜合性的方法，水平井加多級(jí)壓裂已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的技術(shù)方法，清水壓裂造價(jià)較低，對(duì)于地層的破壞比較小，在我國(guó)的常規(guī)油氣開采中應(yīng)用的比較多也比較成熟。

3　結(jié)語(yǔ)

頁(yè)巖氣的開采是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，在開采過(guò)程中，要根據(jù)不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析選出最佳的技術(shù)方法，這對(duì)于能源的充分利用也有著一定的意義。

［1］陜亮，張萬(wàn)益，羅曉玲，劉志遜，張家強(qiáng).頁(yè)巖氣儲(chǔ)層壓裂改造關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)［J］.地質(zhì)科技情報(bào)，2013，（2）.

［2］蔣國(guó)盛，王榮璟.頁(yè)巖氣勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)綜述［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2013，（1）.

［3］張然，李根生，楊林，劉頌，田守嶒.頁(yè)巖氣增產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望［J］.石油機(jī)械，2012，（6）.