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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。压裂施工作业中，如果需要压开垂直地层的纵向裂缝，就应使水平井的井轴垂直于地层最小的主应力方向。如果要压开平行于地层的横向裂缝，就应使水平井的井轴向着地层最小的主应力方向。这样会使裂缝起裂的时候相对容易，不易产生裂缝的转向和扭曲。根据实践经验，不论近井眼处的裂缝怎样起裂，随着裂缝不断延伸至远处时都将转向沿着垂直地层的最小的主应力方向。由此可见，水平井由压裂工艺压开的水力裂缝通常会和水平井段形成一定的夹角，若裂缝的起裂方向和裂缝的延伸的方向不相同时，在延伸的过程中裂缝就会相对复杂，例如出现的裂缝扭曲和转向，这两种裂缝应尽量避免。
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3.2裂缝参数优化
在水平井压裂过程中，裂缝的参数优化问题是决定压裂效果好坏的关键，而裂缝的导流能力是沟通井筒跟地层的重要参数，因此，选择合适的裂缝导流能力对于水平井多级压裂技术提高低渗气藏采收率起着至关重要的作用。
3.3垂直裂缝的水平井渗流机理
水平井的压裂技术的渗流机理不同于原来普通的水平井，它是将其流体的径向渗流模式改为了线性渗流的模式，从而实现了水平压裂井的增产增注的效果。径向流的渗流模式特点是流线向井高度集中，并且井底的渗流阻力大，而线性流的渗流模式特点是流线平行于裂缝的壁面，其渗流阻力较径向流要小得多。在开发过程中水平井压裂技术可以使近井筒地带流体的渗流方式发生改变，同时增加了泄油气面积，提高了扫油气效率，最终提高了气井的单井产气量和采收率。
4页岩气水平井压裂效果影响因素分析
4.1地质因素
由于页岩属于致密性的岩石结构，储层的岩性的硬度越高，给水力压裂施工带来的难度系数越大，需要的压裂液体系的破岩能力越强。石英含量高的页岩气层，极易在外力的作用下形成天然裂缝和诱导裂缝，能够提高水力压裂施工的效率，有利于页岩气的渗流，提高页岩气的开发效率。页岩气水平井的压裂选择粘土含量低的储层，而且脆性物含量高的储层压裂施工的效果好。选择多级压裂施工的技术措施，不断提高页岩气水平井压裂的经济效益。
4.2储层因素
影响页岩气水平井压裂的储层的因素，包括天然存在的裂缝系统、页岩的矿物成分及含量、岩石的力学性能以及地应力的大小。页岩中的天然裂缝中储存了页岩气，裂缝系统也的压裂液进入到储层的通道，针对天然裂缝发育好的储层，实施水力压裂的效果明显。已经开启的裂缝，会导致压裂液的漏失，影响到水力压裂的效果。而充填裂缝由于填充的物质的脆性，是最佳的压裂液的通道，对提高压裂施工效率有明显的帮助。页岩气水平井中的预压裂层位中的充填裂缝的数量多，有利于水力压裂的实施，获得最佳的压裂施工效率。
4.3工程因素
影响到页岩气水平井压裂施工效果的工程因素主要指压裂液的配制，页岩气压裂液的配制过程中，选择各种添加剂，提高压裂液体系的性能参数，才能提高水力压裂的效率。在压裂液中添加盐酸，目的是溶解矿物，有益于造缝。加入抗菌剂，除去生产腐蚀性产物的细菌，达到最佳的防腐效果。破乳剂使凝胶剂延缓破裂，缓蚀剂防止套管发生严重的腐蚀现象。交联剂的加入是为了防止温度升高时，压裂液的粘度降低，用以保持压裂液的粘度。减阻剂是减少压裂液与套管之间的摩擦阻力，降低压力损失，保持最佳的压力形成裂缝，提高水力压裂的造缝率。凝胶的应用增加了清水压裂液的浓度，方便携砂。
结语
经过以上分析认为：（1）页岩气是一种非常规天然气，它的开发主要取决于水平井与压裂技术的结合。（2）水平井多级压裂技术适用于低渗气藏，并且可以增加与地层的接触面积。（3）为了压开纵向裂缝，水平井井轴应向着垂直于最小主应力的方向；为了压开横向裂缝，水平井井轴应向着最小主应力的方向。（4）水平井压裂设计时，应选择合适的导流能力，这样不但能较好地发挥压裂井的潜能，而且还能获得良好的经济效益。（5）影响水平井压裂产能因素有很多，应结合地层的物性参数选择合适的裂缝形态、长度、数量、间距等，以保证气藏高效的开发。
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论文作者:崔连文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/24
标签：页岩论文; 压裂论文; 裂缝论文; 水平论文; 水力论文; 技术论文; 地层论文; 《防护工程》2018年第22期论文;