致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)研究進展

李媛

摘 要：在我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展過程中，油氣行業(yè)作為基礎發(fā)揮著重要作用，但是致密砂巖氣的開采具有較高的難度與專業(yè)性，且涉及到很多最新的科學技術(shù)，這就要求油氣田的開采過程中要加強最新科學技術(shù)的研究與應用。致密砂巖氣的開采項目越來越多，對開采的安全性與可靠性形成巨大挑戰(zhàn)。為保障開采的安全性與可靠性，避免在致密砂巖氣的開采過程中發(fā)生安全事故，影響開采進度，需要加大對致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：致密砂巖氣;砂巖氣藏;壓裂工藝;研究進展

我國油氣資源比較豐富，致密砂巖氣的開發(fā)具有較高的難度，如何有效開采致密砂巖氣資源，突破技術(shù)瓶頸成為人們關(guān)注的焦點。我國在長期的發(fā)展過程中，也加大了對致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)的研究，并取得重大突破，為致密砂巖氣的開采，以及開采成本的有效控制提供了支持。下面就對致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)研究進展展開分析，希望可以為我國油氣開發(fā)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一些參考意見。

1 致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)困境

油氣行業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱性行業(yè)，其發(fā)展水平會直接影響到我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。雖然在在長期的研究中，致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)得到很大進步，但是依然存在諸多難題，對致密砂巖氣的有效開采形成巨大挑戰(zhàn)。

首先，水平井多段壓裂需技術(shù)配套支持。裸眼封隔器主要是從國外引進的，由于國產(chǎn)的技術(shù)指標相對較低，在實際應用中的使用較少，無法為致密砂巖氣藏的開發(fā)提供支持。其次，由于開發(fā)的成本高、難度大，也對開發(fā)的有效性造成影響。機械分壓工藝是目前直井壓裂的主要方式，分層壓裂技術(shù)與工藝均來自于發(fā)到國家，這就使得成本較高，而且在實際應用中難度較大。最后，致密氣藏低傷害壓裂體系問題。通過對致密氣藏的分析，會發(fā)現(xiàn)具有以下的特征：巖屑含量較高、儲層孔喉半徑小等，受到液壓傷害的概率較高，因此需要一種新的技術(shù)，降低液壓傷害。致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)困境的存在，對油氣開發(fā)造成極大影響，也嚴重影響該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)

2.1 水平井分段壓裂技術(shù)

通過對傳統(tǒng)噴射器與噴嘴材料的改進與優(yōu)化，水平井?114.3mm的套管，一次壓裂從原來的3段，提升到5段與7段;?114.3mm的套管經(jīng)過完善，實現(xiàn)了分壓10段的效果，而且?152.4mm裸眼分壓也達到了15段以上的能力。過去很長一段時間在油氣的開采期間，裸眼封隔器工具基本都是從國外引進的，造成成本高，而且會受到國外技術(shù)封鎖的影響。通過研究，?88.9mm裸眼封隔器分段壓裂工具出現(xiàn)，而且分壓能力得到有效提升，提升到15段。對?114.3mm基管裸眼封隔器分壓工藝進行創(chuàng)新，確保高排量注入符合要求。通過對該工藝的創(chuàng)新，增加壓裂管的直徑與排量，從原來的78mm與5.0m3/min增加到99.8mm與10m3/min。最大分段也提升到了22段。

2.2 直井多層分壓技術(shù)

第一，封隔器多層壓裂技術(shù)。機械分壓工藝在實際應用中具有很大的局限性，所以需要優(yōu)化多層壓裂的設計，確保該工藝的可靠性與精細化。通過工藝創(chuàng)新與技術(shù)試驗，封隔器多層壓裂工藝得以創(chuàng)新，并且多層分壓能力達到11層，連續(xù)分壓也達到了8層。通過該工藝的優(yōu)化，有效提升了資源的開發(fā)水平，降低了開采成本。

第二，套管多層分壓技術(shù)（TAP閥）。套管多層分壓技術(shù)的引進與研究，為油氣的開發(fā)提供了技術(shù)支持，但是由于在實際應用中穩(wěn)定性不高，且成功率有待提升，所以對該工藝進行優(yōu)化創(chuàng)新，一次分壓達到9層。套管多層分壓技術(shù)能實現(xiàn)連續(xù)壓裂，在油氣開發(fā)中穩(wěn)定性更高。

第三，連續(xù)油管分層壓裂技術(shù)。該工藝在實踐中具有很大優(yōu)勢，但是也存在一些不足或者缺陷。該工藝可以為多層改造氣井提供支持，井筒的完整性較高。但是由于設備比較復雜，應用的規(guī)模受到很大限制。同時，該技術(shù)在實際應用中，對操作人員的專業(yè)性要求較高。所以對該技術(shù)進行創(chuàng)新與優(yōu)化，對填砂與沖砂這些施工工序進行優(yōu)化，極大提升了施工效率[1]。

第四，小井眼分層壓裂技術(shù)。利用?88.9mm有限級套管滑套多層壓裂，能保證連續(xù)分壓最多達到4層，可以滿足多層壓裂的實際要求。

2.3 低傷害壓裂技術(shù)

由于在致密氣藏巖中，巖屑的含量較高，且對儲層孔喉進行觀察，發(fā)現(xiàn)孔喉的半徑較小，容易受到液壓的傷害。對儲層造成傷害的主要因素是裂縫的堵塞，次要因素是水敏性傷害的影響[2]。所以為降低液壓傷害，低傷害壓裂技術(shù)需要做好下面的工作：第一，確保陰離子表面活性劑壓裂液的可靠性。為對吸附傷害進行有效控制，可以通過陰離子表面活性劑壓力液體系的應用，達到無殘渣的效果，大幅降低巖心的傷害。第二，超低濃度和羧甲基胍膠壓裂液的應用。通過超低濃度和羧甲基胍膠壓裂液的應用，能有效降低殘渣影響，節(jié)約成本，確保油田企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3 致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)方向

在未來致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)的研究方向，或者研究思路，會以高技術(shù)、低成本、綠色工藝、高精密度等方面發(fā)展，同時也會加強現(xiàn)代科學技術(shù)的應用，為工藝技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化提供支持。

3.1 高產(chǎn)量

無論何種技術(shù)與工藝的應用，最終目的是為提升油氣產(chǎn)量，降低開采成本，提升油氣生產(chǎn)的利潤。所以水平井體積壓裂技術(shù)的發(fā)展，需要攻克各類難關(guān)，并積極完善配套體系，實現(xiàn)技術(shù)在實際應用中推動油氣的高產(chǎn)[3]。利用體積壓裂優(yōu)化設計，強化壓裂工藝配套;對水平井分段壓裂分隔的有效性進行提升，對工藝進行評價，然后強化技術(shù)試驗，確保技術(shù)符合要求;對不同完井方式下的多段分壓技術(shù)進行實驗，對比單井產(chǎn)量，找到最優(yōu)方案。

3.2 適應各類復雜環(huán)境

致密砂巖氣的開發(fā)過程中，會受到復雜環(huán)境的影響，增加了開發(fā)的難度與成本，所以在致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)的研究中，一定要確保技術(shù)能適應各類復雜的環(huán)境，高效的完成開發(fā)工作，并且能降低作業(yè)成本。在未來會成為研究的主要方向，且能有效降低成本[4]。

3.3 老井產(chǎn)量的穩(wěn)定提升

在油氣田開采過程中，會出現(xiàn)一部分效能較低的老井，這些老井也成為各類新技術(shù)研究的主要場地。在研究中也不能忽略老井的生產(chǎn)，強化對老井的檢查，并針對老井的實際情況，對工藝技術(shù)進行優(yōu)化。同時，也要在合適的時機，開展對老井的改造工作，實現(xiàn)老井的穩(wěn)定生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

油氣開發(fā)是我國社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵，只有為社會源源不斷的供給穩(wěn)定的油氣資源，才能保證各行各業(yè)的健康發(fā)展，所以油氣行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。新時期我國油氣需求不斷增加，開采的難度也在不斷增加，在面臨致密砂巖氣時，一定要結(jié)合實際情況，通過工藝技術(shù)優(yōu)化創(chuàng)新，確保致密砂巖氣藏壓裂工藝技術(shù)的適用性與可行性，為提升油氣開發(fā)產(chǎn)量，降低開發(fā)成本提供支持。

參考文獻：

[1]黃禹忠，刁素，栗鐵峰，等.致密砂巖氣藏壓裂傷害及對策——以川西坳陷ZH構(gòu)造JS21氣藏為例[J].天然氣地球科學，2018，29（4）：579-585.

[2]湯勇，胡世萊，汪勇，等.“注入—壓裂—返排”全過程的CO2相態(tài)特征——以鄂爾多斯盆地神木氣田致密砂巖氣藏SH52井為例[J].天然氣工業(yè)，2019，039（009）：58-64.

[3]秦瑞寶，余杰，黃濤.致密砂巖氣儲層水力壓裂后產(chǎn)能測井評價技術(shù)——以鄂爾多斯盆地臨興區(qū)塊為例[J].中國海上油氣，2019，31（01）：71-80.

[4]劉建坤，蔣廷學，萬有余，等.致密砂巖薄層壓裂工藝技術(shù)研究及應用[J].巖性油氣藏，2018，030（001）：165-172.