页岩气是从能够长期以稳定的速率产气的页岩层中开采出来的天然气, 页岩气与常规天然气的区别在于, 页岩气具有开采寿命更长, 生产周期更长的特点, 性价比更高, 经济价值更大。页岩气主体主要分布于暗色泥页岩或高碳泥页岩中, 吸附或者游离在泥页岩中的聚集方式是吸附或者游离。全球可开采页岩气资源量为203.78 万亿立方米, 其中海相页岩气占94%, 陆相占6%。我国页岩气资源排名全球第一丰富, 尤其是陆相页岩气, 占到了全球陆相的22%, 可采储量居世界第一。但由于页岩气的特点, 其开采需要水平井技术和大型水力压裂技术。
1页岩气井水力压裂技术及其适用性
页岩层可以作为气体的源岩和储集岩。天然气一般以以下这三种形式存在于页岩之中:岩石孔隙中的游离气、天然裂缝中的游离气和有机质矿物表面的吸附气, 根据不同的储集机理应设置不同的页岩气开发的速度、方式和效率。因此在对页岩的开发过程中对于不同形式的页岩气必须采用不同的技术, 首先需要压裂所有储层对其进行改造。目前常用的水力压裂技术包括水力喷射压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术和多级压裂技术等, 下面主要对清水压裂技术、水力喷射压裂技术和多级压裂技术进行介绍。
1.1清水压裂技术
清水压裂技术在当前页岩气开发技术研究中是能够增加产量的主要的增产措施, 主要适用于天然裂缝形成的井。清水压裂技术是利用在清水中添加压裂液对页岩进行压裂的技术。该技术利用储层中的天然存在的裂缝, 诱导地层产生裂缝, 在压裂过程中, 岩石碎屑与注入的粗砂作为支撑剂, 在冲刷中仍让裂缝保持打开状态。清水压裂的优点在于成本低, 对页岩的破坏小, 一般不需要清洗, 故而在低渗透气藏中获得了广泛的应用。该技术可使较大型水力压裂费用减少65%, 最终提高采收率近20%。这里简单说一下清水压裂技术步骤:①岩石酸清理近井地带;②把裂缝灌入将清水 (含一些粗砂支撑剂) , 这样裂缝就会自然得到延伸;③冲刷井眼, 将支撑剂冲洗干净。
1.2水力喷射压裂技术
水力喷射压裂是近年来提出的一种油气井增产改造的新方法。该技术根据伯努利原理, 将压能转化为动能, 又依靠水动力学动量~冲量原理, 使水流具有更大的能量。水力喷射压裂技术是集水力射孔、压裂、隔离一体化的技术, 能够准确科学有效的对造缝地点进行控制和定位。该技术能用于水平井、垂直井和大斜度井, 能在套管井和裸眼井内使用, 具有环空压力低和控制较为灵活的特点, 且具有较为广泛的适应性。但该技术受压裂井深和加砂规模的限制。
1.3多级压裂技术
多级压裂技术可根据储层特点而进行有目的明确的施工, 效果明显。多段压裂的技术适用于产层较多、水平井段较长的井, 其特点是技术成熟、使用广泛, 适用于产层较多、水平井段较长的井。
1.4 重复压裂技术
重复压裂顾名思义, 指的是进行二次或者多次压裂, 主要是用于当初始压裂时间太长而不能继续起到压裂作用或者因为支撑剂长时间产生损坏, 压裂效果不能得到保证, 从而对气体产量造成大幅减量时, 进行的重复及重新压裂增产。需要注意的是, 重复压裂技术只是属于压裂技术中的一种工艺, 而不是某种新的压裂技术, 选择候选井是其关键所在。
2页岩气井水力压裂技术应用分析
在岩气开发中, 从最初的大型水力压裂, 到现今以清水加减阻剂为压裂液的混合清水压裂, 大大地降低了压裂成本, 使产量有所提高。然而对页岩气的开发应根据实际, 对实际调查状况制定合乎实际情况的开发方案, 并且选取一定的开采技术, 这样才能最大程度的实现经济开采, 获得一定的经济效应。
3结论与认识
作为页岩气开发的主流技术, 水平井和水力压裂技术已经越来越成熟。但是以下方面的问题也需要进一步完善: (1) 工程技术要求非常高。由于页岩气的特点的制约, 其开发技术要求很高, 需要达到一定的程度才可以达到经济开采。 (2) 环境因素制约。页岩气规模开发阶段如果处理不当会造成污染, 因此这就首先需要通过检测和评估确定污染的成分和等级, 根据相应的环境健康评价指标制定一系列的防止防治污染的对策。发达国家如美国便采取在人口密度低的地区进行页岩气的开采。 (3) 页岩气开发的经济性调查。对于页岩气开发的一些列问题需要进行一定的调查与评估, 对其可持续发展性以及经济性进行一定的调查, 经过评估后, 才能够考虑是否可以进行大批的开采。
摘要：随着勘探和开发技术的不断提高, 各个国家对页岩气的利用的重视度逐渐提高。开采页岩气需要一定的技术, 水力压裂技术就是其开发的核心技术之一, 该技术已广泛应用于页岩储层改造。本文主要列举了各种水力压裂技术的特点和应用情况, 并以此引发对页岩气开发的思考和建议。
关键词：页岩气,水力压裂技术,天然气资源,清水压裂技术,水力喷射压裂技术
参考文献
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