頁巖氣儲層主要特征及其對儲層改造的影響

摘 要：在頁巖氣的儲存和開采過程中，可以發現大部分頁巖氣都是游離狀態或吸附狀態存在的，它的非均質性很強，同時滲透率較低，目前國內對于頁巖氣儲藏的改造和總體認識還是存在一些問題的，如何進行開采和壓力也成了研究人員關注的一個重要問題，在設計開采方面，頁巖氣儲存的壓力關鍵技術十分單一，所以開采存在一定的困難，對此筆者根據近些年的工作經驗，分析了目前我國頁巖氣儲存的主要特征，以及怎樣對儲藏進行改造。

關鍵詞：頁巖氣儲層;特征;儲層改造;影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.038

頁巖氣在存儲的過程中經常位于自生自儲式的存儲層，一般以微孔或中孔存儲滲透率較低和其他砂巖的儲存相比，滲透率明顯降低，通常來說需要進行水利壓力改造進行下一步的開采，在改造過程中，頁巖氣儲藏和常規沙巖有著本質的區別，必須保證裂縫的穩定性和復雜性，才能保證開采工作的順利進行。

1 儲層特征分析

頁巖氣儲存最大的特點就是屬于自生自儲的類型，所以頁巖氣中有機質的含量較高，特別是有機碳在粘土礦物質的含量中也是很高的，頁巖儲氣層結構大部分屬于泥質結構，而其中主要成分為礦物粒度，從整體的物理特征來看，頁巖氣本身的滲透率很低，孔隙度較低，所以開采起來難度較大，工程量也很大。

2 儲層特點對儲層改造的影響分析

在進行頁巖氣儲氣層，壓裂改造的過程中，為了保證開采的順利，必須保證壓力縫網的流動性和穩定性，實際上巖石組成物質十分復雜，巖石的脆性和各類天然裂縫的都會影響到整體的開采。

2.1 頁巖礦物組分

在頁巖氣開采的過程中，頁巖開采層的礦物組成成分，將會直接影響到儲層的改造。目前頁巖儲層中最多的物質為有機炭和粘土礦物，但還有其他礦物質，包括長石、白云石、云母、黃鐵礦等，由于巖層儲藏表面很大，并且有很多空隙，所以氣體吸附能力較強，在粘土含量增加時，頁巖氣儲存的塑性就會大大增加，這對整體的開采將會產生重要的影響，特別是對后期的壓后產氣產生影響，隨著開采的不斷深入，開采層中的石英云母等礦物質，也會使巖石的脆性不斷增加，而裂縫不斷開裂，從而將會影響到整體的開采工作，這些礦物含量在增加的時候，頁巖礦物的孔隙會減少，所以其中存儲的游離氣體會降低，特別是方解石一旦被埋藏，就會直接產生膠結現象，空隙持續縮小，甚至消失，使得存儲的氣體含量直接降低，所以后期的氣壓提取難度就會大大增加，如果我們從壓力效果去考慮整體的開采，必須要保證含氣性和礦物含量之間處于一種平衡狀態，所以綜合考慮易壓裂性和儲藏的發展狀況，在進行儲存改造時一般不采用水力壓裂這一方式。

2.2 裂縫

裂縫問題將會直接影響到頁巖氣開采，在水利壓裂的過程中，無論是因為皎潔而產生的裂縫，還是由于鉆井泥漿產生的誘導性裂縫，這些裂縫一旦開啟，都會直接被再次打開與人工裂縫形成較為復雜的網狀裂縫，而且當裂縫的數量累計越多，走向就會變得十分分散，裂縫的聯通性增強，這時頁巖氣的產量也會增加，如果裂縫之間產生夾角這些夾角會使裂縫變得更加復雜，當裂縫夾角小于30度時，水平應力差會使得天然氣裂縫被撐開，原有的裂縫就會和天然裂縫形成一個全面對接的網絡系統，從而影響整個開采工作。

2.3 頁巖氣儲層脆性

由于液燃氣的儲存根據成分的不同，分配的比例是不一樣的，而儲存的脆性會直接影響到開采工作，比如說天然裂縫的產生或誘導性裂縫的產生逐漸消退的時候，頁巖層儲存的氣體流動性能和儲藏能力都會大大增加，當儲存的應力提升時，儲存的脆性那很容易發生壓裂現象。

2.4 地應力

當裂縫開啟時，裂縫的開啟程度與地應力之間密切相關，當屬于同樣性質的裂縫時，水平用力差會大于垂向的應力差，天然裂縫都處于可以被改造的狀態，如果注泵時間過長，壓力和地層滲透率都會直接增加，如果最大的水平應力與垂直應力相接近，當裂縫延伸時就會產生一些天然裂縫，所以一些天然裂縫能夠被改造是受到了地應力的影響。

3 儲層改造的作用及意義

對頁巖氣進行開采的目的就是實現商業化發展，保證開采的質量，為了提升開采的效益，必須要采用高科技進行開采，包括工程程序設計鉆井技術和油氣增進工藝的，從而能夠有效提高開采的產能延長，周期提升工程效率最終實現成本的控制，所以在頁巖開采的過程中，頁巖氣的開采作為關鍵環節，必須要充分考慮當前的水利壓力技術，有效的提升開采性能，當前頁巖開采仍然受到地質條件的影響，所以在開采的過程中必須要對施工工藝進行全面的審核，從而保證整體開發的經濟效益。

總之，頁巖氣的開采內容十分復雜，受到多種環境因素制約影響，在開采過程中必須充分考慮外部條件以及施工流程，全面提高開采的質量和效益。

參考文獻：

[1]王濡岳，丁文龍，王哲，李昂，何建華，尹帥.頁巖氣儲層地球物理測井評價研究現狀[J].地球物理學進展，2015，30（01）：228-241.

[2]苗文培，姜漢橋，葛洪魁，王小瓊.頁巖氣儲層蠕變特性及其對頁巖氣開發的影響[J].油氣地質與采收率，2014，21（04）：97-100+117-118.

[3]于炳松.頁巖氣儲層的特殊性及其評價思路和內容[J].地學前緣，2012，19（03）：252-258.

[4]郭慶，申峰，喬紅軍，張軍濤，施里宇.鄂爾多斯盆地延長組頁巖氣儲層改造技術探討[J].石油地質與工程，2012，26（02）：96-98+9.

作者簡介：劉素然（1979-），女，河北邢臺人，大專，助理工程師，研究方向：石油工程。