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。缝间距的优化是水平井体积压裂技术的关键，若缝间距离过大，影响页岩气单井产量，缝间距离过小，裂缝延伸困难，当缝间干扰恰当时，才能实现天然微裂缝大量开启、人工裂缝转向延伸与穿过延伸，实现页岩气的体积开发。
水平井套管固井后，第一级使用连续油管传输带射孔，后续各段采用泵入式电缆传输桥塞与射孔联作工艺。桥塞与射孔枪的下入过程主要分为两个阶段，直井段工具串依靠自重下入，水平段采用泵注方式推到指定位置。通过分级点火装
置，座封桥塞，再上提射孔枪到达上段射孔位置进行射孔作业。在分段压裂过程中通过逐级下入桥塞、射孔枪，实现水平井分段压裂改造。分层压裂改造完成后用连续油管快速钻磨桥塞。
压裂时采用“大液量、大排量、小粒径、低砂比、段塞式”滑溜水注入方式。前期使用酸液溶解矿物质来沟通裂缝，与大排量滑溜水构建远井复杂裂缝网络，后期采用低浓度胍胶，提高近井主缝导流能力。
压裂液主要为滑溜水和低浓度胍胶液，滑溜水成本低，可以在不减产的前提下节约30%的成本。同时，滑溜水是一种低粘度流体，表现为剪切特性，剪切力使2个裂缝粗糙面产生剪切滑移，停泵后粗糙面使它们不能再滑回到原来的位置，保持裂缝较高的导流能力。
3 水平井连续油管水力喷射分段压裂
水力喷射压裂是集水力射孔、压裂、隔离一体化的水力压裂技术，适用于套管、衬管、裸眼等完井方式，主要用于需要定点压裂的水平井分段压裂。利用连续油管进行水力喷砂射孔，然后再通过油套合压提高施工排量，实现射孔-压裂联作。连续油管压后上提进行多层压裂，大大提高了工作效率，降低了施工成本。理论上不受完井方式限制，可实施定点、分段、分簇改造，改造后井内无工具残留。
管柱结构主要有安全接头、不同形式的水力锚、喷枪、封隔器、单流阀、筛管和导向头构成。压裂时油管、套管同时注液增压，喷射处的孔眼内裂缝最先起裂、扩展，通过油套环空加砂，支撑剂将沿起裂的裂缝进入地层，实现裂缝仅在水力喷射形成的孔眼位置处破裂和扩展，而在其它层位处的环空压力低于地层起裂压力，裂缝不再扩展，达到分簇射孔体积压裂效果。
4 水平井多井同步体积压裂
同时对配对井进行压裂，使压裂液及支撑剂在高压下从1口井向另1口井运移距离最短，促使水力裂缝扩展过程中相互作用相互影响，以产生更复杂的缝网，增加裂缝密度，增加改造体积，提高单井产量。同步压裂最初是两口距离小，且深度大致相同的水平井的同时压裂，目前已发展到3口、甚至4口井的同时压裂。
5 结论
（1）压裂增产技术是开发成功的关键，针对页岩气储层特性采用了水平井复合桥塞多段分簇体积压裂、连续油管水力喷射分段压裂、同步压裂等，且北美已普遍应用套管阀分段压裂、“快速压裂系统”、多种分段工艺组合压裂等，应加快技术的引进与转化。
（2）工厂化压裂模式可加快施工进程、降低压裂成本，大规模改造技术对压裂材料低成本、高性能、储层的良好配伍性及回收利用提出了更高需求，应针
对大规模改造研发新型压裂材料及添加剂。
参考文献
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[4] 陈守雨，杜林麟，贾碧霞等.多井同步体积压裂技术研究[J].石油钻采工艺，2011，33（6）：59-65
主要从事压裂增产改造技术研究及现场应用工作。
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。 2.2污染地下水层 页岩气压裂开采过程当中，其化学物质有可能会直接通过断裂及裂缝由地下 深处慢慢转向向上移动到地表或者浅层，同时也可能页岩气压裂开采过程中由于 质量问题或者某些操作的不当导致破裂或者空洞。某些石油公司把页岩气压裂使 用过程中的的压裂液中的化学添加剂当成非常重要化学物质，然而，也因为这些 化学物质就可能会造成地下水层的污染。其中的化学物质可能会泄露到地下水层 当中，从而就污染了湖泊及蓄水池等等的地下水资源。当整个开采过程完成以后，其很大部分的压裂液又转回流向了地面，而流回地面的压裂液当中不光只有压裂 液里面某些化学物质，也还有部分地壳中原本就存在的放射性物质以及大量盐之类。当一些有毒污水再流回现场时，转而再流向污水处理厂以及回收再利用，当 遇到雨季来临时，整个过程就造成了严重的地下水层污染。 3页岩气压裂施工工艺 随着页岩气开发力度的不断增大，常规的压裂施工技术已经不能满足大规模
页岩气开采技术 1 综述 页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，是一种非常重要的天然气资源，主要成分是甲烷。页岩气的形成和富集有其自身的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。如图1.1所示。页岩气一般存储在页岩局部宏观孔隙体系中、页岩微孔或者吸附在页岩的矿物质和有机质中。页岩孔隙度低而且渗透率极低，可以把页岩理解为不透水的混凝土，这也是页岩气与其他常规天然气矿藏的关键区别。可想而知，页岩气的开采过程极为艰难。根据美国能源情报署（EIA）2010年公布的数据，全球常规天然气探明储量有187.3×1012m3，然而页岩气总量却高达456×1012m3，是常规天然气储量的2.2倍。与常规天然气相比，页岩气具有开采潜力大，开采寿命长和生产周期长等优点，至少可供人类消费360年。从我国来看，中国页岩气探明储量为36×1012m3，居世界首位，在当今世界以化石能源为主要消费能源的背景下，大力发展页岩气开采技术，对我国减少原油和天然气进口，巩固我国国防安全有很重要的意义。我国页岩气主要分布在四川盆地、长江中下游、华北盆地、鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及准噶尔盆地，如图1.2所示。 图1.1页岩气藏地质条件图1.2中国页岩气资源分布页岩气开采是一种广分布、低丰度、易发现、难开采、自生自储连续型非常规低效气藏，气开采过程需要首先从地面钻探到页岩层，再通过开凿水平井穿越页岩层内部，并在水平井内分段进行大型水力加砂压裂，获得大量人工裂缝，还需要在同一地点，钻若干相同的水平井，对地下页岩层进行比较彻底的改造，造成大面积网状裂缝，最后获得规模产量的天然气。因此，水平井技术和水力压裂技术的页岩气成功开采的关键。 2 页岩气水平井技术 1821年，世界上第一口商业性页岩气井在美国诞生，在井深21米处，从8米厚的页岩裂缝中产出了天然气。美国也是页岩气研究开采最先进的国家，也是技术最成熟的国家。国外页岩气开采主要在美国和加拿大（因为加拿大和美国地质条件类似，因此可以承接美国的开采技术），主要得益于水平井技术、完井及压裂技术的成功应用。 2.1 开采技术 早期的页岩气开采主要运用直井技术，直井开采技术简单，开始投入成本低，但是开采
页岩气开采压裂技术 摘要：我国页岩气资源丰富但由于页岩地层渗透率很低,页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量,而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上,剖析了国外的应用实例,分析了各种水力压裂技术( 多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术)的特点和适用性, 探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。 关键词：水力压裂页岩气开采压裂液 0 前言 自1947年美国进行第1次水力压裂以来,经过50多年的发展,水力压裂技术从理论研究到现场实践都取得了惊人的发展。如裂缝扩展模型从二维发展到拟三维和全三维; 压裂井动态预测模型从电模拟图版和稳态流模型发展到三维三相不稳态模型,且可考虑裂缝导流能力随缝长和时间的变化、裂缝中的相渗曲线和非达西流效应及储层的应力敏感性等因素的影响; 压裂液从原油和清水发展到低、中、高温系列齐全的优质、低伤害、具有延迟交联作用的胍胶有机硼和清洁压裂液体系;支撑剂从天然石英砂发展到中、高强度人造陶粒,并且加砂方式从人工加砂发展到混砂车连续加砂;压裂设备从小功率水泥车发展到1000型压裂车和2000 型压裂车;单井压裂施工从小规模、低砂液比发展到超大型、高砂液比压裂作业;压裂应用的领域从特定的低渗油气藏发展到特低渗和中高渗油气藏(有时还有防砂压裂)并举。同时, 从开发井压裂拓宽到探井压裂,使压裂技术不但成为油气藏的增产增注手段,如今也成为评价认识储层的重要方法。 1 国内外现状 水力压裂技术自1947年在美国堪萨斯州试验成功至今近半个世纪了,作为油井的主要增产措施正日益受到世界各国石油工作者的重视和关注,其发展过程大致可分以下几个阶段: 60 年代中期以前, 以研究适应浅层的水平裂缝为主这一时期我国主要以油井解堵为目的开展了小型压裂试验。 60 年代中期以后, 随着产层加深, 以研究垂直裂缝为主。这一时期的压裂目的是解堵和增产, 通常称之为常规压裂。这一时期,我国进入工业性生产实用阶段,发展了滑套式分层压裂配套技术。 70年代，进入改造致密气层的大型水力压裂时期。这一时期,我国在分层压裂技术的基
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。缝间距的优化是水平井体积压裂技术的关键，若缝间距离过大，影响页岩气单井产量，缝间距离过小，裂缝延伸困难，当缝间干扰恰当时，才能实现天然微裂缝大量开启、人工裂缝转向延伸与穿过延伸，实现页岩气的体积开发。 水平井套管固井后，第一级使用连续油管传输带射孔，后续各段采用泵入式电缆传输桥塞与射孔联作工艺。桥塞与射孔枪的下入过程主要分为两个阶段，直井段工具串依靠自重下入，水平段采用泵注方式推到指定位置。通过分级点火装
浅谈页岩气井压裂试气工程技术
摘要： 页岩气藏具有开采难度系数大，安全环保风险高，工程技术涉及面广的特点。随着国内页岩气的大规模开发，压裂试气工程技术在各个方面均取得了长足发展，页岩气压裂试气技术也逐步从摸索走向成熟。在此环境下，把握当前页岩气前沿施工走向，持续改进压裂试气技术措施来持续降低施工难度及安全风险，已成为压裂试气过程中的重要课题。 关键词：页岩气；压裂试气；井工厂；连续油管 0 引言 基于页岩气层低渗透、致密性的特点，通过压裂加入支撑剂提升地层渗透率才能达到开采条件。页岩气井复杂的开采条件使得施工各个环节均存在高成本、高风险特点，这就要求不断推动页岩气压裂试气的工程技术提升，提高页岩气压裂试气作业施工质量及效率，为页岩气藏的高效开发提供条件。本文对当前页岩气井应用的一些成熟关键技术及新设备技术应用作概要介绍。 1 页岩气的压裂试气技术概述 页岩气藏的一系列压裂试气工艺技术措施已在国内大规模应用，在此过程中有针对性的解决了诸多页岩气开发的难点问题，但目前页岩气开采的难度仍旧很大，安全风险及成本依居高不下。如何持续对页岩气的压裂试气技术进行分析，提高页岩气压裂试气施工作业的成效仍将是页岩气井开发的长期课题。 1.1 井工厂压裂作业技术措施 井工厂模式的压裂作业措施是将压裂车组与地面切换多通高压流程与多井口结合，对同一个平台上的多口页岩气井连续性的分别实施水力压裂，通过地面设备及措施优化提升了设备利用率、时效，降低作业成本，为合理开发页岩气藏提供基础。 随着水平井钻井技术的发展，页岩气井水平段长不断增加。与此同时，得益于页岩气井分段压裂技术迅速发展，压裂分段标准进一步细化，结合地质、工程研究，重新确定页岩气藏分层分段压裂作业施工参数，这些措施有利于地层缝网改造及提升产量及采收率。
页岩气井水力压裂技术及其应用分析．天然气工业 摘要：页岩储层孔隙度小、渗透率低，页岩气井完井后需要经过储层改造才能获得理想的产量，而水力压裂是页岩气开发的核心技术之一。在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上，剖析了国外的应用实例，分析了各种水力压裂技术（多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂以及同步压裂技术）的特点和适用性，探讨了天然裂缝系统和压裂液配制在水力压裂中的作用。研究表明，中国现阶段页岩气勘探开发水力压裂应从老井重复压裂和新井水力压裂两个方面着手，对经过资料复查、具有页岩气显示的老井可采用现代水力压裂技术重复压裂；埋深在1 500 m以浅的有利储层或勘探浅井可采用氮气泡沫压裂，埋深在1 500~3 000 m的井可采用清水压裂，埋深超过3 000 m的储层暂不考虑开发。 关键词：页岩气开发技术储层改造水力压裂应用分析埋藏深度老井重复压裂 1 页岩气井水力压裂技术及其适用性 页岩储层厚度薄，渗透率低，水平井加多级压裂是目前美国页岩气开发应用最广泛的方式。目前常用的技术有多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂和同步压裂等。在美国页岩气开发中使用过的储层改造技术还有氮气泡沫压裂和大型水力压裂，氮气泡沫压裂目前还使用在某些特殊条件的页岩压裂作业中，大型水力压裂由于成本太高，对地层伤害大已经停止使用。页岩气水力压裂技术特点及适用性见表1 。 1.1 多级压裂 多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。多级压裂能够根据储层的含气性特点对同一井眼中不同位置地层进行分段压裂，其主要作业方式有连续油管压裂和滑套完井两种。多级压裂技术是页岩气水力压裂的主要技术，在美国页岩气生产井中，有85%的井是采用水平井和多级压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。美国Newfield 公司在Woodford 页岩中的部分开发井采用了5～7段式的分段压裂，页岩气单井最大初始产量达到28.32×104 m3/d ，最大最终产量达16.99×104 m3/d[1]。 多级压裂的特点是多段压裂和分段压裂，它可以在同一口井中对不同的产层进行单独压裂。多级压裂增产效率高，技术成熟，适用于产层较多，水平井段较长的井（图1）。页岩储层不同层位含气性差异大，多级压裂能够充分利用储层的含气性特点使压裂层位最优化。在常规油气开发中，多级压裂已经是一个成熟的技术，国内有很多成功应用的实例。多级压裂技
页岩水力压裂裂缝扩展规律实验研究 张烨;潘林华;周彤;李宁;徐正辉;崔艺;柳明 【摘要】页岩气藏储层具有超低孔、超低渗的物性特征,通过体积压裂改造形成复杂人工裂缝网络,是实现页岩气有效开发的关键.试验采用大尺寸真三轴水力压裂模拟,研究水平地应力差、泵注排量,井筒数量等因素对页岩气储层压裂裂缝扩展规律的影响.通过观察压后页岩表面裂缝延伸路径,结合工业高能CT扫描确定页岩内部实际的水力裂缝形态.实验所选用页岩脆性中等,但层理特征明显,微裂隙发育,具有可压性.试验结果表明:水平应力差为3 MPa时,水力裂缝易转向,沟通近井天然裂缝或弱胶结层理面;随着水平应力差的增加,有利于横切缝的产生,沟通远处更多天然裂缝及层理;当水平应力差达到12 MPa时,仅能形成简单平面横切缝.另外,变排量压裂或双井筒同步压裂可以有效地增加裂缝密度,提高水力裂缝复杂程度;但在12 MPa 的水平应力差下,双井筒同步压裂仍然仅生成2条简单的水平缝. 【期刊名称】《科学技术与工程》 【年(卷),期】2015(015)005 【总页数】6页(P11-16) 【关键词】页岩;裂缝扩展;天然裂缝;水平地应力差;排量;同步压裂 【作者】张烨;潘林华;周彤;李宁;徐正辉;崔艺;柳明 【作者单位】国土资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院);重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心(重庆地质矿产研究院),重庆400042;国土资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院);重庆市页岩气资源与勘查工程技术研究中心(重庆地质矿产研究院),重庆400042;中国石油大学(北京),北京
102249;中国石油大学(北京),北京102249;中国石油大学(北京),北京102249;中国石油大学(北京),北京102249;中国石油大学(北京),北京102249;中国石油长城钻探工程有限公司,北京100101 【正文语种】中文 【中图分类】P555 我国页岩储层既包含丰富的海相页岩气，也包含大量的陆相和海陆过渡相页岩气区块，构造应力强烈，地质结构复杂，不同区域页岩物性差别较大[1]。不同页岩物 性及施工条件下，压裂后可能形成不同的裂缝形态，包括单条裂缝、复杂裂缝和网络裂缝。页岩储层水力压裂成功增产的关键在于水力裂缝是否能沟通天然裂缝，形成复杂的网络裂缝[2，3]。因此，了解页岩储层水力压裂裂缝扩展规律，对于页岩储层增产改造有着重要意义。 针对不同岩性条件下的水力裂缝扩展，国内外学者也进行了大量的理论及实验研究。水力裂缝扩展时，可能绕过天然裂缝、开启天然裂缝、转向或多种扩展模式混合，地应力差及应力各向异性，天然裂缝性质，界面摩擦特性等同时控制水力裂缝几何形状和扩展方式[4—7]。高排量、高地应力差、低缝内净压无因次量都将导致水力裂缝穿过天然裂缝扩展，降低天然裂缝对水力裂缝扩展的影响。张旭等[8]对彭水 地区龙马溪组地层页岩进行水力压裂物理模拟，研究发现当地应力差异系数减小或压裂液黏度降低时，水力裂缝易开启天然裂缝，将其沟通并形成网络裂缝，并提出通过变排量提高压裂改造体积的思路。 首先，岩石脆性、沉积层理和天然裂缝系统等储层地质条件，是页岩水力压裂形成复杂裂缝网络形态的关键因素[9]。因此，首先对页岩进行岩石力学及物性特征测定，实验结果见表1。 脆性是材料的综合特性，是在自身天然非均质性和外在特定加载条件下产生内部非
深层页岩气水平井多尺度裂缝压裂技术 一、绪论 A. 课题背景及意义 B. 国内外研究现状 C. 文章主要内容和结构 二、深层页岩气水平井多尺度裂缝压裂技术介绍 A. 深层页岩气水平井概述 B. 多尺度裂缝概念及形成机理 C. 压裂技术概述 三、多尺度裂缝识别及表征 A. 地震资料解释技术 B. 微观测试技术 C. 其他测试技术 四、基于多尺度裂缝的压裂参数优化 A. 压裂参数对裂缝影响分析 B. 优化压裂设计策略 C. 压裂实验设计及结果分析 五、多尺度裂缝压裂后产能分析 A. 产能试井与评价方法 B. 生产数据分析与评价 C. 多尺度裂缝压裂技术的效果评估 六、结论与未来展望
A. 结论总结 B. 存在的问题与不足 C. 未来研究方向和展望第一章：绪论 A. 课题背景及意义 随着人口的持续增长和经济的迅速发展，能源的需求也在不断增长。同时，传统能源的消耗不断加剧，使得寻找新的能源来源成为世界各国共同关注的问题。目前，在这个背景下，深层页岩气作为一种新型能源，因其资源量大、开采成本低、对环境污染小等优点，已逐渐成为了世界各国大力开发的对象。 深层页岩气的开采主要通过水平井压裂提高产能。然而，井眼周围的裂缝分布复杂，裂缝面积也存在巨大差异。因此，如何对多尺度裂缝进行有效的识别和表征，并且设计出合理的压裂参数以降低成本和提高产能，是深层页岩气开采中亟待解决的问题。 B. 国内外研究现状 目前，国内外学者们已经对深层页岩气水平井多尺度裂缝压裂技术的研究进行了广泛的探讨。美国石油地质学家R. A. Nelson等人首次提出了页岩气开发概念，中国也陆续开采出多座大型的页岩气储层（如四川盆地须家河组、磐安凯里组等）。近年来，由于多尺度裂缝在深层页岩中的普遍存在和影响，越来越多的学者开始关注多尺度裂缝与压裂技术之间的关系，探究裂缝分布规律及其对于页岩气水平井开采的影响。
水平井水力喷射分段酸压技术 水平井水力喷射分段酸压技术的工作原理是利用高压水和化学剂的 混合物，通过水力喷射工具注入到油层中，实现对油层的改造和渗透性的提高。该技术的实现方式包括以下几个方面：首先是分段处理，即对油层进行分段注水，每段注入不同的化学剂；其次是水力喷射，即利用高压水力将化学剂注入到油层中；最后是酸化处理，即对油层进行酸化，以改善油层的渗透性和流动性。 分段酸压技术的优点主要体现在以下几个方面：首先是提高采收率，即通过分段注水和酸化处理，可以提高油层的渗透性和流动性，从而提高原油的采收率；其次是降低成本，即通过分段处理和水力喷射技术，可以实现对油层的精确改造，避免了对油层的过度破坏和浪费，从而降低了开发成本；最后是适用范围广，即该技术适用于不同类型和不同渗透性的油层，具有较广的应用范围。 分段酸压技术在油气勘探与开发领域的应用案例很多，其中比较典型的是在页岩气开发中的应用。页岩气是一种非常规的天然气资源，其开发难度较大，需要采取特殊的技术手段。分段酸压技术可以通过对页岩气储层的分段注水和酸化处理，提高储层的渗透性和流动性，从而实现对页岩气的有效开发。分段酸压技术在油田勘探和开发中也得
到了广泛的应用，例如在低渗透油田、复杂断块油田和稠油油田的开发中，该技术可以提高原油的采收率，降低开发成本。 对于分段酸压技术的未来展望，我们认为该技术将会有更广泛的应用前景。随着油气勘探与开发难度的不断增加，分段酸压技术将会在更广泛的领域得到应用。随着技术的不断进步和应用经验的积累，分段酸压技术的效果将会得到进一步的提升。未来的研究将会更加注重环境保护和可持续发展，因此分段酸压技术也将会更多的考虑到环保和可持续发展的因素。分段酸压技术也将会与其他技术相结合，形成更加完整的油气勘探与开发技术体系。 水平井水力喷射分段酸压技术是一种具有重要应用前景的油气勘探 与开发技术，可以提高采收率、降低成本，具有广泛的应用范围。未来，随着技术的不断进步和应用经验的积累，该技术将会得到更广泛的应用和推广。因此，我们呼吁相关工作者继续和研究该技术，推动其在油气勘探与开发领域的应用和发展。 水平井分段压裂工艺技术是一种有效的非常规油气开发技术，能够提高油藏的采收率和生产效益。本文将介绍该技术的现状、挑战及未来发展展望，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和启示。 在过去的几十年里，水平井分段压裂工艺技术得到了广泛应用和推广。
页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。
页岩气水平井钻井技术与难点分析 目前全世界对页岩气的开发已经成为新能源研究的突破口，具有很大的开发潜力，具有使用寿命和生产周期长的优点，广泛的得到了人们的关注，我国的页岩气开发要根据实际储藏的特点，在借鉴国外先进技术和经验的基础上，研究出适合我国页岩气水平井钻井的技术方案，形成配套的钻井、固井、压裂等作用流程，实现废水、废渣等處理不不会造成环境的污染，促进我国页岩气水平井技术健康、可持续发展。 标签：页岩气；水平井钻井技术 页岩气是一种以多种形态存在的天然气聚集物，主要富集与泥页岩地层中，页岩气的特点是储量丰富、开采周期较长，开发的潜力非常大，作为一种新能源目前已经成为全世界研究的对象，页岩气藏的地层一般呈现孔隙度较低、渗透率较低的特点，因此与传统的常规天然气相比，气流的阻力较大，开采率也比较低，通常情况下需要进行页岩气储层的压裂改造，才能进行开采，因此开采页岩气的成本也就相对比较高。所以我们想要增加经济效益，就要适当的提升钻井的速度、提升单井的产量、延长开采时间。 1. 水平井钻井技术 水平井钻井技术是页岩气成功开发的核心技术之一，深受业界重视。与直井相比，水平井成本虽然是直井的2～3 倍，而产量却是直井的3～5 倍。水 平井提高了与页岩层中裂缝接触的可能性，增大了与储层中气体的接触面积，在直井收效甚微的地区，水平井开采效果良好。同时，水平井减少了地面设施，开采延伸范围大，避免地面不利条件的干扰。当前，国外常用的水平井钻井技术有欠平衡钻井、旋转导向钻井、控制压力钻井等，其中：①欠平衡钻井技术可实施负压钻井，减少循环漏失，提高采收率和机械钻速，避免损害储层；②旋转导向钻井技术由于在水平井钻井中采用旋转钻井导向工具，可以形成光滑的井眼，更易较好的进行地层评价，同时可有效提高钻井速度；③控制压力钻井技术在钻井过程中能有效控制井筒液柱压力剖面，达到安全、高效钻井； ④随钻测井技术（LWD）和随钻测量技术（MWD）可以使水平井精确定位，引导中靶地质目标，保证井眼轨迹，同时可以准确评价地层。 2. 压裂技术 由于页岩气藏超低渗透率和低孔隙度，页岩气水平井需经过多级大规模水力压裂处理，才能保证页岩气藏经济生产。国外常用的水力压裂技术包括泡沫压裂、多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂、同步压裂等。①N2泡沫压裂技术适用于低压、低渗透水敏储层压裂作业，可以减轻压裂液对地层的伤害，且返排效果好。②多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术，是页岩气水力压裂的主要技术。③清水压裂技术采用清水添加
页岩气钻井技术浅析 我国页岩气勘探开发技术处于初级发展阶段，缺乏新技术及丰富经验。本文介绍了国外页岩气钻完井技术的发展历程，从直井、单多支水平井到目前应用范围较广的丛式水平井钻井即PAD水平井。通过对国外的页岩气钻完井技术及难点进行分析，从而阐述了国内的页岩气钻井的重点是解决井壁稳定、事故预防、降低成本、仪器研发及钻井液配方选择等问题上。 标签：页岩气;钻完井技术;现状;难点 1 页岩气钻井的发展 美国的页岩气开发技术处在世界前列，已经进入了快速发展的阶段，其产量在天然气总产量中占据较大比例。美国自1821年完钻世界上第一口页岩气井以后，页岩气钻井经历了直井、单多支水平井到目前应用范围较广的丛式水平井钻井即PAD水平井。直井主要运用于了解页岩气特征的试验，并对水平井钻井技术进行优化，从而获得更多的钻井和投产的经验，直井是美国在2002年以前主要的开发页岩气的钻井方式;在2002年Devon能源公司7口Barnett页岩气实验水平井取得成功之后，水平井便成为页岩气开发的主要钻井方式，它主要运用于生产，其优点是储层泄流面积更大，且天然气产量更高;PAD水平井钻井是一种将一个钻井平台作为基点钻多口水平井的技术，可以降低成本并节约时间。 2 页岩气钻井液技术 页岩气区别于常规天然气的特征之一是以吸附和自由气的形式存在于页岩之中。由于页岩的致密性，具有商业开发价值的页岩气藏储层厚度都比较大。自从页岩气产业化以来，国内外都在储层评价、水平井增产、射孔优化和压裂增产技术上不断创新以寻求最佳的经济效益。 2.1储层评价技术 页岩气储层评价的两种主要手段是测井和取心应用测井数据，包括EC （Elemental Capture Spectroscopy）来识别储层特征。单独的GR 不能很好地识别出粘土，干酪根的特征是具有高GR 值和低Pe 值。成像测井可以识别出裂缝和断层，并能对页岩进行分层。声波测井可以识别裂缝方向和最大主应力方向，进而为气井增产提供数据。岩心分析主要是用来确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层的敏感性，并分析测试TOC 和吸附等温曲线。 2.2射孔优化技术 定向射孔的目的是沟通裂缝和井筒减少井筒附近裂缝的弯曲程度，进而减少井筒附近的压力损失，为压裂时产生的流体提供通道过大量页岩气井的开发实践，开发人员总结出定向射孔时应遵循的原则，即在射孔过程中，主要射开低应
利用水力压裂技术的页岩气开发研究 随着全球能源需求的不断增长，人类对于能源的需求和获取也变得越来越迫切。资源的紧缺和能源的需求带来了能源行业的巨大变革，许多本来无法开采的能源矿藏也成为了被关注的焦点。其中，页岩气就是一种新兴的能源，而利用水力压裂技术开采页岩气是当今许多国家的能源产业发展的主要方向之一。 一、页岩气的概念和特点 页岩气是一种在页岩层中由有机质转化而来的天然气，其存在形态通常是页岩 裂隙中的气体、吸附气体和自生气体。页岩气具有地埋深度浅、分布广、储量大、地质条件复杂等特点。由于后勤补给方面的优势以及环保性更好的特点，页岩气被不少发达国家视为“未来的能源之星”。 二、水力压裂技术的原理 水力压裂技术是一种将高压水或者其他液体注入到井孔中，使井壁裂缝发生扩展，并形成坚固的孔隙构造，以提高井壁透水性的技术。它是开采页岩气的关键技术。水力压裂技术可以使页岩岩石产生裂缝，形成高效的气体渗透道路，从而释放大量埋藏在页岩层中的气体。 三、水力压裂技术的优势和挑战 水力压裂技术在页岩气开采过程中具有很多优势。首先，它可以大幅度提高页 岩气井的产量。其次，水力压裂技术可以在水平井上实现多级压裂，提高效率。此外，该技术可以提高产油气井的产出顶岩率，从而实现长周期高产。然而，水力压裂技术也带来了一系列的挑战。首先，每次水力压裂都需要大量的水资源，而插针可能污染地下水资源。其次，水力压裂技术本身的成本也比较高，加剧了能源产业的成本压力。最后，水力压裂技术也可能导致地震和地表变形等一系列环境问题。 四、页岩气开发的行业现状
目前，全球页岩气开发的局面比较乐观。美国、加拿大、澳大利亚等国家在页 岩气开采方面已经取得了令人瞩目的成就。美国页岩气是目前全球页岩气开发的典范，截止到2019年，其页岩气产量已经占到了全美天然气产量的70%以上。在中国，页岩气开发也在逐渐进展。2018年，中国页岩气总产量达到了178亿立方米，占全国天然气总量的比重也在不断扩大。 五、结论 随着全球能源危机的不断加剧，页岩气作为一种新兴的能源正在得到越来越多 的关注和发展。而水力压裂技术也成为了页岩气开发的关键技术之一。虽然水力压裂技术也存在一些环保和成本上的问题，但它的开发和研究仍然具有科学价值和社会意义。相信随着技术的不断发展和完善，页岩气将在未来能源市场上大展拳脚，为人类的能源供给做出更大的贡献。
页岩气压裂技术现状及发展建议 页岩气作为一种清洁、高效的能源，在全球范围内备受。为了实现页岩气的广泛应用，页岩气压裂技术应运而生。本文将详细阐述页岩气压裂技术的现状及其发展建议，旨在推动该技术的进一步发展。 页岩气压裂技术是一种非常关键的能源开采技术，其主要应用于页岩气等非常规天然气的开发。通过压裂技术，将高压液体注入到地下页岩层，使岩石产生裂缝，从而释放出吸附在岩石表面的天然气。这一技术的出现，极大地提高了天然气的开采效率，缓解了全球能源需求压力。 页岩气压裂技术主要应用于非常规天然气开发，如页岩气、致密气等。在全球范围内，北美地区的页岩气开发最为活跃，其中美国是全球最大的页岩气生产国。中国、阿根廷、澳大利亚等国家也在积极开展页岩气开发，应用页岩气压裂技术。 页岩气压裂技术具有开采效率高、环保等特点。该技术可大幅度提高天然气开采效率，缓解能源供应压力。页岩气压裂技术使用的液体多为水和少量的化学剂，对环境的影响较小。通过压裂技术释放的天然气能够替代煤炭等污染性能源，有助于降低空气污染和二氧化碳排放。
页岩气压裂技术的优点主要表现在以下几个方面：高效、环保、低成本等。然而，该技术也存在一定的缺点。例如，压裂过程中可能会导致地下水污染，而且在压裂过程中可能会产生噪音、地震等不良影响。为了克服页岩气压裂技术的缺点，实现该技术的可持续发展，需要不断加强基础研究，提高技术创新能力。具体而言，可以通过模拟实验、数值模拟等方法，深入研究页岩岩石力学、地下水污染等方面的问题，探索更为环保、高效的压裂技术。 在提高技术创新能力的同时，还需要注重推广新技术、新模式，创新市场推广方式。例如，可以通过组织技术交流会、专题研讨会等方式，加强国内外技术交流与合作；同时，可以开展科普宣传活动，提高公众对页岩气压裂技术的认知度和接受度。 政府在页岩气压裂技术的发展过程中起到关键作用。为了推动该技术的可持续发展，政府需要加大支持力度，建立相关政策法规。具体而言，可以通过提供财政支持、税收优惠等政策措施，鼓励企业开展页岩气压裂技术研究和应用；同时，可以建立健全的环境评估和监管体系，确保压裂技术的安全性和环保性。 页岩气压裂技术作为非常规天然气开发的关键技术之一，具有重要性和作用。本文通过对页岩气压裂技术现状的深入分析，提出了发展建
解析页岩气水平井钻完井和水力压裂技术 解析页岩气水平井钻完井和水力压裂技术 【摘要】页岩气作为一种清洁、非常规的能源，已经受到了全世界的关注，对于我国的开展来说，如果能够有效的开采和利用这种资源，将对社会的开展起到很大的推动作用。从客观的角度来说，社会的开展离不开能源的持续供给，我国是一个人口大国，在能源的消耗方面，异于其它国家，因此在将来的开展中，必须考虑这种清洁、高效的能源。要想有效的开采和利用页岩气，就必须在页岩气水平井钻完井和水力压裂技术上有所成就。这是一个至关重要的局部。 【关键词】页岩气钻完井水力压裂技术 对于页岩气水平井钻完井和水力压裂技术来说，我国现阶段掌握的并不是特别透彻，因此在将来的开展中，必须在这方面进行一定的努力，将页岩气水平井钻完井和水力压裂技术提升到一个新的层次，只有这样才能有效的开采和利用页岩气这一重要的资源，在今后的开展中，才能获得较大的助力。在研究页岩气水平井钻完井和水力压裂技术的过程中，科研人员发现一些细节需要着重努力，本文就页岩气水平井钻完井和水力压裂技术进行一定的解析。 1 页岩气水平钻井常用技术 1.1 欠平衡钻井 在研究页岩气水平井钻完井和水力压裂技术的过程中，我国的科研人员付出了极大的努力，并且获得了较大的成就。在起始阶段，页岩气水平钻井常用技术当中，主要运用的就是欠平衡钻井的方法，由于我国在这方面的起步较晚，因此所采用的一些方法和技术相对于国际上的标准来说还有一定的距离。在应用欠平衡钻井的过程中，起始阶段确实产生了很大的积极影响，而且工作效率较高，能够充分的满足社会的需求，但随着社会进程的加快，对页岩气需求量的增大，欠平衡的一些弊端不断的展现出来，主要表现为钻井本钱增加，同时对于储层造成污染和伤害。由此可见，欠平衡钻井已经没有方法适应现阶段的社会开展，需要采用新的技术。 1.2 旋转导向钻井 在科研人员不懈努力下，旋转导向钻井技术应运而生，经过大量的实践和反复的改良，现阶段的旋转导向钻井技术得到了广泛的应用。从全国的整体情况来看，旋转导向钻井技术对页岩气的开发具有很大的积极影响，不但能够较为充分的开发，而且不会破会周围的生态环境和地理环境，可以说是一种较为稳妥的技术。从主观方面来说，旋转导向钻井技术比拟符合工作人员的工作方式，能够在相应的时间，得到相应的结果，既降低了平安事故的发生概率，又对工作质量起到了很大的保障作用。从技术的角度来说，旋转导向钻井技术对超深井、超薄油层水平井、大位移井、分支水平井等轨迹控制具有独特效果。 1.3 控制压力钻井 在社会经济大幅度进步的情况下，页岩气的需求量得到了很大的提升，因此，旋转导向钻井技术也展现出了一定的不及情况。对于社会而言，页岩气具有很大的积极影响，我们必须不断的开发新技术来有效的开采页岩气，从而促进社会的开展，提高居民的生活水平和工作水平，就目前的情况而言，最好的技术莫过于控制压力钻井技术，这项技术在长庆油田水平
页岩气与水平井钻井技术 石工10-9 班林鑫2010022116 （中国石油大学石油工程学院，北京102249） 摘要： 页岩气在世界油气资源中占有巨大的比重，但因其渗透率低，开采难度大。目前对页岩气的开采方式主要是以水平井为主。水平井与直井相比，具有与油层接触面积大，采油率高等特点，因而被广泛的应用到非常规油气和老井增产中去。本文分析介绍了水平井钻井技术中的一些关键技术，对水平井技术中存在的问题进行了探 讨，并对水平井的几个研究的方向进行了介绍。 1.目的： 页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩 中，页岩气是主体上以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上，以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油 中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中 为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩 等常是最好的页岩气发育条件。中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿－30 万亿立方米，经济价值巨大。另一方面，生产周期长也是页岩气的显著特点。页岩气的储量巨大，但开采难度也很高，为能充分开采页岩气，目前采用的技术有水平井技术和压裂技术，为此，对页岩水平井钻井技术的研究具有重要的意义。
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。同步压裂技术措施一般针对两口或者两口以上 的井筒，同时实施水力压裂施工。选择互相接近，深度大致相同的水平井进行同 步压裂，可以选择三口到四口井同时进行，节约了水力压裂施工的成本，提高了 页岩气水平井压裂的效率。对页岩气水平井的水力压裂技术进行优化，老井可以 采取重复压裂的技术措施，不断提高水力压裂施工的效果，提高页岩气井的产能。而对于新井优选清水压裂工艺技术措施，达到预期的压裂效果。由于清水压裂技 术成熟，压裂施工的成本低，满足页岩气开发的经济性要求。 3页岩气水平井压裂动态研究 3.1裂缝形态研究 一口水平井实际压裂后产生哪一种形态的裂缝，主要取决于井筒轴线方位与 地应力方位的相互关系，可能形成横向、纵向或转向缝等多种形态。压裂施工作
水力压裂在页岩气开发中的应用研究 水力压裂技术（Hydraulic Fracturing）在页岩气开发中起到了 至关重要的作用。本文将从水力压裂技术的原理和发展历程、在页岩 气开发中的应用及效果、存在的问题和挑战以及前景展望等方面进行 探讨和研究。 1. 水力压裂技术的原理和发展历程 水力压裂技术是一种通过注入高压液体来产生裂缝和断裂而达到开采 矿藏的目的的方法。其基本原理是通过注入高压液体，在地下岩层中 形成高压液体的压力，从而使岩石发生断裂和裂缝，以增加油气的产 能和采集效率。 水力压裂技术的发展历程可以追溯到20世纪40年代，最早应用 在煤层气开采中。随着石油和天然气资源的逐渐枯竭和能源需求的增加，水力压裂技术逐渐应用于页岩气等非常规天然气资源的开发中。 2. 水力压裂技术在页岩气开发中的应用及效果 水力压裂技术在页岩气开采中具有重要的应用和效果。首先，通过水 力压裂技术，可以使得页岩气储层中原本难以渗流的岩石变得可渗透 性增强，从而提高了储层的产能和采集效率。其次，通过压裂液注入，可以打破页岩储层中的层理结构，使得水平井和多水平井得以实施， 大大提高了储层的开发潜力。 3. 存在的问题和挑战 然而，在水力压裂技术应用中，也存在一些问题和挑战。首先，压裂 液的注入量和压力的控制需要严格的技术要求，过高的注入压力可能 会引起岩层破裂，导致破裂裂缝扩展到非目标层位；过低的注入压力 则可能会导致裂缝无法扩展到足够的范围。其次，压裂液的化学成分 和含有一定量的添加剂，可能对地下水环境产生潜在的影响和风险。 另外，水力压裂技术的成本相对较高，投资回报周期较长。 4. 前景展望 尽管存在一些问题和挑战，但水力压裂技术在页岩气开发中的应用前