頁(yè)巖氣水平井開(kāi)采及分段壓裂技術(shù)淺悉

種磊

摘要：提高頁(yè)巖氣開(kāi)采率的有效方法是通過(guò)對(duì)頁(yè)巖石采取分段壓裂技術(shù)，來(lái)改善導(dǎo)流率和有效滲透面積。本文分析了我國(guó)頁(yè)巖氣分段壓裂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。在頁(yè)巖石的開(kāi)采過(guò)程中，水平井開(kāi)采技術(shù)可以提高頁(yè)巖氣產(chǎn)量和頁(yè)巖氣返排率。隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，水平井裂開(kāi)采正在逐步運(yùn)用到頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中，由于頁(yè)巖氣在滲透和解吸之間強(qiáng)烈的相互作用，這使得頁(yè)巖氣的開(kāi)采工作變得復(fù)雜和困難，需要不斷優(yōu)化開(kāi)采技術(shù)，優(yōu)化頁(yè)巖氣開(kāi)采技術(shù)是提高開(kāi)采效率的有效方法。

關(guān)鍵詞：頁(yè)巖氣水平井;開(kāi)采;分段壓裂技術(shù)

由于地層中頁(yè)巖氣分布較廣且儲(chǔ)量較大，使得頁(yè)巖氣勘探工作的困難性遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的常規(guī)和非常規(guī)天然氣，并且頁(yè)巖氣的開(kāi)采隱藏著很大的安全問(wèn)題，這對(duì)開(kāi)采技術(shù)提出了較高的要求，頁(yè)巖氣具有很大的商業(yè)價(jià)值，頁(yè)巖氣的開(kāi)采問(wèn)題是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。然而，頁(yè)巖氣儲(chǔ)存具有很強(qiáng)的致密性，因此，當(dāng)通過(guò)常規(guī)方法分解頁(yè)巖氣時(shí)，分解效率通常較低并且可開(kāi)采范圍較小。因此，對(duì)頁(yè)巖氣的開(kāi)采方法作出進(jìn)一步研究具有重要意義，以提高開(kāi)采量，傳統(tǒng)的開(kāi)采方法不僅開(kāi)采速率慢，而且經(jīng)常會(huì)發(fā)生重大安全問(wèn)題，與當(dāng)前我國(guó)的商業(yè)發(fā)展不相容，為此，新開(kāi)發(fā)出的水平井分段壓裂技術(shù)成為頁(yè)巖氣開(kāi)采的主要方法，但是還需持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出高效率的開(kāi)采技術(shù)是目前頁(yè)巖氣開(kāi)采的主要研究問(wèn)題。

1水平井壓裂方式選擇

采用水平井分段壓裂技術(shù)，設(shè)計(jì)方法與完井方法類(lèi)似，確定井位位置，確定鉆井路徑等都必須滿足設(shè)計(jì)要求。其中，裸眼完井和套管完井是水平井中最重要的完井方法。其中，裸眼完井實(shí)現(xiàn)了節(jié)省時(shí)間并保護(hù)了井壁的優(yōu)點(diǎn)，但存在以下缺點(diǎn)：例如，難以準(zhǔn)確確定井壁的不穩(wěn)定和裂縫的位置，一旦出現(xiàn)沙子堵塞現(xiàn)象，就不能再進(jìn)行有效的開(kāi)采工作，套管完井的優(yōu)點(diǎn)是裂縫技術(shù)相對(duì)成熟，因?yàn)樗梢杂行У乜刂屏芽p的初始點(diǎn)。然而，時(shí)間成本的提高和固井質(zhì)量的差異也對(duì)相應(yīng)工作的進(jìn)展產(chǎn)生影響。因此，要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的開(kāi)采技術(shù)，比如在井壁應(yīng)力相對(duì)集中的頁(yè)巖氣中采取套管完井開(kāi)采技術(shù)比較好，如果井壁穩(wěn)定良好，可以使用裸眼完井技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采。

2頁(yè)巖氣水平井分段壓裂技術(shù)應(yīng)用分析

2.1體積壓裂技術(shù)

在頁(yè)巖氣開(kāi)采過(guò)程中，增加井壁裂縫數(shù)量是增加產(chǎn)量的主要方式之一，當(dāng)裂縫滑動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生新的裂縫，在新裂縫與舊裂縫重疊之后，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，該過(guò)程增加了裂縫數(shù)量，并增加了“滲透率”，便可以提高產(chǎn)量。體積破裂技術(shù)是基于開(kāi)發(fā)低孔隙度，低滲透率和天然裂縫的頁(yè)巖氣的實(shí)踐，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)。這對(duì)封閉式氣藏和其他非常規(guī)天然氣藏的開(kāi)發(fā)非常重要。

2.2不動(dòng)管柱滑套封隔器分段壓裂技

不動(dòng)管柱滑套封隔器分段壓裂技術(shù)是用于改善頁(yè)巖氣產(chǎn)量的最常用方法之一。工藝原理：通過(guò)在井中引入幾個(gè)孔來(lái)放置分壓管。在孔中，使用油管壓縮，封閉封隔器，打開(kāi)滑動(dòng)套筒進(jìn)入下部層段內(nèi)，打開(kāi)滑動(dòng)套筒進(jìn)行噴砂處理并完成整個(gè)壓裂過(guò)程。

3頁(yè)巖氣水平井分段壓裂設(shè)計(jì)的優(yōu)化

在施工之前，需要對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，這樣可以有效控制施工過(guò)程中容易發(fā)生的危險(xiǎn)，了解對(duì)整個(gè)工程以便制定施工方案，因此，裂縫數(shù)量是頁(yè)巖氣井開(kāi)采的主要問(wèn)題之一，鑒于這些問(wèn)題，水平頁(yè)巖氣井分段壓裂技術(shù)應(yīng)誘導(dǎo)井壁形成裂縫，從而形成裂縫網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)具體情況，將天然裂縫進(jìn)行堵塞，為防止形成砂堵，有必要分析支撐劑沉砂現(xiàn)象

3.1優(yōu)化施工工作液體系

由于滑溜水壓裂有利于產(chǎn)生復(fù)雜裂縫，滑溜水壓裂不僅摩擦力較小，而且對(duì)地層的損害較小且成本較低。因此，可以使用滑溜水壓裂作為主要液體系，但是滑溜水壓裂攜砂能力沒(méi)有線性膠能力強(qiáng)，這會(huì)對(duì)水平井分段壓裂技術(shù)的施工效果造成影響。因此，使用線性膠可以增強(qiáng)攜砂能力，并增加裂縫導(dǎo)流性，當(dāng)使用水平井分段壓裂技術(shù)時(shí)，通常將滑溜水壓裂和線性膠組合起來(lái)使用，在早期階段，使用滑溜水壓裂技術(shù)用于形成復(fù)雜的裂縫，在后期階段，使用線性膠提高攜砂能力并增強(qiáng)導(dǎo)流能力，創(chuàng)建一個(gè)高導(dǎo)流能力的通道，最大化提高開(kāi)采效率。

3.2優(yōu)化施工排量

優(yōu)化施工排量是優(yōu)化鉆井參數(shù)和裂縫數(shù)量的重要依據(jù)。施工排量較小，存在導(dǎo)致液體損失較大的現(xiàn)象，施工排量，，很容易形成單個(gè)主縫。模擬實(shí)驗(yàn)表明，如果在頁(yè)巖氣水平井分段壓裂技術(shù)中使用相同的支撐劑濃度，則施工排量與頁(yè)巖氣的沉積速率成反比例，與攜砂能力成正比例。即在施工期間，如果施工排量越大，我們可以看到工作液攜砂能力越強(qiáng)，頁(yè)巖氣的沉積速率越慢，因此，在使用頁(yè)巖氣水平井分段壓裂技術(shù)時(shí)，應(yīng)盡可能提高施工排量。

3.3優(yōu)化施工支撐劑濃度

優(yōu)化施工支撐劑濃度是保證整個(gè)工程順利實(shí)施的根本，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，支撐劑濃度與壓裂后的效果之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性，這就需要考慮天然儲(chǔ)層的裂縫狀態(tài)。此外，由于頁(yè)巖氣具有低滲透，在頁(yè)巖氣水平井分段壓裂技術(shù)的施工過(guò)程中，更多的微裂縫形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)很重要。在支撐劑濃度的優(yōu)化過(guò)程中，必須要考慮到一些因素，這樣才能確保支撐劑的濃度設(shè)計(jì)合理，支撐劑濃度會(huì)對(duì)砂提堆起效率產(chǎn)生影響，且兩者之間成正比關(guān)系，換句話說(shuō)，支撐劑濃度越高，砂提堆起效率越大。

3.4優(yōu)化加砂方式

頁(yè)巖的流失主要是天然裂縫和層理流失有關(guān)，在施工期間，要充分利用好這種流失而不是在施工期間消除這種流失。由于工作液在使用過(guò)程中容易發(fā)生流失，因此必須在施工過(guò)程中使用相應(yīng)的施工手段來(lái)補(bǔ)償這種流失，這可以降低砂提堆起速率而有效降低砂提性的高度?？梢岳枚嗉?jí)段塞壓裂方法來(lái)沖刷砂提底部，這樣可以形成平緩的砂提，不容易發(fā)生砂堵現(xiàn)象。在施工的前期使用粉砂以完全阻擋微裂縫，增加凈壓力和裂縫體積。主壓裂也采取同樣的方式對(duì)裂縫進(jìn)行封堵防止濾失。通過(guò)優(yōu)化加砂方式，可以在施工初期有效避免堵砂，這對(duì)于確保頁(yè)巖氣的成功開(kāi)采非常重要。

4結(jié)語(yǔ)

中國(guó)頁(yè)巖氣儲(chǔ)量大，范圍廣，勘探潛力遠(yuǎn)高于其他天然氣，勘探開(kāi)發(fā)已成為全球的一個(gè)熱點(diǎn)話題，然而，由于頁(yè)巖氣具有致密性特征，傳統(tǒng)的開(kāi)采方法不僅開(kāi)采速率慢，而且經(jīng)常會(huì)發(fā)生重大安全問(wèn)題，這嚴(yán)重阻礙了我國(guó)頁(yè)巖氣的開(kāi)采效率，要想提高開(kāi)采效率并加強(qiáng)開(kāi)采過(guò)程中的安全性，需要不斷優(yōu)化開(kāi)采技術(shù)，對(duì)我國(guó)頁(yè)巖氣的開(kāi)采技術(shù)作出進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)，這樣才能確保我國(guó)頁(yè)巖氣實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)采和安全開(kāi)采，目前，頁(yè)巖氣水平井分段壓裂技術(shù)是實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)采頁(yè)巖氣的有效方法，但是任需要繼續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，以研究出更加安全有效的開(kāi)采方法。

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