水力压裂技术研究及发展趋势

……一　………——　—～　ｌｉｎｋ　ａｐｐｒａｉｓｅｍｅｎｔ　高振东杨永钊　２０１万～５００万◇　延长油田股份有限公司　影响力　高振东（１９７０一）男，汉族，陕西省甘泉县人，高级工程师，目前为西南石油大学在读　博士研究生，主要从事低渗透油田开发方面的研究　ｐｏｉｎｔ　／　可实现度　可替代度　行业关联度　真实度　延长油田属于典型的低渗、特低渗油藏，采用常规的压裂技术，压裂液的不溶物和破胶液残渣对人工裂缝伤害很大，严重时可使渗透　率下降８Ｏ％以上，达不到理想的压裂效果。笔者在油田现有基础条件下，做了大量的理论研究和现场实验，研发了一种新型的压裂技术　体系。该技术使用处理达标的油层产出水作为压裂液，不加任何化学添加剂，仅依靠压裂设备和施工参数优化来满足现场施工需要，压裂　返排液可直接进入污水处理系统进行处理，循环利用。本文对油层产出水压裂的研究思路、压裂机理、工艺特点和适应性进行了研究，并　在延长油田Ａ油区成功实施了４口油井，结果表明：与传统的冻胶压裂相比，油层产出水压裂技术工作液配方简单，用量大，加砂量少，　综合成本只有常规压裂技术的７０％，而压裂增油效果要优于前者。　延长油田油层产出水压裂技术研究　压裂是油气井增产、注水井增注的重要技术措施。对于　低渗透油气藏而言，没有压裂就没有储量，也就没有产量，　因此，压裂技术是高效开发低渗透油气藏的利剑。压裂液是　压裂施工过程使用的工作液，其性能好坏直接决定着压裂施　工的成败。　自１　９４７年美国堪萨斯州第一次实施水力压裂施工以来，　经过近７０年的发展，压裂技术从理论研究到现场实践都取　得了突飞猛进的发展。一是压裂液从５０年代的以油基和清　水为主，到６０、７０年代以水基冻胶为主，再到８０年代泡　沫压裂液体系的现场应用，以及２０００年以后清洁压裂液和　其它新型压裂液的成功研发和应用；二是支撑剂从最早的天　然石英砂发展到目前陛能优越的低密度、高强度的人造陶粒，　并且加砂方式从原来的人工加砂发展到后来的大排量混砂车　连续加砂；三是压裂设备从最早的小功率水泥车发展到现在　２０００型、２５００型高性能压裂机组；四是压裂配套技术从单　项技术发展到多项技术系列集成、整体优化设计。目前，水　基冻胶压裂液以其成本低廉、综合性能好的特点在压裂液中　占据主导地位，低渗透油田也广泛使用冻胶压裂液。　问题的提出　水基冻胶压裂液对粘度有很强的依赖性，压裂液的粘度　需满足两方面的要求：一是施工过程中拥有必要的“有效粘　度”，将支撑剂沿着压裂裂缝携带至预定位置，二是施工结　束后表观粘度降至５ｍＰａ．ｓ以下，利于压后返排。为了满足　施工要求，需要向压裂液中加入一定浓度的增稠剂和交联剂，　使压裂液形成水基冻胶提高有效粘度；为了利于压后返排，　需要向压裂液中加入破胶剂，使冻胶体系破胶降低表观粘度。　９９一　“交联”和“破胶”技术是压裂液发展进程中的一项重　大进步，但是二者是一对针锋相对的矛盾体。一方面需要不　断改进和提高交联技术形成性能稳定的；东胶，另一方面；东胶　越稳定就需要更加高效的破胶剂，而高效破胶剂容易导致压　裂液过早破胶而出现压裂事故。这一矛盾已成为目前水基冻　胶压裂液技术发展的瓶颈。此外　冻胶压裂液对油层的伤害　性很大，一方面是因为压裂液增稠剂本身存在一定量的水不　溶物，另一方面还有破胶不彻底的交联聚合物。它们对油藏　和对支撑剂填充层的堵塞严重时可使渗透率下降８０％以上　尤其是对于延长油田这样典型的低压、低渗透油藏，裂缝渗　透率可能完全丧失，从而大大降低压裂的效果。因此，研发　性能稳定、低伤害特性的新型压裂液是针对低压、低渗透油　藏压裂技术发展的主要趋势和迫切需要。　解决思路　如果有这样一种压裂液，其基液中不需要添加任何增稠　剂，那么基液本身就没有水不溶物，可解决水不溶物残渣问　题。同时，如果这种压裂液不需交联和破胶就能满足压裂施　工需要，那么不仅可以满足有效悬砂的要求，还能消除交联　和破胶不彻底带来的水不溶物残渣，同时也使压裂液的主要　技术问题从原来的压裂液增稠剂优选、交联技术和破胶技术　简化为压裂设备和施工参数优化一个方面的问题。　本研究针对鄂尔多斯盆地低渗透油藏研发了一种新型的　压裂技术体系，该技术采用可循环利用的压裂液，压裂液的　主要成分是处理后达到回注要求的油层产出水，不加入任何　化学添加剂，仅依靠压裂设备和施工参数优化来满足现场施　

2017年07

月技术管理页岩水力压裂技术及发展趋势丁梦真摘要：目前在我国应用较多的页岩气开发技术之一就是水力压裂技术。本文介绍了页岩的一些基本的特性，重点介绍了目前应用较多的水力压裂技术，最后针对我国目前页岩气的开发现状就页岩气水力压裂的发展趋势进行了展望，本文的理论研究对于我国页岩气事业的发展具有很好的理论指导意义。关键词:页岩；水力压裂；现状；前景根据美国相关能源部门最近的信息简报中透露的信息显示：我国是世界上拥有最大的页岩气开采量的国家，据可靠数据显示我国可开采的资源量高达25.08×1012m3,但是由于我国针对页岩气的研究处于起步的阶段，各方面的技术条件以及设备条件都还不能够满足大规模开发的条件。最近几年在众多科学家的不断努力研究下针对常规储层方面的压裂规律已经取得了一些成果但是由于页岩储层的复杂性水力压裂的裂纹不是跟常规储层一样的呈现出平面裂纹，而且页岩气储层层理的方向对水力压裂裂纹的扩展具有很明显的影响。目前来看页岩气是世界上天然气领域的重要勘探目标。相对来说美国在页岩气的开采方面已经处于国际领先水平，是页岩气大规模勘探且取得成功的唯一国家。加拿大紧随其后在页岩气勘探领域以及室内实验研究方面也展开了大规模的研究。1页岩气特性及难点页岩气是主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中的并且主要是以吸附或者游离状态存在的气体，根据相关的研究表明页岩气储层的孔隙度通常在4%～5%之间，且储层的渗透率小于10×10-3μm2。由于页岩气储层与众不同的特点，这就导致了在开采页岩气时无论在开采技术还是其他各个方面都与常规的储层与很大的区别。页岩储层的基质渗透率一般较低，通常会小于1mD，所以这就导致了其勘探开发过程存在着众多的困难。在对页岩气储层钻完井之后只有少量的十分发育的天然裂缝可以直接投入生产，基本上90%以上的井位都需要在进行酸化以及压裂等增产改造措施后才能够获得比较可观的产量。为了实现大规模的页岩气的商业化开采，首先必须要采用先进的设备，其次一流的钻完井以及开发技术，最后还需要得到国家政府各个方面强有力的支持才可以得到最佳的商业价值。2水力压裂技术针对水力压裂技术的研究起步较早，自从1985年就已经在页岩储层的增产方面展开了应用。目前我国应用较多水力压裂技术的主要有多级压裂技术、清水压裂技术、水力喷射压裂技术以及同步压裂技术。2.1多级压裂技术多级压裂（Multi-StageFracturing）技术是采用封堵球或者一定的限流技术对储层的不同层位进行分段压裂。多级压裂技术能够有针对性的对储层的不同的特点采取不同的施工方式且对应的目标准确取得的压裂效果比较明显。目前多级压裂施工方式主要有2种：一种是采用滑套封隔器进行分段压裂，另外一种是采用可钻式桥塞进行分段压裂。美国85%的页岩气生产井开采所采用的是多级压裂技术与多级压井相结合的方式，所取得的增产效果明显。美国Newfield公司于2006年在开采Woodford页岩储层的开发井采时采用的是5-7段式的分段压裂技术，实施的结果显示由于所压裂的井段增加了相比于早期其他水平井的压裂而言取得了很好的效果。目前，多级压裂技术相对来说比较成熟适用于产层较多水平井段较长的井。页岩储层的不同层位的含气性具有较大的差异，多级压裂技术的优势就是能够较好的利用储层含气性的特点对有待压裂的层位进行优化。2.2清水压裂技术清水压裂(WaterFracturing)技术指的是将一定量的减阻剂、表面活性剂以及稳定剂等添加剂加入到清水中作为压裂液进行压裂作业。清水压裂液的优势在于不但能够在一定程度上降低对地层的伤害程度还能够最大程度上节约成本，最重要的是能够获得比凝胶压裂液更高的产量。该压裂液体系对于天然裂缝比较发育杨氏模量比较高的地层比较适合。中国石化集团公司于2010年05月采用该压裂技术在方深1井的页岩井段进行了压裂施工作业，最终获得了很好的产量。2.3水力喷射压裂技术该压裂技术主要是采用砂体在高压流体的冲击下进行射孔作业，在地层与井筒之间流通的通道被打开后起到提高流体排量的作用，从而能够在地层中开启新的裂缝。水力喷射压裂技术的优势是能够在不使用密封原件的裸眼井中维持相对较低的井筒压力条件下,迅速、准确的压开多条裂缝。美国第一次使用该压裂技术是于2005年针对Barnett页岩中的53口井进行了压裂施工作业,其中有21口井被评定为技术成功。2.4同步压裂技术同步压裂技术是同时对2口或2口以上的配对井进行压裂施工。同步压裂技术原理是使压裂液和支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移距离最短来达到水力压裂裂缝网络的密度和表面积增加的目的，并且利用井间连通的优势来增大工作区裂缝的程度和强度，最大限度地连通天然裂缝。同步压裂技术的优势是能够短期内增加页岩气的产量而且对工作区造成的影响较小，压裂成本低对于页岩气开发中后期比较常用。3结语本文重点介绍了常用的页岩气水力压裂技术有多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂以及同步压裂技术等。结合国内外目前页岩气水力压裂技术的研究现状，笔者对我国未来的水力压裂技术的发展趋势进行了展望，未来我国水力压裂技术应该向着如下几个方面展开研究：第一点是开发全三维水力压裂软件；第二点是研发实时现场压裂分析；第三点是进一步对裂缝诊断技术和装置进行研究。参考文献：[1]唐海军,胡永全,景步宏,等.SN油田重复压裂技术界限研究[J].西南石油大学学报,2007,29(5):94-96.[2]张金川,姜生玲,唐玄,等.我国页岩气富集类型及资源特点[J].天然气工业,2009,29(12):109-114.[3]李新景,胡素云,程克明.北美裂缝性页岩气勘探开发的启示[J].石油勘探与开发,2007,34(4):392-400.97

2018年08

月技术与信息水力采煤技术发展趋势辛伟（通化矿业（集团）有限责任公司道清煤矿，吉林白山134309）摘要：在煤矿开采的过程中，合适、科学的开采技术与煤矿生产综合效益有着紧密的联系，并且由于开采地质条件的不同，开采技术也有着很大程度上的不同，这样才能保证煤矿开采的效果。本文以水力采煤技术为主，对其发展趋势进行了分析和阐述，主旨就是保证煤矿开采中综合效益。关键词：煤矿开采、水力采煤技术；发展趋势；综合效益由于我国地域面积较为广阔，煤炭资源相对较为丰富，并且为了保证资源开采的效率，对各项技术都进行了有效的应用。但是，由于地质条件的不同，所采用的开采技术也是不同的。针对地质条件相对较为复杂的煤炭开采区域，可以使用水力采煤技术保证煤矿开采的效率，其实选用水力采煤技术作为主要的开采技术，主要是因为该项技术的适应性能相对较强，可以在最大程度上保证煤矿开采的综合效益。由此看来，水力采煤技术在煤矿行业中，具有良好的发展前景。1水力采煤技术的应用水力采煤技术具有很强的适应性，所以在保证煤矿开采效率方面，起到了非常重要的作用和意义。同时，水力采煤技术在应用的过程中，所包含的内容有很多，例如：水采煤泥水处理工艺、水采无人开采工艺、采工作面处理工艺等方面，下面就对这几种工艺的相关内容，进行了分析和阐述。1.1水采工作面处理工艺在开采的过程中，为了保证水采工作面的通风性能，避免安全事故的发生，相关工作人员便可以利用这一技术，通过该项技术中的支护方式、巷道布置以及采垛参数等方式，保证水采工作面的安全性。另外，在水力采煤技术应用的过程中，可以对整个开采巷道进行科学、合理的布置，这样可以为相关工作人员提供了良好的工作环境，避免安全事故的发生，保证了良好的综合效益。1.2水采无人开采工艺水力采煤技术的水枪主要是利用液动控制，开采人员在水采工作面以外的巷道展开液控水枪的展开，利用水的冲击力完成煤矿的开采作业，这样可以无人操作的情况下，提升煤矿开采工作的效率和经济效益。其实，在水力采煤技术发展的过程中，在很多煤矿开采取区域进行了试验，并且通过各项参数的显示，水力采煤技术应用效果是非常显著的。1.3水采煤泥水处理工艺水采煤泥水处理工作是水力采煤技术中，非常重要的一项工作内容，主要是避免煤矿层泥水衍生问题，进而保证了煤矿开采的质量。同时，在具体应用的过程中，主要是以斜管浅层沉淀技术为核心，并且将高效絮凝剂作为辅助，这样可以保证固液分离的速度，避免对周围环境造成严重的影响，对煤矿产品的质量也给予了一定的保证。2水力采煤技术发展趋势由于水力采煤技术的适应性能相对较强，被广泛应用都煤矿开采生产中，所以就目前的形式来说，水力采煤技术在我国煤矿开采行业中，具有良好的发展趋势，具体的内容如下。2.1水力采煤技术主要是以高压水射流和动力的形式，展开远距离的煤矿开开采工作，其工艺不仅相对较为简单，所需要开采设备也不是的很多，这样就使水力采煤技术具有良好的适用性能。2.2煤矿开采经常会受到地质条件的影响，导致煤矿层具有较强的不稳定性，为了在这样的条件下，为了保证开采的效率，很多煤矿开采企业对水力采煤技术进行了尝试，同时相关数据和结果显示，水力采煤技术充分展现了它在煤矿生产中的优越性，为保证煤矿开采总综合效益的提升，给予了重要的技术支撑。2.3随着我国经济的不断发展，对不稳定煤层、倾斜煤层的开发加大了力度，由于不稳定煤层、倾斜煤层开采区域地质环境相对较差，传统的机械化生产难以有效应用，开采效率得不到有效的提升。面对这样的情况，为了实现综合开采的发展模式，加大了水力采煤技术的应用力度，通过长时间的应用可以知道，水力采煤技术的开采设备较少，技术相对较为简便，操作的可靠性较高其容易掌握，这样安全系数也会相对较高，例如：辽宁、吉林、山西等一些煤矿开采的区域对水力采煤技术进行了应用，其应用效果是非常显著的。2.4水力采煤技术不管是在煤矿工作面巷道布置方式，还是在生产系统和回采工艺方面，都具有自身的的特点。针对这样的情况，我国对该方面的进行了法律方面的规定、设计规范、安全规范、技术规范等方面，并且对特殊的情况也进行了规定和明确，这样主要是保证水力采煤技术使用的有效性，更为水力采煤技术发展，带来了良好的发展前景。3结语通过以上的综合论述，得出了以下几个内容。（1）水力采煤技术的适应性较强，被广泛用于我国各大煤矿开采作业，并且从水采煤泥水处理工艺、水采无人开采工艺、采工作面处理工艺等方面，可以知道水力采煤技术有效提升煤矿开采的效率，保证煤矿开采产品的质量，由此看来，水力采煤技术是具有良好的应用效果。（2）水力采煤技术在我国煤矿开采行业中，具有良好的发展趋势，主要是因为水力采煤技术对各个方面的消耗不是很多，操作性较强，并且对周围的环境也不会造成了严重的影响，进而保证了煤矿开采的综合效益，更为其行业的发展，提供了重要的技术支撑。参考文献：[1]夏钧峰,杨皓文,赵继海.水力采煤技术的应用与发展趋势[J].化工管理,2017(23):181-181.作者简介：辛伟（1980-），男，吉林省白山市人，2009年毕业于辽宁工程技术大学采矿工程专业，本科学历，工程师，现任通化矿业（集团）有限责任公司道清煤矿技术副总，发表论文多篇。134

水平井压裂裂缝起裂及裂缝延伸规律探讨

摘要：在油气开采中，水平井压裂裂缝是隧道最常见的一种情况，往往是多种因素共同作用的结果，由于裂缝的深度、宽度变化以及裂缝的形成因素均有不同，且根据现场施工条件，对裂缝的处理方法也是不一样的。严重的情况不仅危害整体性，还会引起稳定性和其它情况的发生，形成恶性循环，都会影响耐久性。本文主要探讨了水平井压裂裂缝起裂及裂缝延伸规律。

关键词：水平井压裂；裂缝起裂；裂缝延伸规律；探讨

引言：由于在日常的生产中，水平井压裂往往具有特殊性，考虑到难度系数较大，我们不能依靠一个人员或者小组，常常必须需要不同团队参与施工。不论是在哪个段落的水平井压裂，整个队伍都应该是严谨而认真的，做到每一个流程都规范，如果不这样做，施工随时面临着巨大的风险问题。所以相应地，施工技术也应该着力提升。团队在施工前就应该努力思考，做好风险备案，在面对各种风险时才能有备无患，实现稳定性的逐步提升。在正常的作业环境中，施工团队也不能放松警惕，在日常要预先思考应急方案，针对假想的风险作出正确的判断。整个施工作业完成以后，施工团队要对整体水平井压裂裂缝起裂及裂缝延伸规律进行细致的检查和排查。

1.水平井的优势及压裂

在油气开采中，由于水平井所接触油气储层长度比较大，能够很好地增加储层的泄油面积，提高油气产量。另外在油气开采中，如果储层有天然裂缝，通过水平井可以把天然裂缝贯穿起来，从而更好地对油气资源进行开采。

在油气开采中，如果井筒和最大应力方向相同，就会形成和最小应力方向垂直的纵向裂缝。对于施工项目的管理的重视，更是防患于未然的关键因素。很多团队的专业设备少，但是承接的项目却很大，而且数量还在不断地增加，忽视总结经验，也不注意提升自身的技术水平国内许多建设企业，受自身规模影响，更少的企业愿意斥资引进专业设备。

2.水平井压裂裂缝延展规律

2.1水平井压裂的两个关键方面：水泥胶结强度在裂缝形成中的作用，以及射孔丛间距对裂缝宽度的影响。结果表明，斜向和横向裂缝的张开需要地层与胶结套管之间的剪切滑动。在射孔层附近的强水泥胶结或外部套管附件会阻碍这种剪切滑动，并阻碍裂缝的自由张开。如果起始裂缝是纵向的，则其开口会导致套管与水泥之间的粘结发生拉伸破坏。这增强了骨折和穿孔之间的联系，并有助于顺利完成工作。穿孔簇之间的紧密间距也会导致裂缝比断裂力学理论预测的要窄。此外，当裂缝延伸到井眼之外时，裂缝宽度会迅速变细。这两种机制一起可以解释为什么这些类型的骨折偶尔会遇到操作问题，包括在电针过程中无法按计划速率注入。