頁(yè)巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究與應(yīng)用

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頁(yè)巖氣是一種相對(duì)比較特殊的天然氣，多以溶解，游離以及吸附等多種方式賦予在粉砂質(zhì)泥巖，暗色泥頁(yè)巖的夾層以及底層部位。頁(yè)巖存在有生產(chǎn)周期長(zhǎng)并且開(kāi)采壽命并較長(zhǎng)等多種優(yōu)勢(shì)，如今已然成為具有很大商業(yè)價(jià)值的一種特殊天然氣。

1 頁(yè)巖氣的分布

根據(jù)相關(guān)專(zhuān)專(zhuān)家的研究以及估算，我國(guó)現(xiàn)階段存在的可以被開(kāi)采的頁(yè)巖氣資源有大概26x1012立方米，基本上可以和美國(guó)持平。頁(yè)巖氣主要分布在準(zhǔn)格爾，塔格爾，吐哈，松遼，江漢，鄂爾多斯，渤海灣以及四川等地，同時(shí)在我國(guó)的陸相地層，海陸交互項(xiàng)頁(yè)巖等也有比較廣泛的分布。

2 頁(yè)巖氣壓裂增產(chǎn)技術(shù)研究

2.1 水平井分段壓裂技術(shù)

在開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程中，可能會(huì)需要一些分段壓裂，或者是水平鉆井的技術(shù)。水平鉆井這個(gè)技術(shù)就是朝著水平的方向打井，這個(gè)過(guò)程中，利用的是鉆桿。我們把水平井和豎直的井進(jìn)行比較能夠發(fā)現(xiàn)，水平井有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，首先井筒能夠大面積的接觸儲(chǔ)層。這樣裂縫相交的幾率就會(huì)大大的增加。一些頁(yè)巖在開(kāi)采的過(guò)程中開(kāi)發(fā)的空隙比較小，滲透力比較低，都能夠適用這種方法。其次，地面的設(shè)施比較小，會(huì)受到空間的局限性。這種方式能夠擴(kuò)大開(kāi)采的范圍。

在分段壓裂的過(guò)程中，利用分割器，這個(gè)過(guò)程中通過(guò)水平井筒進(jìn)行這項(xiàng)工作，可以選擇逐級(jí)進(jìn)行壓裂，也可以通過(guò)多條裂縫壓開(kāi)。具體的做法如下，首先要做好泵入工作，在儲(chǔ)層進(jìn)行前置液的泵入，選擇濃度適中的壓裂液，這個(gè)過(guò)程中，可能會(huì)有一些濃度較高的支撐液泵入。這種技術(shù)能夠適用于單一的儲(chǔ)層區(qū)域，能夠產(chǎn)生較好的效果。

2.2 重復(fù)壓裂技術(shù)

重復(fù)壓裂技術(shù)具體指的是對(duì)同一地層展開(kāi)多次壓裂，是已經(jīng)存在的裂紋得到優(yōu)化，對(duì)儲(chǔ)層到井眼之間的線性流進(jìn)行重建，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直接沒(méi)能采集的頁(yè)巖氣的成功開(kāi)采。為了可以有效的實(shí)現(xiàn)重復(fù)壓裂技術(shù)想要達(dá)到的目標(biāo)，需要對(duì)重復(fù)增產(chǎn)處理可以獲得成功的實(shí)際原因進(jìn)行分析，在了解可以獲得成功的原因的基礎(chǔ)上對(duì)接下來(lái)的處理進(jìn)行優(yōu)化。要想更科學(xué)的了解并掌握這項(xiàng)壓裂技術(shù)，明確失敗的原因，就要對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行綜合性的評(píng)估，例如，導(dǎo)流能力有效，長(zhǎng)度以及滲透率的厚度等等。

2.3 同步分裂技術(shù)

該技術(shù)具體是指在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)井展開(kāi)壓裂，采用該技術(shù)可以讓壓裂液在受到高壓作用下兩井之間的運(yùn)移距離降到最短，從而使水力壓裂裂縫網(wǎng)絡(luò)的表面積以及密度都得到增加。除此之外，同步分裂，技術(shù)能夠擴(kuò)大操作的區(qū)域，但這個(gè)過(guò)程中對(duì)于技術(shù)的要求比較高，也會(huì)增加一定的成本，需要做好后勤保障，以及協(xié)調(diào)工作。應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)能夠讓頁(yè)巖氣井在短時(shí)間內(nèi)快速的增產(chǎn)。

2.4 新型壓裂技術(shù)

科技在發(fā)展進(jìn)步的過(guò)程中，頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)技術(shù)也有了巨大的變化，在這過(guò)程中增加了很多新技術(shù)，以及新工藝能夠大幅度的提高頁(yè)巖氣的產(chǎn)量。

首先就是新型的重復(fù)壓裂技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)和微地震解釋技術(shù)融合在一起，并增加實(shí)時(shí)監(jiān)控和裂縫攢肚技術(shù)，就能對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行嚴(yán)密的控制，確保所有的天然氣都能夠有效地開(kāi)發(fā)，也能夠增加儲(chǔ)層的體積。

其次就是減阻水壓裂，在進(jìn)行頁(yè)巖氣開(kāi)采的過(guò)程中，需要對(duì)大部分的頁(yè)巖地層進(jìn)行縫網(wǎng)壓裂工作，只有少數(shù)的天然裂縫是不需要進(jìn)行這項(xiàng)工作的。但是液體和攜砂能力比較差，效率比較低，不能滿(mǎn)足大排量的壓裂工作。這在一定程度上增加了泵送摩阻的數(shù)值。為了解決這種現(xiàn)狀人們開(kāi)始研發(fā)減阻水壓裂技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠幫助人們有效地降低摩阻，減少工程的負(fù)荷，滿(mǎn)足工程負(fù)荷大排量的要求。

3 頁(yè)巖氣勘測(cè)開(kāi)發(fā)的新技術(shù)

傳統(tǒng)的方式在開(kāi)采的過(guò)程中考慮到了采收率以及生產(chǎn)周期。中國(guó)在開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程中采收率的變化是非常大的，很多時(shí)候開(kāi)采效率比較低。這是因?yàn)橐恍╉?yè)巖氣層在開(kāi)采的過(guò)程中，周期達(dá)到了30年以上。開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程和開(kāi)采煤層氣的過(guò)程有一定的相似性。頁(yè)巖，一般情況下都是暗色的泥巖或者是淺色的粉砂巖，還有一部分液鹽可以吸附在延時(shí)顆粒或者是有機(jī)制的表面。因?yàn)轫?yè)巖氣藏此外他還陪比較小，儲(chǔ)存的能力比較差，滲透率比較低，所以給開(kāi)采造成了很大的難度。相關(guān)的工作人員必須要選擇最先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)。

3.1 地質(zhì)儲(chǔ)量評(píng)估技術(shù)

頁(yè)巖氣的產(chǎn)量會(huì)受到原始天然氣當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)儲(chǔ)量以及積巖滲透率等多種因素的影響，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)水平也會(huì)受到影響。一部分地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都依靠著天然氣的地質(zhì)儲(chǔ)量的影響。所以在選擇技術(shù)的過(guò)程中，要考慮到當(dāng)?shù)鼗鶐r滲透率以及完井的質(zhì)量。還有一些公司為了解決這種問(wèn)題，選擇了新技術(shù)，能夠有效的針對(duì)低滲透率和孔隙度，能夠了解頁(yè)巖氣的熱解情況。

3.2 壓裂增產(chǎn)技術(shù)

開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程中，利用壓裂技術(shù)能夠有效的增產(chǎn)，具體的技術(shù)如下，氮?dú)鈮毫鸭夹g(shù)以及泡沫壓裂技術(shù)。這種技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)大大提高頁(yè)巖氣的產(chǎn)量，但是也有一些問(wèn)題需要我們關(guān)注。相關(guān)的技術(shù)人員在開(kāi)采的過(guò)程中，如果使用高粘度的膠體，那么就要關(guān)注初始?jí)毫眩绻跏級(jí)毫驯容^高就有可能會(huì)影響到井筒。在操作的過(guò)程中也要防止裂縫進(jìn)入水泥或者是鉆井液。開(kāi)采人員一定要盡量減少酸液的使用，這樣就不會(huì)對(duì)周?chē)膮^(qū)域造成傷害造成影響。使用這種技術(shù)的過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生化學(xué)物品或者流入蓄水層或者是碳?xì)浠衔锪魅腼嬘盟械葠毫拥那闆r。

含水層和含氣曾有比較大的差異，所以說(shuō)在開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程中一般情況下不會(huì)影響到飲用水。

3.3 射孔優(yōu)化技術(shù)

在頁(yè)巖氣的開(kāi)采過(guò)程中，使用射孔優(yōu)化技術(shù)，要遵循定向射孔的原則，射開(kāi)低應(yīng)力區(qū)、高孔隙度區(qū)等區(qū)域。開(kāi)采人員能夠選用大孔徑射孔，減少井筒附近的流通阻力。

3.4 水平井增產(chǎn)技術(shù)

在開(kāi)采頁(yè)巖氣的過(guò)程中相關(guān)的技術(shù)人員要事先做好實(shí)驗(yàn)，可以選擇一些深度比較淺的頁(yè)巖儲(chǔ)層。這個(gè)過(guò)程中技術(shù)人員能夠把握整個(gè)實(shí)驗(yàn)的特性，并總結(jié)一些鉆井的經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的工作奠定基礎(chǔ)。

3.5 欠平衡鉆井技術(shù)輔助開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣

還有一些地區(qū)在進(jìn)行頁(yè)巖開(kāi)采的過(guò)程中，會(huì)使用這種技術(shù)，主要是因?yàn)樵阢@井的過(guò)程中，機(jī)械的速度比較慢，可能會(huì)出現(xiàn)惡性井漏的情況，如果開(kāi)采的方式不夠合理，那么在下部開(kāi)采的過(guò)程中將會(huì)遇到很多的困難。如果應(yīng)用這種技術(shù)就能夠在短時(shí)間內(nèi)快速的鉆井到比較深的位置，也不會(huì)出現(xiàn)惡性井露的情況。在開(kāi)采的過(guò)程中工程的周期大大的減少了，也能夠節(jié)約鉆井的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。所以這種方法能夠提高開(kāi)采的效率，提高開(kāi)采的速度，提高整個(gè)工程的開(kāi)采進(jìn)程。

4 結(jié)語(yǔ)

我們國(guó)家的頁(yè)巖氣資源非常的豐富，但開(kāi)采的過(guò)程中還有很多問(wèn)題需要解決。就國(guó)外的頁(yè)，巖氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)看，已經(jīng)取得了較大的成功，其中壓裂增產(chǎn)技術(shù)作為比較先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)是我們國(guó)家需要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。要針對(duì)具體的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層條件進(jìn)行具體的分析，把握開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)，選擇不同的壓裂方法，這樣就能解決勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題，并提高開(kāi)采的效率。