页岩气水平井压裂技术浅析

合集下载

页岩气水平井分段压裂技术探析

页岩气水平井分段压裂技术探析我国页岩气资源量较大，分布较广，勘探潜力大，远超过其它非常规天然气，其勘探开发成为世界天然气勘探开发的热点。

但其产层致密或超致密，采收率较低，需通过压裂才能提高其产能。

而我国页岩气井压裂技术处在探索阶段，而页岩气水平井分段压裂技术是实现页岩气商业性开发的关键技术，尚需研究和攻关。

因此对页岩气水平井分段压裂技术做出探讨，对页岩气水平井的充分有效开发具有着重要意义。

本文在对页岩气水平井分段压裂方式选择做出论述的基础上，对页岩气水平井分段压裂设计的优化进行了研究与探讨。

标签：页岩气；水平井；分段压裂；支撑剂浓度；段塞；复杂裂缝页岩气藏储层具有低孔低渗特征，在页岩气开采过程中，直井压裂只能在开采前期获得较多产能，但产量会随开采进程而不断递减。

因此，如何对页岩气进行充分开采具有重要研究价值，在此过程中，对水平井完井方式以及分段压裂技术设计的优化做出探讨，有利于页岩气经济价值的充分实现。

1 水平井压裂方式选择在页岩气水平井分段压裂技术的应用中，为满足压裂改造要求，施工方式必须与完井方式契合，井位的设置、钻井轨迹的确定等都需要对压裂工艺要求作充分的考虑。

从国内外对页岩气水平井分段压裂方式可以看出，裸眼完井与套管完井是水平井最主要的完井方式。

其中，裸眼完井优势为节约时间成本及保护井壁，但其缺点也十分明显，如井壁的不稳定性、裂缝位置难以得到精细确定等，且一旦出现堵砂等现象，很难进行有效处理；套管完井的优势为能够对裂缝的初始点有效控制，且该压裂技术相对成熟，然而时间成本的提升与固井质量的不理想等也制约着相关工作的顺利开展。

因此，在井壁应力相对集中并需开展多段压裂的页岩气水平井中，可以选择套管完井下桥塞分段压裂技术。

而如果井壁稳定性好，则可使用裸眼完井，使用裸眼封隔器分段压裂技术。

2 页岩气水平井分段压裂设计的优化在开展页岩气水平井分段压裂施工中，有必要对施工过程进行模擬，从而有效预防施工过程中的潜在风险以及找出影响施工效果的因素，有针对性地降低施工风险、选择最为合理的施工方案。

页岩气开采压裂技术分析与思考

页岩气开采压裂技术分析与思考摘要：目前，社会进步迅速，页岩气存储于致密泥页岩地层中，页岩连续分布、区域广，含有一定量的黏土矿物，塑性强，在高应力载荷下易发生形变，页岩储层具有低孔低渗等特性，需对页岩储层进行改造才具备商业开发价值。

目前涪陵区块和川东南区块，均已实现页岩气大规模开发，形成一套成熟的页岩气开采工艺，工艺实施需借助现场施工实现，只有严格把控施工质量，确保工艺有效实施，才能够实现对页岩气资源的高效开发。

下文对此进行简要的阐述。

关键词：页岩气；开采压裂技术分析；思考引言伴随着油田行业的深入发展，如今能源紧缺问题已经成为了社会性现实。

页岩气储层低孔低渗，往往要投入巨大的精力对其进行压裂改造才能够保障产能稳定。

水力压裂中压裂液性能带来的影响十分直观与突出。

1页岩气压裂施工质量技术现状当前，经常使用的技术大多是多级压裂、清水、压裂、水力喷射压裂、重复压裂与同步压裂等等，页岩气开发过程中所使用的储层改造技术还有氮气泡沫压裂和大型水力压裂也是国内外目前的主流压裂技术。

影响页岩气产量的主要原因是裂缝的发育程度，如何得到较多的人造裂缝是压裂设计主要应该考虑的。

如何才能得到有效而又经济的压裂成果，在实行水力压裂以前，经常要实行压裂的设计。

然而，压裂设计的工作确双有许多，最为主要的核心应属压裂效果的模拟，经过压裂的模拟才可以预测裂缝发育的宽度及长度，从而知道压裂能否顺利成功。

2页岩气压裂开采中对环境的影响页岩气压裂在开采的过程当中必定会因为一些噪声及废水废气等开采事故灾害对环境造成一些污染影响，通常会对水资源进行大量的消耗以及地下水层进行污染。

目前，有些专家和环保人士在对页岩气压裂开采的过程也是提出了很多相关环境污染的影响问题，同时，岩气压裂在开采过程中确实造成了较为严重的环境污染。

2.1大量消耗水资源页岩气压裂的开采使用的水力压裂法是压裂液最为重要的，分别由高压水、砂以及化学添加剂而组成的。

页岩气压裂的开采其用水量也是较大的，一般情况页岩气压裂开采需消耗四至五百万加化的水资源才能使页岩断裂。

页岩气水平井分段压裂工艺研究及应用

页岩气水平井分段压裂工艺研究及应用摘要：国内针对页岩储层的水平井分段压裂技术尚不成熟，缺乏相关经验指导，开展深层页岩储层水平井分段压裂技术研究，为页岩气藏的有效开发提供技术支撑。

本文以区块工程地质特征为基础，针对该区块单井进行水平井分段压裂优化设计，以压后累计产气量为目标函数，建立水平井分段压裂裂缝参数优化模型，通过优化设计求解目标函数最优时的裂缝缝长、导流能力、裂缝条数，形成一套完整的压裂优化方案。

现场应用于S1井中，取得了较好的应用效果，可进一步推广应用。

关键词：页岩气；压裂工艺；水平井；分段压裂；裂缝中国页岩气主要分布在渝东鄂西地区、黔湘地区、四川盆地及其周缘地区，储量丰沛、潜力巨大，技术可采资源量为12.85万亿立方米，因此页岩气开发技术一旦突破形成产能，对满足中国不断增长的能源需求、优化能源结构、保障能源安全和促进经济社会发展都具有重大战略意义，开发前景广阔。

页岩气藏是一种低孔、低渗透性储层，依靠自然产能很难进行工业开采，形成产能的最有效手段是通过水力压裂这一储层改造技术产生相互交错的网络通道，提高页岩气在储层中的流动能力。

根据北美地区页岩气勘探开发经验，水平井套管完井技术与分段体积压裂技术是目前页岩储层开发的关键技术，但国内的页岩气改造技术由于起步晚，仍处试验探索阶段，缺乏相应基础理论的支撑，因此如何形成一套适用于我国页岩气藏特征的水平井分段压裂技术还需深入研究。

1 页岩储层工程地质特征1.1 储层物性研究区主要目的层为志留系下统龙马溪组-奥陶系上统五峰组，储集岩岩性主要为泥岩类，包括粉砂质泥岩、灰质泥岩、碳质泥岩和泥岩。

根据岩心实验分析，龙马溪组地层孔隙度1.22~7.12%，平均5.81%，渗透率0.0024~2.7207×10-3μm2，平均0.1425×10-3μm2。

1.2 岩石矿物成分对取心层段4353.05-4353.25m，4357.02-4357.20m，4362.37-4362.55m进行全岩矿物X射线衍射分析和黏土矿物X射线衍射分析，结果表明：脆性矿物中石英含量最高，含量在35.1~65.6%之间，平均48.5%；其次为长石，平均含量6.2%；白云石、方解石平均含量分别为9.1 %，5.9%。

页岩气井水力压裂技术及环境问题探讨_钱伯章

天然气与石油NATURAL GAS AND OIL2013年2月0前言高油价时代，页岩气作为一种新的绿色能源，正在被世界各国所追捧。

美国页岩气开发始于1821年，是世界上页岩气勘探开发最早的国家。

近几年，页岩气大规模商业性开发改变了美国能源格局［1-2］。

它的快速发展，一靠竞争的市场机制，二靠竞争所带来的技术创新。

页岩气最主要的开采方式是水力压裂技术，水力压裂技术需要大量的水资源，容易带来严重的环境污染和生态破坏问题。

相反，也有一些环保主义者肯定了页岩气开发的正面影响，因为页岩气相比石油和煤炭更为低碳。

对此，不同学者有不同意见，然而个人认为水力压裂开发页岩气技术的关键在于寻找环保与开发的黄金结点，在环保忧虑之下，采取一些具体的补救措施，使页岩气开发技术更为成熟环保，此项研究具有重要的现实意义。

1页岩气压裂增产技术在页岩气开发方面，美国主要采用了水平井和水力压裂技术，后者还包括清水压裂技术、多段压裂技术、同步压裂技术、重复压裂技术等，同时，还可结合先进的储层预测评估技术、裂缝监测技术以及随钻测量技术等进行应用分析［3］。

1.1清水压裂技术目前美国页岩气开发最主要的增产措施是清水压裂技术，即将添加了减阻剂的清水作为压裂液。

这种压裂液主要成分是水、少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂。

主要使用这种低成本压裂液，那是因为水是一种低黏度流体，更容易产生一些复杂的裂缝网络，而且很少需要清理，是一种清洁压裂技术，可提供更长的裂缝，并将压裂支撑剂运到远处裂缝网络，在Barnett等低渗透油气藏储层改造中可取得很好的压裂效果。

1.2重复压裂技术重复压裂技术用于在不同方向上诱导产生新的一些裂缝，从而增加裂缝网络，以便提高生产能力。

如果初次压裂已经没有效果，或现有的支撑剂已经损坏，那么对该井进行二次压裂将重建储层线性流，最终采收率估页岩气井水力压裂技术及环境问题探讨钱伯章１李武广２１．上海擎督信息科技公司金秋能源石化工作室，上海２００１２７；２．中国石油大学（北京）石油工程学院，北京１０２２４９摘要：水力压裂法开采天然气时，用高压将混有化学物质和沙子的水注入到地下页岩层，在高压下用水压裂岩石，同时用沙或其他物质支撑裂口，使页岩破碎释放出气体。

深层页岩气水平井体积压裂技术

深层页岩气水平井体积压裂技术一、本文概述随着全球能源需求的不断增长，页岩气作为一种重要的清洁能源，正逐渐在能源领域中占据重要地位。

其中，深层页岩气资源的开发更是当前石油天然气工业面临的重要挑战和机遇。

深层页岩气储层具有低孔、低渗、非均质性强的特点，传统的开发技术难以满足其高效开发的需求。

因此，本文重点探讨了深层页岩气水平井体积压裂技术，旨在通过该技术提高页岩气储层的改造体积和导流能力，从而实现深层页岩气的高效开发。

本文首先介绍了深层页岩气储层的特点和开发难点，阐述了体积压裂技术在深层页岩气开发中的重要性。

随后，详细阐述了深层页岩气水平井体积压裂技术的原理、工艺流程、关键技术和装备，以及在实际应用中的效果分析。

总结了深层页岩气水平井体积压裂技术的发展趋势和未来研究方向，为相关领域的科研人员和技术人员提供参考和借鉴。

通过本文的研究，旨在为深层页岩气的高效开发提供有力的技术支持，推动页岩气产业的可持续发展，为实现全球清洁能源转型做出积极贡献。

二、深层页岩气地质特征深层页岩气储层通常位于地下数千米的深处，其地质特征相较于浅层页岩气储层具有显著的不同。

深层页岩气储层的地层压力普遍较高，这增加了钻井和压裂作业的难度。

深层页岩气储层的岩石矿物成分、有机质含量、热成熟度等参数也会随着深度的增加而发生变化，从而影响页岩气的生成和聚集。

深层页岩气储层中的裂缝系统通常更加复杂，裂缝密度和走向多变，这给体积压裂技术的实施带来了挑战。

为了有效开发深层页岩气资源，需要对储层的地质特征进行深入研究和精细描述，包括储层的厚度、埋深、岩石类型、有机质丰度、成熟度、含气性、物性特征、应力场特征以及裂缝系统等。

还需要对深层页岩气储层的温压系统进行准确预测，以确保钻井和压裂作业的安全和有效。

在此基础上，结合地质特征和工程技术要求，制定适合深层页岩气储层的体积压裂技术方案，包括压裂液的选择、压裂参数的优化、裂缝监测和评估等，以实现深层页岩气的高效开发。

开采页岩气的压裂新技术

与大家共享：开采页岩气的压裂新技术潘存焕（2012年8月）常规的页岩气开采技术主要是水力压裂技术。

所谓的水力压裂就是通过将压裂液压入油井中，将岩层压裂，产生高导流能力的裂缝通道，再注入支撑剂（主要是石英砂）撑住裂缝，进而提高油气采收率的一种石油开采工艺。

在页岩气开采所使用的压裂液中，98%都是水，剩下2%的成分是化学添加剂。

在压裂结束后，约有30%-70%的压裂液会被抽回地面，称之为“返排水”。

这些返排水通常会有四种处理方式：循环利用、处理后排放到河流中、注入地下水以及储存在露天的蓄水池中。

一些环境保护主义者认为水力压裂会造成压裂液中的化学物质和页岩气（主要是甲烷）混入地下水中，返排液处置不当也会污染地表水。

因此，随着人们对水资源和环境问题的重视，国外各公司都加大了水力压裂替代技术的投入。

2011年11月第一届世界页岩气大会将创新奖颁给了加拿大Gas Frac公司，以奖励他们在无水压裂技术上的突破性贡献——LPG（液化石油气）压裂。

LPG压裂在地下的表现完全与水力压裂不同。

LPG 在压裂过程中会因为压力和高温而气化，因此会与天然气一起被重新抽回地面，进行分离并最终做到重复利用。

这种压裂手段相比于传统的水力压裂技术来说基本不需要水，也无需投入成本处理废水，极大地缓解了对环境和水资源的压力。

但这项技术的推广现在还存在难度，首先是LPG比水的成本要高，而且美国工业界已经建立了较为完善的水力压裂作业体系，生产商缺乏技术替换的动力。

其次是该技术尚不成熟，其安全性还有待检验。

2011年1月，在加拿大阿尔伯塔省一个采用LPG压裂技术的开采现场发生了一起火灾，三名工人被烧伤。

Gas Frac公司表示未被检测到的LPG泄漏是该起事故的罪魁祸首。

现在，该公司正不断改进技术并完善安全标准，同时也希望到那些对环境和水资源要求高的页岩气产地进行作业。

一些对水力压裂持反对态度的地方，比如美国纽约州，也将本地区页岩气资源开发的希望寄托在了LPG压裂等无水压裂技术的进步上。

页岩气水平井压裂效果影响因素分析

页岩气水平井压裂效果影响因素分析摘要：随着经济的快速发展，社会在不断的进步，页岩气勘探开发过程中，应用水平井的钻探，提高薄差储层的页岩气的产能。

基于页岩气的特性，采用水力压裂的方式，才能达到开发的条件。

对影响页岩气水平井压裂效果的因素进行分析，采取必要的应对策略，合理解决页岩气水平井的压裂技术问题，提高页岩气开发的效率。

关键词：页岩气水平井；压裂效果；影响因素；分析引言页岩气的储层具有低孔低渗的特点，采取水力压裂施工技术措施，提高储层的渗透性，达到开采页岩气的条件。

针对页岩气水平井的压裂技术特点，合理解决影响压裂施工效果的因素，提高水力压裂施工的效率，满足页岩气开发的技术要求。

1页岩气概述页岩气是一种典型的非常规天然气，在页岩气藏中，页岩地层既是气源岩也是储层及盖层，它是产自极低渗透率、富有机质的页岩地层中的天然气。

页岩气藏是以富有机质页岩为气源岩、储层或盖层，在页岩地层中不间断供气、连续聚集而形成的一种非常规天然气藏。

页岩气是指在富有机质页岩地层中，主要以吸附、游离状态为主要方式存在并富集的天然气。

它是天然气生成以后直接储存在富有机质的烃源岩层内，具有“原地”成藏的特点。

页岩气主体上以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其他储集空间中，吸附状态（大约50%）存在于干酪根、黏土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态存储于干酪根、沥青质及石油中。

页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，其特殊的赋存方式使之不受构造因素控制，因此，有人把它归属为“连续性气藏”。

2页岩气水平井的压裂施工页岩气属于非常规的天然气，储存在致密性的页岩中，开发的难度比较大，采取水力压裂技术措施，达到开采的条件。

针对页岩气水平井的压裂施工，采取最优化的水力压裂技术措施，才能达到预期的压裂效果。

针对页岩气的水平井采取清水压裂与同步压裂相结合的方式，提高水力压裂施工的效率，满足页岩气开发的需要。

清水压裂技术的应用，将减阻水作为压裂液，少量的砂作为支撑剂，应用于天然裂缝比较发育的页岩气井的压裂施工，达到压裂的施工效果，能够满足页岩气水平井压裂的技术要求。

页岩气水平井射孔压裂技术

四、微地震监测技术
检波器位于压裂井旁边，它将先接收震源信号，然后将接收到的震源信号进行资料处理，最后反推出震源所在的空间位置，这个震源位置就代表了裂缝的位置。右侧所示为微地震监测示意图。
微地震监测示意图
四、微地震监测技术
微地震波到时确定方法示意图
四、微地震监测技术
4.2微地震监测技术野外施工的一般过程包括：数据采集、数据处理、正演地质建模、反演定位、压裂效果的解释。
一、水平井射孔层段优化
射孔层段优化设计孔隙度的确定可选用声波测井解释孔隙度值，也可选用岩心分析的有效孔隙度加权平均值。地层压力的确定可选用电缆重复式地层测试器测得的地层压力，也可选用预测的地层压力或邻井同层位地层压力。井底流动压力探井选用根据地层条件及试油工艺进行预测的井底流动压力。开发井选用根据地区、地层条件及开发部署要求预测的井底流动压力。油井半径选用钻井时使用钻头的半径。
产生的裂缝
四、微地震监测技术
SRV估算
压裂过程实时监控—2012非常规技术报告
主要内容
一、水平井射孔层段优化
二、射孔方案设计
三、水平井工厂化压裂方案设计
四、微地震监测技术
五、压前裂缝预测
六、压后裂缝评估
七、产量预测
五、压前裂缝预测
水平井压裂可能产生的四种形态在不同的地应力和井筒方位下，水平井压裂形成的裂缝形态也不相同
五、压前裂缝预测
六、压后裂缝评估
七、产量预测
一、水平井射孔层段优化
页岩属于一种超低渗透率储层，属于“纳达西” 渗透率地层，所有储层必须经过压裂才能投产。而水平井压裂又是形成页岩气工业性气藏和提高产能的重要手段，页岩气水平井压裂过程中，射孔层段的选取对页岩层水平段的开发至关重要，是页岩气获得工业产能的重要手段。

页岩气水平井开采及分段压裂技术浅悉

页岩气水平井开采及分段压裂技术浅悉提高页岩气开采率的有效方法是通过对页岩石采取分段压裂技术，来改善导流率和有效渗透面积。

本文分析了我国页岩气分段压裂技术的发展现状。

在页岩石的开采过程中，水平井开采技术可以提高页岩气产量和页岩气返排率。

随着我国的科学技术不断发展，水平井裂开采正在逐步运用到页岩气开采过程中，由于页岩气在渗透和解吸之间强烈的相互作用，这使得页岩气的开采工作变得复杂和困难，需要不断优化开采技术，优化页岩气开采技术是提高开采效率的有效方法。

标签：页岩气水平井;开采;分段压裂技术由于地层中页岩气分布较广且储量较大，使得页岩气勘探工作的困难性远大于传统的常规和非常规天然气，并且页岩气的开采隐藏着很大的安全问题，这对开采技术提出了较高的要求，页岩气具有很大的商业价值，页岩气的开采问题是一个值得关注的问题。

然而，页岩气储存具有很强的致密性，因此，当通过常规方法分解页岩气时，分解效率通常较低并且可开采范围较小。

因此，对页岩气的开采方法作出进一步研究具有重要意义，以提高开采量，传统的开采方法不仅开采速率慢，而且经常会发生重大安全问题，与当前我国的商业发展不相容，为此，新开发出的水平井分段压裂技术成为页岩气开采的主要方法，但是还需持续优化和改进，开发出高效率的开采技术是目前页岩气开采的主要研究问题。

1水平井压裂方式选择采用水平井分段压裂技术，设计方法与完井方法类似，确定井位位置，确定钻井路径等都必须满足设计要求。

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，裸眼完井实现了节省时间并保护了井壁的优点，但存在以下缺点：例如，难以准确确定井壁的不稳定和裂缝的位置，一旦出现沙子堵塞现象，就不能再进行有效的开采工作，套管完井的优点是裂缝技术相对成熟，因为它可以有效地控制裂缝的初始点。

然而，时间成本的提高和固井质量的差异也对相应工作的进展产生影响。

因此，要根据实际情况采取相应的开采技术，比如在井壁应力相对集中的页岩气中采取套管完井开采技术比较好，如果井壁稳定良好，可以使用裸眼完井技术进行开采。

页岩气水平井完井压裂技术综述

天然气与石油NATURAL GAS AND OIL2012年2月0前言页岩层可以作为气体的源岩和储集岩，储层具有连续分布、低孔、特低渗、脆性较高等特性。

页岩中的天然气以三种形式存在：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［1］。

这些不同的储集机理直接影响着页岩气开发的方式、速度和效率。

全球能源研究估计，大型页岩气资源主要分布在北美、拉丁美洲和亚太地区。

近期研究表明，美国的页岩气资源约为415000×108~520000×108m3，加拿大约为140000×108~170000×108m3，我国主要盆地和地区的页岩气可采资源量大约为260000×108m3，而对其它地区的资源状况研究非常有限。

美国页岩气开发的经验表明：增产技术尤其是水力压裂技术，对于页岩气的开发是至关重要的，其它重要的技术包括水平井/定向井钻井以及油藏描述技术。

1页岩气完井巴内特（Barnett）页岩是美国最先获得成功开发的页岩气层，也是当前美国最高产的页岩气田，已成为美国甚至全球其它页岩气田开发的典范。

巴内特页岩开发初期采用直井开发，但生产效果并不理想，2000年前后，转向水平井开发，产量得到3~5倍的提升。

当前，美国页岩气新井几乎都采用水平井，深度通常在1200~2500m之间，并且采用长曲率半径（10°~ 15°/30m）造斜，便于后期措施改造。

通常水平段长度在600~1500m之间，随着水平井作业技术的进步，最新的水平段长度超过了3000m。

多数Barnett页岩井水平段端部都比跟部略高（15~45m），这样有利于压裂时返排和产水后产出水流向最低的跟部。

水平井完井方式经历了从套管完井向裸眼完井方式的转变，见图1。

早期的水平井通常采用114.3mm （41/2"）或139.7mm（51/2"）套管完井，压裂采用可钻桥塞实现多级压裂。

水平井压裂工艺技术现状及展望

水平井压裂工艺技术现状及展望1. 引言1.1 研究背景水平井压裂是一种通过注入高压液体使岩石裂缝扩展，从而提高油气流动性的技术。

随着油气资源勘探难度的增加和需求的持续增长，水平井压裂技术逐渐成为油气开发中的重要手段。

研究人员通过不断改进和创新，使水平井压裂技术在提高产能、延长井寿命、降低成本等方面取得显著成效。

研究背景部分主要围绕水平井压裂技术在油气开发中的重要性展开，包括技术的发展历程、应用范围和取得的成果等方面。

还需对当前水平井压裂技术存在的问题和局限性进行分析，为后续的技术展望和发展方向提供参考。

水平井压裂技术的研究背景可以帮助读者全面了解该技术的来源、发展和应用背景，为正文部分的技术现状分析和展望打下基础。

1.2 研究目的研究目的是深入探讨水平井压裂工艺技术在油气勘探开发中的应用现状及存在的问题，进一步分析其在提高油气产量、延长井筒寿命、降低生产成本等方面的优势和局限性。

通过对当前水平井压裂工艺技术的实际案例进行分析，总结出其在不同地质条件下的适用情况，并对未来水平井压裂工艺技术发展方向和应用前景进行展望。

本文旨在探讨水平井压裂工艺技术在提高油气资源开发利用效率、保障能源安全、推动油气行业可持续发展方面的重要性，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

2. 正文2.1 水平井压裂工艺技术现状分析水平井压裂是一种常用的油气田开发技术，通过水平井钻井技术和压裂技术结合应用，可以有效提高油气田产量。

目前，水平井压裂工艺技术在油气田开发中得到了广泛应用，取得了显著的效果。

水平井压裂工艺技术可以有效提高储层的产能。

通过水平井的钻井，可以延长井底与储层的接触长度，从而提高了储层的开采效率。

通过压裂技术，可以有效破裂储层岩石，增加储层的渗透率，提高了油气的采收率。

水平井压裂工艺技术可以减少油气井的生产成本。

相比传统垂直井，在水平井的钻井工艺中，可以减少钻井长度和材料消耗，从而减少了工程投入。

水平井的压裂技术可以避免井底多次压裂导致的井壁损坏和井筒塌陷问题，减少了维护成本。

水平井压裂工艺技术

水平井压裂工艺技术随着油田开发和开采工作的不断深入，如今的油藏压力已经迅速下降，这对油田的开发和生产带来了巨大的挑战。

为了解决这一问题，水平井压裂工艺技术应运而生。

水平井压裂工艺技术是一种通过使用高压泵将带有特殊添加剂的液体注入到水平井中的一种工艺。

这种添加剂旨在增加岩石的孔隙度和渗透率，从而提高油藏的产能。

压裂技术的原理是在岩石裂缝中注入高压液体，以破裂岩石并扩大裂缝，使更多的油或气能够流入到井筒中。

水平井压裂工艺技术主要由以下步骤组成：1. 确定压裂目标：通过分析油藏的地质特征、储层性质、石油和天然气存在的形式等因素，确定进行压裂的目标位置。

2. 编制施工方案：根据目标位置，制定压裂施工方案，包括压裂液的配方、注入压力和流量的控制等。

3. 钻井和完井：按照施工方案进行钻井和完井，将水平井和储层连接起来。

4. 压裂注水：使用高压泵将特殊添加剂配制成的压裂液注入到水平井中，通过岩石的裂缝和孔隙进入到储层中。

5. 压裂压力监测：监测压裂过程中的压力变化，以确保压裂液能够充分地破裂岩石并扩大裂缝。

6. 压裂液回收：在压裂注水后，对压裂液进行回收处理，以避免对环境造成污染。

通过水平井压裂工艺技术，可以有效地改善油田的产能和生产效率。

此外，这种技术还可以降低开采成本和环境影响，提高油气的回收率和利用率。

与传统的垂直井开采相比，水平井压裂工艺技术具有以下优势：1. 压裂液注入量大：水平井具有较大的井筒面积，可容纳更多的压裂液注入，从而增加油藏的产能。

2. 压裂液分布均匀：由于水平井具有较长的井段，压裂液在井段中的分布相对均匀，能够更好地破裂岩石并扩大裂缝。

3. 压裂程度可控：水平井压裂过程中，压裂液的注入流量和压力可进行实时调整和监测，以控制压裂程度，避免过度压裂造成资源浪费。

4. 压裂液回收高效：由于水平井压裂工艺技术能够将压裂液注入到靠近油藏的位置，使得压裂液回收更加高效，降低对环境的影响。

综上所述，水平井压裂工艺技术是一种有效提高油田产能和生产效率的工艺技术。

页岩气水力压裂技术及工具浅析

一
ＲａｐｉｄＦｒａｃ完井系统明显优势，完井时间比传统技术缩短了一半以上，生产动态效果显著，该技术在提高完井效率方面取得了较大进
４结论
４．１多级压裂工艺适用于产层较多，水平井段较长的生产井，且
工具能够承受较高的温度和压裂差，能较大缩短压裂施工时间；步。４．２泵送桥塞射孔联作多级压裂技术优点是分段级数不受限２泵送桥塞射孑Ｌ联作多级压裂系统适合多层压裂改造；页岩气桥塞多级压裂技术属于机械封堵分层压裂技术，适用于制，４－３水力喷射压裂不受完井方式限制，尤其适用于裸眼完井的套管井，由于其具有分层压裂段数不受限制、压裂层位定位精确、封
・
８６・
科技论坛
页岩气水力压裂技术及工具浅析
王倩（辽宁石油化工大学教育实验学院，辽宁抚顺１１３０００）摘要：页岩气储层往往呈现低孔隙度和低渗特性等特点，钻完井后一般需经压裂改造后才能得到可观的经济产量。本文结合国外岩气的开采和压裂工具的应用情况，分析对比了水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术、泵送桥塞分段压裂技术以及水力喷射分段压裂技术的施工工艺，为国内页岩气的开采提供一定的借鉴经验。关键词：页岩气；多级压裂；桥塞；水力压裂页岩气作为一种新兴的能源，在世界各地具有丰富的存储量，但页岩气井钻完井后只有极小量天然裂缝特别发育的井可直接投入生产，大部分都需要压裂改造后才能得到可观的经济产量『】－２］。目前国外从分段压裂工艺方面看，主要分水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术、泵送桥塞分段压裂技术和水力喷射分段压裂技术；从压裂工具方面分析，主要有可膨胀封隔器／裸眼封隔器＋滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂，水力喷射压裂等。１裸眼封隔器投球滑套多级压裂技术封隔器投球滑套多级压裂技术一般采用可膨胀封隔器或者裸眼封隔器，根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，水力压裂施工时水平段最趾端滑套为压力开启式滑套，其它滑套通过投球打开，从水平段趾端第二级开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工［３１。水平裸眼井多级压裂目前在北美页岩气图１裸眼封隔器投球滑套多级压裂压裂开采中应用较多，其关键零部件在于封隔器和滑套的可靠性和３水力喷射多级压裂安全性能，以及决定压裂施工效果的套管外封可膨胀封隔器和开启水力喷射分段压裂是一种最有效的压裂增产措施，其喷射流体滑套的高强度低密度球材料等。在底层中形成裂缝Ｈ，通过油套环空泵入液体使压裂层压力小于裂ＱｕｉｃｋＦＲＡＣ和ＰａｃｋｅｒｓＰｌｕｓ公司是研制多阶段压裂系统的先缝延伸压力，射流出口周围流体速度最高，其压力最低，射流流体卷驱，目前已多达７７５０个系统，并研发了ＱｕｉｃｋＦｒａｃ和ＳｔａｃｋＦｒａｃＨＤ一起进入页岩目的层，驱使裂缝向前延伸，因目的两套最先进的裸眼多级压裂系统。ＱｕｉｃｋＦｒａｃ是一次投入一个封堵吸环空周围液体，层压力低于裂缝延伸压力，所以在喷射压裂下一层时，以前压开层球开启多个滑套的多级压裂批处理系统，可满足１５次投球进行开段裂缝不再延伸。水力喷射压裂技术可以在裸眼、筛管完井的水平启６０级滑套的多级压裂的施工。ＳｔａｃｋＦｒａｃＨＤ高密度多级压裂系也可以在套管井中进行，施工安全性高，可以用统，该系统可以多次投入同一尺寸封堵球开启多级滑套，有效增加井中进行加砂压裂，趟管柱在水平井中快速、准确地压开多条裂缝，水力喷射工具可压裂级数。贝克休斯的ＲａｐｉｄＦｒａｃ多级投球打滑套压裂系统可实现快速、以与常规油管或连续油管相连接入井。水力喷射工具的关键部件是喷嘴，喷嘴的耐用性和可靠性是制连续的水力压裂。每两级滑套之间可以选用液压座封裸眼封隔器或约页岩气水平井水力喷射改造的瓶颈。现阶段制造喷嘴的材料主要自膨胀封隔器。压裂完成一级后投球泵送打开下级滑套，如此逐级有硬质合金、陶瓷、人造宝石、金刚石等。但是由于金刚石和人造宝进行压裂。整体压裂完毕，密封球被从井内返排处地面。石成本高，目前水力喷射压裂用喷嘴主要由硬质合金和陶瓷加工制Ｂｒｉｇｈａｍ勘探公司和Ｗｉｌｌｉａｍ生产公司率先采用该技术，造。随着页岩地层深度不断加深，地层压力增高，喷射压力也高喷射Ｗｉｌｌｉａｍｓ钻出了两口井进行对比，一口井使用传统的“ 堵塞＋射孔 ” 速度越快，要求喷嘴材料的硬度和耐磨性也越高。的压裂系统，另外一口井使用ＲａｐｉｄＦｒａｃ系统。结果表明，新的

页岩气开采压裂技术分析与思考

页岩气开采压裂技术分析与思考于志伟（长城钻探压裂公司，辽宁盘锦124000）摘要：页岩气和天然气有所不同，必须使用相对特殊的技术进行开采。

目前，全球已经形成了非常多的开采技术,但在众多开采技术中，尚须对这些技术进行全面的分类和分析。

文章主要对页岩气中的开采技术进行了阐述，同时对众多技术中选取主要技术进行综合与分析，以推动页岩气开采压裂技术进一步完善，进而推动页岩气开采业高质量发展，进而满足中国经济社会对能源的需求。

关键词：页岩气；开采;压裂技术;分析0引言虽然我国页岩气资源比较丰富，但是因为页岩层的渗透率比较低，同时页岩气井在完井后必须通过储层的改造方能取得更为理想的产量，所以页岩气的开采压裂技术就成为了页岩气开采的主要手段之一。

页岩气主要是在吸附或者游离形态下保存在泥岩或高碳泥岩以及页岩、粉砂质岩类的夹层中间的天然气，尽管吸附和游离状态下的相天然气是存在在一起的,不过对于页岩气开发却是可以不用排水降压。

因为随着页岩气中游离状态下的相天然气采出，是可以在自然的条件下来达到压力降低的目的，由此导致吸附相和少数溶化相天然气的游离化状态,进一步来完成以及提高天然气产能，同时也达到完成长远稳产的目的。

又因为页岩的孔隙度以及渗透性较低导致天然气的生产率、采收率同时也很低,于是页岩气最终的采收率凭借于非常有效的压裂措施，因而压裂技术与开采的工艺会很直接的影响页岩气井的经济效益。

1压裂技术的特点致密油气储层的增产改造的方法必须要使用压裂技术，以此种方法来改善天然的裂缝，运用此种方法的同时又可以加强水力人工裂缝，同时以更大的可能来打开与连通的天然裂缝，从而产生大量的裂缝网络,最后来取得更大的页岩气开采所带来的经济效益。

现在而言,平常使用的压裂技术有清水压裂技术、多级压裂技术、重复压裂技术、水平井分段压裂技术、水力喷射压裂技术、同步压裂技术等等。

对于这几种技术当中水平井分段压裂技术尤以美国进步最快，然而清水压裂技术则是以最低成本等相关优势而具备比较广阔的发展前程。

页岩气水平井完井压裂技术分析与研究

2020年25期技术创新科技创新与应用Technology Innovation and Application页岩气水平井完井压裂技术分析与研究王茂森（庆阳职业技术学院，甘肃庆阳745000）页岩气是一种蕴藏在页岩层当中的天然气资源，我国的页岩气可开采储量相对较大。

在对页岩气进行开采时，需要钻水平井，为进一步扩大井筒与储层之间的接触面积，可以在水平井完井的过程中，对压裂技术进行合理运用。

下面就页岩气水平井完井压裂技术展开分析探讨。

1页岩气水平井完井及压裂方式的选择1.1与水平井完井相适应的压裂方式水平井作为一种特殊井，它的井斜角接近90毅，采用压裂技术对此类井段进行完井的过程中，必须保证压裂方式与完井方式之间具有良好的适应性，否则可能会对完井效果造成影响。

鉴于此，在应用压裂技术对水平井进行完井时，需要对压裂方式进行合理选择，这是确保完井质量的前提。

现阶段，页岩气水平井段较为常用的完井方式有两种，分别为套管完井和裸眼完井。

（1）与套管完井方式相适应的压裂方式为泵送桥塞，这种压裂方式的特点如下：对裂缝的初始点具有良好的控制效果，可以保证井眼的稳定性，对于生产测井非常有利，成熟度比较高、风险相对较低，不足之处在于等待时间长。

（2）与裸眼方式相适应的压裂方式为封隔器加滑套，该方式的特点体现在如下几个方面：能够节约作业时间，且作业过程中不需要进行固井，井壁上存在的自然裂缝均不会遭到破坏。

实际应用中发现，该方式的缺点较多，比如井壁的稳定性比较差，容易出现坍塌，完井的复杂程度较高，无法对裂缝的位置进行精确控制，一旦出现砂堵，很难处理。

由上述分析不难看出，泵送桥塞分段压裂方式的优点更多、缺点更少，因此，可将该压裂方式作为页岩气水平井完井方式的首选。

1.2泵送桥塞分段压裂在页岩气水平井完井作业中，最为适宜的压裂方式为泵送桥塞，该压裂方式的具体工艺流程如下：第一段采用油管传输射孔，将射孔枪连接到油管柱的下部，送入井下预定深度后，通过调整油管的深度，使射孔枪对准射孔层位后打出射孔弹，从环形空间完成第一段压裂；随后使用凝胶对井筒进行冲洗，借助液体泵将桥塞工具送入井内；引爆座封桥塞，借此来使桥塞与射孔枪相分离，同时进行试压；拖动电缆，将射孔枪带至射孔段后进行射孔，完成射孔后，将电缆从井内拖出，并对第二层进行压裂。

页岩气水平井完井压裂技术分析与研究

页岩气水平井完井压裂技术分析与研究摘要：通过对页岩气水平完井情况的分析和分级方法的选择，探讨了页岩气水平井完井压裂技术的优化与应用好吧。

它希望能帮助水平井分馏技术在页岩气井的应用。

关键词：页岩气；水平井完井；压裂技术页岩气是页岩气藏中的一种天然气资源，我国页岩气可采储量较大，为了进一步扩大井与储层的接触面积，可在水平完井过程中合理应用分馏技术井。

跟随页岩气水平完井裂缝成因分析与探讨。

1 页岩气水平井完井及压裂方式的选择1.1 与水平井完井相适应的压裂方式水平井作为一口特殊的井，其倾角接近90度。

在用压裂法完成这类井的划分时，要保证压裂法与补充法具有良好的适应性，否则可以会对完井效果造成不必要的影响。

鉴于此，在水平完井应用压裂技术时，有必要选择合理的压裂方法，这是保证完井的前提，目前页岩气水平井段常用的两种互补方法，即封井和裸眼完井。

（1）与套管完井方式相适应的压裂方式为泵送桥塞，这种压裂方法的特点是：对裂缝点控制效果好，能保证井眼的稳定性，对生产测井非常有利，成熟度高，风险相对较低，缺点是等待时间长。

（2）与裸眼方式相适应的压裂方式为封隔器加滑套，这种方法在操作过程中不需要破坏墙体，而且这种方法在施工过程中不会出现轻微的裂缝，而且这种方法在施工中也不会表现出很高的稳定性。

对于无法正确控制裂缝位置的完井，一旦发生砂凝块，就很难处理。

从以上分析不难看出，泵桥塞开裂有其优点，缺点较少。

因此，该研磨方法可作为页岩气水平井完井的首选方法。

1.2 泵送桥塞分段压裂水平配制页岩气时，最合适的裂解方法是泵塞。

将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱的下段连通，然后将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱连通，所述射孔枪与所述穿孔层相适应，完成所述环的第一段间隙。

骨折然后用凝胶冲洗钻孔，用液体泵将桥塞送入井内，引爆桥塞，使桥塞与射孔枪分离，同时进行试压，拉动电缆将射孔枪带到射孔段射。

射孔后，将电缆从井内拔出，并将另一根断开层。

之后为了实现多物种跟踪目标，可在第二部分重复完成第一阶段的开裂，它是这种摔跤方法最突出的元素是分数段的数量没有受到限制。

页岩气藏水平井分段压裂技术

页岩⽓藏⽔平井分段压裂技术页岩⽓藏⽔平井分段压裂技术摘要：据中⽯油勘探开发研究院廊坊分院2008年预测数据显⽰，我国页岩⽓资源量为30万亿⽴⽅⽶，这在很⼤程度上能够有效地缓解我国能源紧缺的局⾯[1]。

页岩⽓藏属于典型的低渗透率、低孔隙度的⾮常规天然⽓藏，由于其特殊的地质条件，常规的开发技术⽆法直接适⽤于页岩⽓藏的⽣产。

因此，页岩⽓藏能够成功开发的关键在于压裂技术的进步，⽽⽔平井分段压裂技术已成为开发页岩⽓的关键技术。

本⽂根据页岩⽓藏的分布、地质条件以及发展前景，通过详细介绍⽔平井分段压裂技术与微地震监测技术，以期能解决当前⽔平井分段压裂技术相关难题，并对裂缝进⾏实时监测以提⾼采收率，加快页岩⽓开采进程。

关键字：页岩⽓藏；⽔平井；分段压裂技术；裂缝监测技术；增产；开采前⾔页岩⽓藏属于典型的低渗透率、低孔隙度的⾮常规天然⽓藏，在我国油⽓资源⾥占有很⼤的⽐重。

但其开发成本⾼、难度⼤，⽽其特殊的储层特征⼜决定了开发这类储层必须采⽤强化⼿段——储层压裂改造技术，改善油⽓流渗流条件，从⽽达到有效的开采⽬的。

压裂改造储层不仅可使页岩⽓以⾼的初始产⽓量，较快地收回⽣产投资，⽽且可以延长压裂初始⾼产后的相对稳产期，使⽓井寿命持续30年左右。

储层实施压裂改造后需要有效的⽅法来确定压裂作业效果，获取压裂诱导裂缝、导流能⼒、⼏何形态、复杂性及其⽅位等诸多信息，改善⽓藏压裂增产作业效果以及⽓井产能并提⾼页岩⽓采收率。

1 页岩⽓藏基本特征1.1 页岩⽓藏的分布根据地质历史及其变化特点，可将我国的页岩⽓发育区划分为四⼤区域：南⽅、华北⼀东北、西北及青藏四⼤地区（见图1）。

南⽅古⽣界发育寒武系、志留系、⼆叠系海相⿊⾊页岩建造，分布稳定，埋藏深度浅，有机质丰度⾼，在保存条件好的地区，有利于页岩⽓的形成与富集。

其中，寒武系页岩较为典型，厚度在200~1000m，分布较稳定；有机碳含量在1.5%~ 5.0%，普遍较⾼；热演化程度⼀般在2%以上，以热成熟⽓为主。

页岩气水平井水力压裂技术

页岩气水平井水力压裂技术【摘要】中国的页岩气资源量非常丰富，但页岩气的开发起步比较晚，目前还处于最初阶段。

本文详细的介绍了页岩气压裂改造机理，以及目前页岩气开发中常用水平井压裂工艺的原理和主要做法，包括水平井复合桥塞多段分簇压裂技术、连续油管水力喷射分段压裂技术、水平井多井同步体积压裂技术，通过对各种工艺详细分析，在页岩气开发上又取得了一些新的认识。

【关键词】页岩气水平井缝网压裂体积压裂页岩气赋存于富含有机质的泥页岩及其夹层状的泥质粉砂岩、砂岩、灰岩、白云岩混合岩相地层中，主要由吸附气和游离气两部分组成。

页岩气藏的烃源岩多为沥青质或富含有机质的暗色泥页岩和高碳的泥页岩类，储层厚度一般为15～100m，孔渗条件差，通常需要压裂改造才能获得工业产量。

我国页岩气十分发育，资料显示，中国的页岩气资源量约为（21.5～45）×1012 m3，中值为30.7×1012 m3。

1 压裂机理页岩气资源丰度低，最大限度增加储层的改造体积是压裂的主要目的。

为达到储量的体积动用，主要采用“缝网压裂”技术，机理为：当裂缝延伸净压力大于两个水平主应力的差值与岩石的抗张强度之和时，容易产生分叉缝，多个分叉缝就会形成“缝网”系统，其中以主裂缝为“缝网”系统的主干，分叉缝在距离主缝延伸一定长度后，又恢复到原来的裂缝方位，最终形成以主裂缝为主干的纵横“网状缝”系统。

页岩气储层要实现体积动用，主要取决于页岩的可压性。

页岩的脆性越大，越容易形成网状裂缝；而脆性越小，则形成网状裂缝的可能性越小。

脆性指数主要由矿物成分[2]和埋藏深度决定。

水力压裂在富含硅质、钙质的页岩中要比在富含粘土质页岩中更容易形成缝网，一般要求石英、长石、方解石矿物含量大于30%，粘土含量＜25%。

脆性指数与埋深呈负相关关系，埋深变浅，脆性增加。

2 水平井复合桥塞多段分簇体积压裂体积压裂通过优化段间距，采用“分段多簇”射孔、加密布缝，利用缝间应力干扰，促使裂缝转向，形成缝网。