页岩气开采工艺技术探讨

2017-03-02王进超

化工设计通讯 2017年9期

关键词：喷砂射孔工艺技术

王进超，胡勇，汤路

（中石油煤层气有限责任公司临汾分公司，山西临汾 42300）

页岩气开采工艺技术探讨

王进超，胡勇，汤路

（中石油煤层气有限责任公司临汾分公司，山西临汾 42300）

我国的页岩气开发处于初级阶段，对页岩气开采工艺技术的研究，必须借鉴国外的经验，通过分析页岩气的储存条件，采取必要的技术手段，实现页岩气的开采。优化设计页岩气开采工艺技术措施，才能得到最佳的页岩气产量，满足页岩气用户的需要。

页岩气；开采；工艺技术；探讨

Abstract：The shale gas development in China is at the initial stage. The study of shale gas extraction technology must draw lessons from foreign experience and analyze the shale gas storage conditions and take the necessary technical means to realize shale gas exploitation. Optimize the design of shale gas mining technology measures in order to get the best shale gas production to meet the needs of shale gas users.

Key words：shale gas；mining；process technology；discussion

页岩气作为清洁的能源，作为天然气的替代产物，被广泛应用于各个领域。而页岩气的开采难度比较大，通过优化设计页岩气开采的工艺技术措施，得到最佳的页岩气产能，满足用户的需求。页岩气开采的工艺技术的研究，以水平井的钻探为基础，采取水力喷砂的射孔压裂技术措施，提高页岩储层的渗透性，为合理开采页岩气提供有利的条件。

1 页岩气概述

页岩气的开发具有特殊的意义，但是开发的难度是非常大的。页岩气是沉积在致密性的页岩中的非常规天然气，属于自生自储型的天然气。页岩气一般以游离状态储存在页岩的缝隙和矿物的粒间孔隙中，也可以吸附状态存在于矿物颗粒的表面。

页岩是一种沉积岩，具有一定的致密性，岩石中含有石英和长石的碎屑，也含有一系列的化学成分，给页岩气的开采带来一定的难度。页岩具有极低的孔隙度和渗透率，具有非常巨大的矿物表面积。

页岩气的开发难度比较大，通过对致密性的页岩储层实施水力压裂技术措施，提高页岩储层的渗透性，才能达到预期的开采目标。经过页岩气生产现场的试验研究，利用水力喷砂的射孔及压裂技术措施，达到预期的压裂施工效果。

2 页岩气开采工艺技术措施

页岩气开采的工艺比较复杂，通过各种科技手段的应用，才能达到页岩气开采的技术要求。为了合理解决页岩气开发过程中存在的问题，分析页岩气储层的地质条件，确定其复杂性和特殊性，研究储层的非均质性，储层岩石的致密性。页岩气开发的完钻井技术措施包括直井和水平井的技术，合理提高固井施工质量，满足页岩气开采的需要。对页岩气储层进行改造，采取压裂作业，改善页岩气的储层渗透性，对水平井可以优选水力喷射射孔压裂技术，采用微地震监测技术措施，使其达到最佳的压裂施工效果，提高页岩气的开发效率。

2.1 水力喷砂射孔技术措施的应用

设计水力喷砂射孔技术需要的流速，确定最佳的喷射时间，优化设计喷砂液的浓度，使其达到最佳的喷砂射孔的效果。使喷射用的流体通过喷射工具，在高速流体冲击作用下，形成射孔的通道，完成水力射孔的操作，使页岩形成稳定的孔，将气井和页岩气层沟通起来，达到开采的技术要求。

2.2 水力喷砂压裂技术措施

利用水力喷砂射孔定点压裂技术措施，节省机械封隔的作用，下一次管柱，实现射孔和压裂双重施工操作，达到节能的技术要求。射流在喷砂的通道内形成高压，在油套管的环形空间内泵入高压液体，增加环空的压力，喷砂射孔的压力和环空液体的压力进行叠加，达到增加压力的效果，当压力超过地层的破裂压力时，实现了压裂施工的效果。

将页岩储层压开裂缝，达到增加页岩储层渗透性的目的。通过优化水力喷砂压裂的管柱设计，实现页岩储层的分段压裂施工效果，同时解除由于砂堵而进行反洗井的问题。应用高耐磨的喷嘴，减少喷砂液的磨损，提高设备的使用效率，降低作业施工成本，满足页岩气井压裂施工的要求。

水力喷砂压裂技术措施必须在指定的储层进行，才能达到预期的压裂施工效果，能够有效地控制裂缝的起裂，形成稳定的裂缝，提高页岩层的渗透性，满足页岩气开采的技术要求。

2.3 水平井钻井技术

直井的钻探是为了进行页岩气开采的试验，而水平井的钻探才能够达到页岩气的开发效果。水平井能够增大储层的泄流面积，提高页岩气的产量。应用水平井的地质导向钻井技术措施，钻探出优质的井筒，使其满足页岩气开采的需要。页岩气储层的特点，决定页岩气的分布规律，应用水平井的钻探施工，能够降低页岩气开采的成本，水平井的完井方式一般优选漏眼完井法，最大限度地开采页岩气，提高页岩气的开采效率。

2.4 水平井压裂技术措施

水平井的分层压裂技术措施的应用，能够提高页岩气井的开发效果。由于页岩的致密性，在进行页岩气开采时，必须实施压裂技术措施，才能达到开采的技术要求。通过各种压裂措施的优化，采用体积压裂技术设计，应用电缆射孔桥塞分段压裂技术、滑套封隔器分段压裂技术进行水力压裂，通过微地震动态监测技术措施，对分段压裂的效果进行监测，及时发现压裂存在的问题，采取必要的技术措施，及时进行纠正，达到最佳的压裂施工效果，不断提高页岩气的开采效率。

水平井的分段压裂技术措施，利用封隔器或者桥塞将井下的储层分隔成不同的井段，分别进行水力压裂，形成更多的体积裂缝，形成气藏的流通路径，满足页岩气开采的需要。微地震监测技术的应用，对水力压裂施工的过程进行实时的监测和管理，及时发现压裂施工存在的问题，可以准确地判断储层压裂的效果。