頁巖氣開采工藝技術優化

楊 斌

（中石化西南石油工程有限公司井下作業分公司，四川德陽 618000）

頁巖氣開采工藝技術優化

楊 斌

（中石化西南石油工程有限公司井下作業分公司，四川德陽 618000）

頁巖氣屬于非常規天然氣，合理開采頁巖氣資源，有利于提高化工燃料的開發效率。采取先進的技術措施，可開采出更多的頁巖氣。分析了我國頁巖氣開采存在的問題，通過采取有效的技術措施，解決了頁巖氣開采的問題。優化了頁巖氣開采技術措施，不斷提高頁巖氣的產能，進而提高頁巖氣開發的經濟效益。

頁巖氣；開采工藝；技術；優化

1 頁巖氣開采存在的問題

由于我國的頁巖氣開發屬于初級階段，沒有豐富的開采經驗。因此，對于頁巖氣的開采存在著一定的問題，必須經過有效的處理，才能達到頁巖氣開采的技術要求。由于頁巖氣開采的技術不成熟，正致力于天然氣的開采，對頁巖氣的開發投入的資源不夠完善，導致頁巖氣開發效果不佳。

頁巖氣開采的難度系數比較高，由于頁巖氣儲層屬于致密性的頁巖，巖石的孔隙度小，滲透率低，給頁巖氣的開發帶來了障礙。所有的頁巖氣井在進行開采前，必須進行多級壓裂施工，才能達到開采的條件，因此，頁巖氣的開采成本比較高。

頁巖氣層埋藏深度比較深，也給開采帶來了更嚴重的問題。頁巖氣開發需要投入很高的費用，而且資金的回收率特別低，在短期內很難見到效果，也制約著頁巖氣的開采。

頁巖氣的儲層具有復雜的特性，儲層致密，非均質性強，屬于低滲透的狀況，必須采取有效的技術措施，尋找頁巖氣藏，經過地質勘探開發技術措施的應用，獲得最佳的頁巖氣儲量，達到設計的開發效果。

為了提高頁巖氣井的固井質量，鉆探合格的井筒，以頁巖氣水平井為代表，可以更好地開采頁巖氣資源。在頁巖氣開采初期，可以實施水力壓裂技術措施，對儲層進行改造，以提高頁巖氣的采收率。

2 頁巖氣開采工藝技術措施

通過對頁巖氣開采工藝技術措施的優化，選擇合適的頁巖氣開采工藝技術，滿足頁巖氣生產節能降耗的技術要求，提高頁巖氣的產能，創造最佳的經濟效益。為了合理地開采頁巖氣，必須做好頁巖氣正常生產的準備工作，從頁巖氣井的勘探開發初期開始，優化設計頁巖氣井的鉆井工藝技術措施，實施優化的固井施工設計，并結合符合頁巖氣特點的完井工藝技術措施，使頁巖氣層和井筒溝通起來，通過前期的壓裂施工，提高頁巖氣井的滲透性，滿足頁巖氣開發的需要。

2.1 頁巖氣井的壓裂改造技術措施

由于頁巖氣的致密性特征，為了達到最佳的頁巖氣產量，必須對頁巖氣井實施水力壓裂技術措施，通過連續多級壓裂技術措施以及水力噴射壓裂技術的應用，提高頁巖氣層的滲透了，達到頁巖氣開采的條件。

對于頁巖氣井的壓裂施工，可以實施通過解堵和增加近井地帶滲透率為目的的解堵壓裂技術，也可以實施增大泄油面積為主的改造型壓裂技術措施，還可以進行縫網型的壓裂，達到頁巖氣開采的條件，通過水力壓裂作用，提高儲層的滲透性，盡可能降低頁巖氣開采的成本，提高頁巖氣開采的經濟效益。

2.2 頁巖氣井的鉆井工程技術措施

頁巖氣井鉆井具有自身的特點，必須依據頁巖氣儲層的基本特征，采取優化的鉆井工藝技術措施，才能滿足頁巖氣開采的需要。盡可能鉆探水平井，將薄差儲層的頁巖氣開采出來。由于水平井在水平方向的延伸特性，鉆探頁巖氣儲層的概率增多。利用水平井的鉆探解決頁巖氣井石灰巖儲層的上下包夾的問題，同時，水平井的鉆探可以減少鉆井的數量，降低鉆井施工的成本，為更好地開采頁巖氣奠定了基礎。

在鉆探頁巖氣水平井的過程中，優化設計鉆井工藝技術措施，應用欠平衡鉆井技術，采取隨鉆測井技術措施，在鉆井的同時，獲得儲層的地質資料，為有效地分析和解釋頁巖氣井的生產過程提供了保障。應用地質導向鉆井技術與旋轉導向技術措施，提高水平井鉆探的質量，保障頁巖氣的開采條件。

2.3 頁巖氣井的完井工藝技術措施

為了提高頁巖氣井投產的成功率，必須重視完井施工的質量，優化設計完井工藝技術措施，保障完井的質量，才能準確地投產頁巖氣井，達到設計的頁巖氣產能要求。由于頁巖氣井的滲透率及孔隙度極低，必須采取特殊的完井及固井工藝技術措施，才能使頁巖氣井形成穩定的流體流動通道，達到頁巖氣開采的條件。

對于頁巖氣井的完井技術措施的優化設計，可以實施水力噴射射孔完井技術措施，也可以應用組合式橋塞完井方式，還可以應用機械式組合完井方式，設法將頁巖氣儲層和井底聯系起來，形成穩定的頁巖氣的通道，達到頁巖氣穩定開采的標準。

2.4 頁巖氣井的固井工藝技術措施

為了延長頁巖氣井的服役年限，對頁巖氣水平井進行固井施工，達到設計的固井質量。通過固井水泥漿體系的優化設計，頂替鉆井液，避免由于鉆井液中的固體顆粒的影響，而導致固井質量差，嚴重的固井不合格的情況，會導致井筒的報廢，給頁巖氣的生產帶來嚴重的危害。因此，在頁巖氣井固井施工方面，采取有效的技術措施，解決固井質量的問題，保證達到最佳的固井質量，延長頁巖氣井的使用效率，最大限度地開采頁巖氣。

3 結論

通過對頁巖氣開采工藝技術優化的研究，采用先進的頁巖氣開發技術措施，得到最佳的頁巖氣產能，滿足非常規天然氣生產的需求。對頁巖氣井開采過程中存在的問題進行分析，采取有效的技術措施，解決頁巖氣開采的技術難題，應用適合頁巖氣井的鉆井技術、完井技術以及固井技術措施，通過對頁巖氣井的前提壓裂投產，得到最佳的頁巖氣產能，滿足頁巖氣開采的技術要求。

[1] 王中華. 國內頁巖氣開采技術進展[J]. 中外能源，2013，18（2）：23-32.

Optimization of Shale Gas Extraction Technology

Yang Bin

Shale gas is an unconventional natural gas，and it is helpful to improve the development efficiency of chemical fuel. Take advanced technical measures to mine more shale gas.Analyzes the existing problems of shale gas extraction in China，and takes effective technical measures to solve the problem of shale gas exploitation，optimize the technical measures of shale gas extraction，and continuously improve the production capacity of shale gas and improve the economic benefit of shale gas development.

shale gas；mining technology；technology；optimization

TD823

A

1003-6490（2017）06-0063-02

2017-05-05

楊斌（1978—），男，四川德陽人，工程師，主要研究方向為油氣井測試。