關于頁巖氣井水力壓裂的探討

徐志強（長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項目部，遼寧　盤錦　124010）

關于頁巖氣井水力壓裂的探討

徐志強（長城鉆探工程有限公司壓裂公司頁巖氣壓裂項目部，遼寧盤錦124010）

頁巖氣是一種新型的綠色能源，在當前的高油價時期，對于頁巖氣的應用不僅在一定程度上增加了與油價對等的新能源，同時還能夠實現綠色環保，與社會發展密切聯系。但能源過度開發勢必會造成環境污染，不利于解決能源短缺與環境保護之間的問題。本文通過對頁巖氣井水力壓裂技術進行分析，以期實現資源開發與環境保護的黃金結合。

頁巖氣；井水力壓裂技術；應用研究

頁巖氣是蘊藏在頁巖層可以開發的天然氣資源，其主要以游離或者吸附狀態聚集在泥頁巖當中，而且資源十分豐富，我國的海相頁巖氣排世界第一位，我國的陸相頁巖氣占全球陸相頁巖氣的22%，由此可見，對于頁巖氣資源的開發利用仍有很大空間［1］。此外，頁巖氣還具有無氣水界面、自生自儲、能夠大面積成藏、低滲漏率、低孔隙度的特點，需要采用水平井技術或大型水利壓力技術才能進行開采，由此引出了井水力壓裂技術的應用。

1　頁巖氣開發情況

美國是世界上開發頁巖氣最早的國家，發展非常快，而且年產量占據世界第一，1947年，美國出現第一口頁巖氣井，進入70年代，頁巖氣開始得到大規模開發和應用。美國的頁巖氣資源約占據全球資源的13%，主要分布在東北部、西南地區及墨西哥灣岸區，2013年，美國的頁巖氣生產量已經達到0.309萬億m3，2014年達0.373萬億m3，環比增幅達33%，由此可見，美國對于頁巖氣開發的產量不斷增長。

加拿大的頁巖氣資源也十分豐富，資源主要集中在加拿大的沉積盆地、泥盆系底層等，當前，已有多家尤其生產商在加拿大進行頁巖氣開采實驗，并逐步進行大規模開發。

我國的頁巖氣資源豐富，隨著油價水平的不斷提升，當前也在不斷探求頁巖氣的開發和應用，以此緩解油價高漲帶來的資源緊張。

2　頁巖氣井水力壓裂技術應用

由于頁巖氣的儲層具有空隙多而小、滲漏率低的特點，由此使得在開發頁巖氣的過程中需要采用適當的技術措施，保證資源開發的產量及減少對儲層的損害［2］。對于頁巖氣儲層的開發必須經過壓裂處理才能夠生產，而且還需要明確頁巖氣的測量測量點，為開發提供依據，另外，如何進行壓裂，并保證壓裂后能夠得到合格的井眼也是在開發頁巖氣過程中需要關注的重點問題。

2.1多級壓裂

多級壓裂主要是指應用限流或者封堵技術將儲層分隔開，然后進行分段壓裂處理的技術措施，此種技術方法對儲層含氣特點進行分析，并針對同一個井眼中的不同位置地層進行分析，采用分段壓裂措施，如滑套完井或連續油管壓裂方法，以完成頁巖氣生產。頁巖氣水力壓裂中主要采用的是多級壓裂技術，可以起到良好的增產效果。另外，多級壓裂除了可以進行分段壓裂，還能夠進行多段壓裂，針對同一口井的不同產層采取單獨壓裂方法。多級壓裂方法具有技術成熟、增產率高的特點，在產層多、水平井段長的井內適用性較強。在我國，對于多級壓裂技術的應用也較為成熟，可行性較高。

2.2清水壓裂

在美國的頁巖氣開發過程中，采用清水壓裂技術能夠提高開發產量，清水壓裂方法主要是在清水中添加減阻劑，將其作為壓裂液，此種壓裂液的成分較為簡單，成本較低，尤其是其中所應用的水屬于低粘度的流體，可以產生一些裂縫網絡，從而可以減少清理次數，也是一種清潔度較高的壓裂技術。此外，此種壓裂技術還可以提供較長的裂縫，對于一些低滲透的頁巖氣儲層中能夠獲取很好的壓裂效果。

2.3重復壓裂

重復壓裂方法主要是指頁巖氣井的初始壓裂處理出現無效的情況，或者是由于時間關系導致現有支撐劑的質量被損壞，從而使得頁巖氣的產量出現大幅下降的情況，然后應用壓裂技術隊氣井重新實施壓裂增產工藝措施。在經過初始的壓裂處理后，再生產一段時間，井眼周圍的應力會出現變化［3］。另外，重復壓裂能夠促使頁巖氣的產井恢復到初始狀態，在天然裂縫存在儲層或非均勻底層的應用效果較為顯著。重復壓裂并不是新研制的壓裂技術，而是屬于壓裂作業中的一種工藝措施，關鍵在于選擇適當的氣井，當前，我國對于重復壓裂工藝的應用也比較多，對于改造頁巖氣開發中的后期改造具有重要意義。

2.4同步壓裂

同步壓裂技術主要是指針對兩口或兩口以上的鄰近氣井同時進行壓裂處理，這樣可以增加裂縫的網格密度及表面積，從而大大提升頁巖氣井的生產量［4］。此技術的應用能夠促使水力裂縫在擴展過程中產生相互作用，進而產生更加復雜的封網，增加相應的改造體積，實現氣井產量的增加，提高采收率。當前，此項技術對于應用已經可以保證多口井實現同時壓裂作業，不僅能夠節約作業時間，還能夠強化壓裂效果，應用也越來越廣泛。

3　結語

隨著頁巖氣開發技術的不斷推廣應用，世界各國對于頁巖氣的開發也不斷提高重視，頁巖氣井水力壓裂已經成為當前開發頁巖氣的主要措施之一。在未來的發展過程中，除了要加強頁巖氣開發技術研究，提高開發產量外，還應當加強頁巖氣開發與環境保護相結合的研究，實現兩者的黃金結合，從而更好的滿足資源開發及應用需求。

［1］錢伯章，李武廣.頁巖氣井水力壓裂技術及環境問題探討［J］.天然氣與石油，2013，01：48～53+4.

［2］賈利春，陳勉，金衍.國外頁巖氣井水力壓裂裂縫監測技術進展［J］.天然氣與石油，2012，01：44～47+101～102.

［3］盧偉，李強，萬方來.國內外頁巖氣井水力壓裂技術的發展及探討［J］.能源與節能，2012，12：115+122.

［4］張鑫，金立平，董建安.頁巖氣井水力壓裂技術的研究進展［J］.中國高新技術企業，2016，02：157～158.