页岩气压裂施工质量技术研究

页岩气压裂施工质量技术研究

青加伟

江汉石油工程井下测试公司  430205

【摘要】目前我国对页岩气的开发处于开发阶段，由于页岩气层渗透率低，因此对页岩气开发技术的要求较高，本文在页岩气压裂施工技术概念的基础上，对影响页岩气压裂施工质量的因素展开分析，并重点阐述了页岩气压裂施工技术的主要工艺，旨在为我国页岩气压裂施工质量技术研究提供参考，促进我国页岩气的开发。

【关键词】页岩气；开发；施工质量；技术研究

前言

基于目前我国页岩气开发技术现状，加强对我国页岩气压裂施工质量技术研究，提高我国页岩气施工质量，促进我国页岩气压裂施工技术的发展，对我国的经济发展具有不容忽视的意义。

1.页岩气压裂施工技术介绍

页岩气一般是指以吸附态和游离态存在于富有机质泥页岩及其夹层中，并富集的天然气，其特点主要有自生自储、低孔、低渗、无气水界面、大面积低丰度连续成藏等。而页岩气层具有低孔特征以及极低的渗透率，因此应用于页岩气开发的主体技术主要是压裂，目前，页岩气施工技术主要有分簇射孔、水平井套管完井、快速可钻式桥塞封隔、"滑溜水＋线性胶"分段压裂、大规模滑溜水、同步压裂等，其中页岩气压裂技术为主要技术[1]。了解各地区的页岩气储层特点以及各种开发技术，加强对各类压裂施工技术的研发及应用力度，完善我国页岩气压裂技术应用的基础理论以及建立健全我国各类页岩气压裂技术体系，对于促进我国页岩气勘探开发具有不容忽视的意义。

2.影响页岩气压裂施工质量的因素

2.1地质地貌因素

地质地貌是地壳运动以及地球外部引力作用的产物，由于地球各种运动涉及的范围广，包括地壳、岩石圈等，其运动形式又可分为水平运动和垂直运动，水平方向的运动使岩块间相互分离、裂开或者是汇聚在一起，发生挤压、弯曲或断裂。各种地质是在地球历史时期，由内力地质作用和外力地质作用形成，反映了地质历史演化过程和物理、化学条件或环境的变化。这是人类认识地质现象、推测地质环境和演变条件的重要依据，也是人们进行工程设计的主要参数。在漫长的地质历史过程中，地壳经历了长期、多次复杂的构造运动，在同一区域，往往会有先后不同规模和不同类型的构造体系形成，它们互相干扰互相穿插，使各个区域地质地貌会显得十分复杂，因此，地质地貌的复杂程度是影响页岩气压裂施工质量的重要因素。

2.2施工设计因素

页岩气压裂施⼯过程中影响⼯程施⼯质量的因素很多，工作⼈员、机械、材料、⽅法、环境等⽅⾯的因素都可能对施工质量产生影响，而这些因素带来的影响又具有复杂性、可控性差、多变性等特征，并伴随着整个页岩气压裂施⼯过程[2]。由于每⼀个页岩气压裂⼯程的地点和环境都各不相同，不像有固定的流⽔线、成套的⽣产设备、稳定的⽣产条件、规则的⽣产流程的⼯业⽣产过程管理简便，页岩气压裂施工过程中的不可控因素较为多样，容易产⽣质量问题。因此，页岩气压裂施工过程要严格按施工设计进行作业，严格按建设规范控制质量，才能提高页岩气压裂施工质量。

2.3储层因素

页岩气层的复杂程度及渗透率也是影响页岩气压裂施工质量的一大因素，但不同的储层状况对于页岩气压裂施工的开展造成的影响程度也不同。不利情况主要有：施工路线走向与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，特别在云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩、千枚岩等松软岩石分布地区，坡面容易发生风化剥蚀，产生严重碎落坍塌，对施工处会造成经常性的危害；有利情况：施工路线垂直岩层走向，或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，只就岩层产状与路线走向的关系而言，对施工过程的稳定性是有利的。

3.页岩气压裂施工技术的主要工艺

3.1水平井桥塞分段压裂工艺

水平井桥塞分段压裂工艺主要是通过水力泵送桥塞的方式去实现坐封、射孔联作、并沿水平段方向并实现逐级封隔、射孔和压裂的工艺，其特点是适合大排量、大型施工的情况，而且其封隔性高、压裂层位精确、分层压裂的段数不受限制[3]。要在比较长的水平井井段中以较短的时间、安全地压裂形成多条水力裂缝，且压后能够快速地进行排液，实现低伤害的水平井分段压裂，其压裂工艺技术难点在于分段压裂工艺方式选择和井下封堵工具，此类工艺对于页岩气的开发具有重要意义。

3.2多级滑套水平井分段压裂技术

多级滑套水平井分段压裂技术主要是通过利用地面遥控井下电控滑套实现水平井分段压裂的完并管柱技术，其优点是不仅可以实现任意层、任意次序单层单段施工，而且也可以实现任意多级的批量施工。

3.3"同步压裂"

"同步压裂"工艺重要是相邻两井或三井以上在相近裂缝位置进行同时压裂，促使裂缝相互错开，从而可以利用诱导应力促使复杂的体积裂缝形成，实现改造体积的增加。不仅可以大大减少设备的动迁次数、土地的占用量以及作业的时间，而且还可以在控制范围内，实现更为复杂的整体裂缝网络体系，提高了初始产量和最终采收率；同时还减少对地面管线与集输设备的使用，使生产作业的成本被大大降低，增大了非常规资源经济有效开发的可能性。

3.4高通道压裂技术

高通道压裂技术的应用主要是将支撑剂利用纤维包裹，多个包裹的支撑剂堆起着类似立柱的作用，将两个裂缝面在不同位置支撑起 ，立柱之间的是无支撑剂的无限导流通道[4]。该技术主要是通过提高支撑剂的韧性和圆度、降低支撑剂的破碎和凝胶滞留、改善破胶剂来产生裂缝通道，革新了常规水力压裂技术，是一场压裂设计理念的革命，可大大提高对页岩气的开发效率。

结束语

目前，尽管我国经济发展速度增加，但是对于页岩气的开发仍然处于初始阶段，加强对页岩气压裂施工质量技术的开发研究仍然具有重要的意义，各单位应积极了解影响页岩气压裂施工质量的因素以及增强对页岩气压裂施工技术主要工艺的掌握。

【参考文献】

[1]李强.页岩气压裂施工质量技术研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(04):30-31.

[2]刘晓宇.页岩气压裂施工质量的技术研究[J].石化技术,2019,26(10):170+211.

[3]韩伟.页岩气压裂施工质量的技术探讨[J].石化技术,2019,26(03):213.

[4]陈波.提高页岩气压裂作业施工质量的技术措施[J].化工设计通讯,2018,44(01):43.

作者信息：姓名：青加伟，性别：男，出生年月：1992年4月，籍贯：四川省蓬溪县，学历：硕士研究生，研究方向：页岩气压裂技术，工作单位：江汉石油工程井下测试公司，职称：助理工程师。