深层页岩气分段压裂技术现状及发展
来源:用户上传
作者:
摘 要：我国深层液压资源具有巨大的发展潜力，但是就目前的情况来看，虽然探井产气量越来越大，进入页岩层以后，其产气量不仅大幅度降低，还出现了极快的递减，从总体上来看，并未达到商业开发的格局，也就难以满足进行经济开发的基本要求。所以在本文中，我们将主要对深层页岩的地质特征以及压裂技术等进行分析，以促使对中国深层页岩进行开发的配套压裂技术能够尽快形成。
关键词：深层页岩气;分段压裂技术;现状;发展
在3500米以下的页岩具有丰富的其资源，但是如何对其进行有效的开采，使我们目前面对的一个重要难题。当前我们可以将已经发现的深层页岩分为五个部分，其中深度处于3500m-4100m之间的深层页岩由3个，分别为H、E以及C-W，其采气量能够达到平均1×108m3，已经获得了经济开发;另外两个深层页岩的深度为4400m以上，平均产气量为2800×104m3，尚未获得经济开发。而在我国，深层页岩已经依靠分段压裂技术实现了商业化，但是在对该技术进行应用的过程中，还存在诸多的问题，可见其商业开发格局尚不成熟，还需要进行积极的学习。
1 国外深层页岩气区块储层特征
对于国外来说，最为典型的深层页岩气开发区块就是H和C，其中H的平均埋深为3658m，厚度在45-90m之间，总有机碳量在3%-5%之间，地层的温度在150℃;C的平均埋深为4115m，厚度在30-152m之间，总有机碳量在6%-12%之间，地层的温度在121℃。根据研究我们认为，H和C两个区块具有以下几点储层特征：
第一，孔隙度高，储层间的平均孔隙度在5%以上，其中C的孔隙度为5%-8%，H甚至可以达到8%-12%;第二，地层压力系数高，H和C两个区块的地层压力系数分别为1.94和1.58，可见其具有充足的地层能量;第三，具有含气量高的特点，其中H的含气量高达12.4m3/t;第四，页岩脆性指数的差异较大，C區块的页岩脆性指数在55%-75%之间，H区块的页岩脆性指数则在35%-55%之间;第五，岩石的脆塑性差异较大;第六，层理缝发育，指的就是页岩地层的层理缝发育得较为均匀;第七，最小水平主应力高;第八，水平地应力差异小。
2 国外压裂技术的主要特点
根据上文，我们对国外深层页岩气区块压裂技术的现场应用情况进行总结，认为国外压裂技术的主要特点可以分为以下几点：
①短簇大孔径射孔，其孔径能够达到14.5mm，单簇射开的长度也能够达到0.3-0.6m;②预处理酸类多样化，根据不同储层的具体情况，对其进行预处理时，分别选择使用稀土酸和盐酸，以促使施工压力能够得到最大程度的降低;③对中黏压液剂或高黏压液剂的使用量较大，压液剂的主要组成部分为线性胶、滑溜水或是冻胶、滑溜水，其中线性胶所占比例在30%以上，冻胶所占的比例则能够达到38%以上，有利于促使携砂能力得到提高;④支撑剂的主要组成部分为陶粒或是覆目砂;⑤进行单段施工的规模较大，其压液剂用量约为1800-2800m3，加砂量则为80-110m3;⑥对粉陶的使用量较大，通常情况下使用量占比15%，最大占比可以达到28%;⑦平均砂液比得到显著提高;⑧施工排量较大;⑨进行导流的能力较强，进行改造的体积较大。
3 我国深层页岩气压裂技术现状
3.1 主要压裂技术措施
就目前为止，我国深层页岩牙列技术的应用尚不成熟，还需对其配套性进行进一步完善：
①对射孔簇束以及孔径进行完善，要求单孔射段为2-3簇，单簇射开的长度达到1.0m-1.5m，射孔的孔径则应达到10.5mm;②对预处理酸进行完善，根据具体情况对盐酸或是稀土酸进行采用，单段的用酸量应在15-30m3之间，若情况必要，可使用40m3;③对压裂剂的使用进行完善，适当对低黏胶液进行使用;④对支撑剂的使用进行完善，调整陶粒的使用数量;⑤对砂液比进行完善，根据实际情况对最高砂液比进行有效控制;⑥对加砂方式进行完善，尝试使用长段式加砂;⑦对压裂规模进行完善，以促使完成率得到提高。
3.2 其中存在的主要问题
①进行施工的压力较大，用液量较大，存在加砂困难的情况;②缝网形成的难度较大，能够进行改造的体系相对有限;③砂液比较低，且支撑剂的强度不够，导流能力相对较低;④施工初期的产气量较低，并且产气量能够出现大幅度的递减。
4 我国深层页岩气压裂技术的发展建议
①对深层页岩网络裂缝的形成机制进行研究，在不同的条件下开展破裂试验，以观察不同应力条件下的裂缝状态;②在高应力差的条件下促使裂缝复杂性以及改造体积技术得到提高;③在高闭合压力的条件下对长期高导流技术进行研究，促使该技术水平得到提高;④对大规模、高砂比的加砂综合工艺技术进行研究。
5 结束语
目前国外在深层页岩气的领域已经开始了一定程度的商业开发，并形成了与之配套的压裂技术，而我国不仅技术相对不够成熟，且相关工作处于初期阶段，所以面对的挑战更具难度，在此基础上，我们需要对国内外的现状进行充分分析，正视其中存在的主要问题，以促使我国深层页岩气分段压裂技术的水平得到提高。
参考文献：
[1]阳希.深层页岩气分段压裂技术现状及发展建议[J].中国化工贸易，2018（13）：71.
作者简介：
刘剑（1990- ），男，在大庆油田有限责任公司井下作业分公司从事页岩气压裂工作，监督保障管理专业。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14689401.htm
