页岩气压裂技术发展现状探究

页岩气压裂技术发展现状探究

马力, 郝恒, 姚志勇

延长油田股份有限公司宝塔采油厂勘探科，陕西 延安 716005

【摘要】：随着社会的不断发展，我国所面临的能源短缺的问题越来越严重，在如今这种供需矛盾逐渐加剧的情况下，各大石油公司将勘探开发的重点转向了页岩气这种非常规的油气资源。相比于传统的油气资源，页岩气生长周期较长，开发的难度较大，开采成本更高。我们目前针对页岩气的开发主要采用的是压裂技术，本文简述了页岩气资源的特性，重点分析了目前我们常用的几种压裂技术，最后结合我国目前实际页岩气勘探现状对未来页岩气压裂技术的研究前景进行了展望，旨在能够推动我国页岩气压力技术的进一步发展。

【关键词】：页岩气 压裂 技术 发展 前景

一 引言

页岩气资源是一种非常规性油气资源，开发寿命长，开采难度大。页岩气资源的出现在一定程度上缓解了我国的能源短缺的问题。而且，页岩气的商业价值较高。以美国为代表的北美国家在21世纪初期就采用水平井压裂技术对储层进行了改造，并且通过不断的深入研究，逐步实现了页岩气的商业化开采。但是在实际发展的过程中，页岩气的压裂仍然面临着很多的问题，比如开采成本较高而且对环境的污染较大，所以一直到现在，各项技术还在不断的完善，目的就是为了在实现环保的同时实现页岩气资源的高效开采。我国虽然目前在页岩气勘探开发方面取得了不错的成绩，但是相比于北美等发达国家在页岩气勘探开发的成果而言，我们在开采规模和技术方面都显得落后。因此，本文简述了页岩气资源的特性，重点分析了目前我们常用的几种压裂技术，最后结合我国目前实际页岩气勘探现状对未来页岩气压裂技术的研究前景进行了展望，旨在能够推动我国页岩气压力技术的进一步发展。

二 页岩气物性特征及压裂技术概述

页岩气的储层相对比较致密，天然气的丰度以及自然产能相对较低，而且孔隙度和渗透率等物性参数较低。页岩气相比于传统的岩层，自身的岩石物理性质也存在较大的差异，流体的存在状态也各不相同。页岩气存在的形式除了有游离的形式外，还常常以吸附的形式存在于有机质表面。这也间接的说明了页岩气储层的的物理和化学性质更为复杂。美国等国家通过多年的研究开发出了适用于页岩气开发的水平井钻井技术以及体积压裂等一系列新技术，为页岩气的勘探开发提供了借鉴。目前，我国通过不断的学习和研究，也研究出了一些适合我国地质特征的页岩气钻井技术。

2.1 连续油管压裂技术

我国开始研究页岩气时主要针对的是页岩气的浅层，主要以直井的形式开发。所采用的主要是连续油管压裂技术，该技术的典型特征就是连续油管、水力喷砂射孔以及环空加砂。采用该技术的工作机理就是采用高速高压的流体通过连续油管进行射孔，在打开地层与井筒之间的通道后，通过在环空处加入携砂液体，从而可以在地层中压开裂缝。目前，通过大量的实践经验表明采用该技术具有成本相对较低，周期较短、排量选择范围较广、磨损较小、井下工具简单等优势。

2.2 重复压裂技术

重复压裂技术指的是针对同一口井对已经压裂过的层位再次进行压裂作业。美国在重复压裂技术的研究方面取得的成果非常显著。主要表现在如下几个方面：第一是采用该技术消除或绕过了之前冻胶压裂中聚合物所形成的污染带；第二是进一步的将先前冻胶压裂中不能进入的微裂缝打开；第三点是所用的清水压裂液用量大，可以进一步的对裂缝系统进行扩张；第四点是将生产中以及闭合了的裂缝重新打开；第五点是由于页岩的非均质性较强，在重复压裂的过程中可能发生转向形成新的裂缝系统。由于我国由于在开发中并不会大规模的使用冻胶压裂液，这也导致了重复压裂效果会受到影响。

2.3 水平井分段压裂技术

水平井分段压裂技术就是将水平井压裂和分段压裂进行结合而形成的一种新型的技术。水平井的优势是可以增大页岩气储层和井筒，可以较好的对渗透率较低的页岩进行开采。分段压裂技术一般时在单一区域内进行使用，工作人员在应用分段压裂技术时首先会在页岩气储层输入前置液，然后根据压力调节支撑剂以达到开采标准。目前，我国针对水平井分段压裂进行页岩气的开发应用较多，而且通过该技术的实践表明水平井分段压裂技术增产效果较好，可以大幅度的提升页岩气的产量，为页岩气的开采提供有效支撑。

2.4 超高质量泡沫压裂

超高质量泡沫压裂主要是采用超轻支撑剂形成局部支撑效果，这可以为后续的开采建立良好的开采环境。该技术主要采用的是大量粘弹性表面活性剂，可以将页岩气存储区域的水和氮气进行稠化，并在页岩气储存区域的环境下形成相应泡沫，通过实践经验表明，采用该技术并不会降低页岩气裂缝的导流能力，还可以使得支撑剂在复杂的裂缝中形成局部支撑作用。由于超高质量泡沫压力裂液质量较轻，能够携带的砂液量较少，这就使得采用该技术时对页岩气储层具有较高的要求。目前，该技术主要在压力较低，水敏性的区域进行使用。

三 页岩气压裂技术发展建议

3.1 进一步提升页岩气开采效率

在油气资源勘探开发的过程中，开采成本是至关重要的一个因素。我们在开采的过程中一直追求以最低的成本达到最佳的开采效率。同时，我们应该不断研发出新技术以提升开采质量，也可以通过减少压裂段数提升工作效率。提高压裂技术的工作效率，主要是要防止出现一些无用的压裂过程，既可以节约成本，又可以节约时间，从而达到提高压裂技术的开采效率。在实际生产过程中，我们通过采用监测技术，对岩层中的断层以及出水层进行识别和分析，从而大大提升了页岩气压裂技术的开采效率。

3.2 压裂液体系需要完善

由于近些年我们所面临的环境问题日益严重，环保问题是石油资源在开采过程中所面临的主要问题。过去，在对页岩气进行压裂的过程中由于压裂液的使用，在一定程度上对环境造成了污染。在未来针对压裂液研究的过程中，压裂液体系应该朝着低伤害、低成本、清洁环保的趋势发展。滑溜水压裂液是我们目前应用较多的压裂液，但是还是有改进的空间的。在未来的研究过程中，要进一步优化减阻剂，以进一步的提高压裂液携砂性能和耐盐性。除此之外，我们还需要加强纤维与其他压裂液的复合配用; 加强泡沫复配体系的研究; 少水、无水压裂液液体系也必将是未来重点发展方向之一。

四 结束语

总的来说，页岩气资源的开采对于解决我国能源短缺的问题具有十分重要的意义。我们应该进一步的加大压裂技术研究力度，借助先进的技术更高效的开发出更多的页岩气资源。目前，从世界的角度来看，北美地区针对页岩气资源的开发起步较早，所取得的成就较多，我们可以进一步的学习这些发达国家先进的科学技术，结合我国实际地质特点，研发出一套完整的适合我国独特地质特征的页岩气压裂技术。

参考文献

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