页岩气开发水力压裂技术综述_唐颖

第30卷第2~3期地质通报

Vol．30，Nos．2~3Mar.，2011

2011年3月GEOLOGICALBULLETINOFCHINA

页岩气开发水力压裂技术综述

唐

颖，唐

玄，王广源，张

琴

TANGYing,TANGXuan,WANGGuang-yuan,ZHANGQin

中国地质大学（北京）/海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室，北京100083

KeyLaboratoryofMarineReservoirEvolutionandHydrocarbonAccumulationMechanism,MinistryofEducation/ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083,China

摘要：世界页岩气资源丰富，但由于页岩地层渗透率很低，目前还没有广泛开发。水力压裂技术是页岩气开发的核心技术之一，广泛用于页岩储层的改造。介绍了水力压裂作业的压裂设计、裂缝监测、压裂液配制和添加剂选择，以及常用的压裂技术，包括多级压裂、清水压裂、同步压裂、水力喷射压裂和重复压裂。结合国外页岩气开发的实例和国内压裂技术的应用情况，分析了各种压裂技术的适用性。研究认为，清水压裂是现阶段中国页岩气开发储层改造的适用技术，开采长度（厚度）大的页岩气井，可以使用多级分段清水压裂技术。同步压裂技术是规模化的页岩气开发的客观需要。关键词：页岩气；开发技术；水力压裂；工艺技术；清水压裂中图分类号：P618.1

文献标志码：A

文章编号：1671-2552（2011）02/03-0393-07

TangY,TangX,WangGY,ZhangQ.Summaryofhydraulicfracturingtechnologyinshalegasdevelopment.GeologicalBulletinofChina,2011,30(2/3):393-399

Abstract:Shalegasresourceintheworldisrich,butithasn'tbeendevelopedatsofarbecauseofextremelylowpermeability.Hy-draulicfracturingtechnology,asoneofthecoretechnologiesinshalegasdevelopment,iscurrentlywidelyusedinshalereservoirsre-constructiontoincreaseproduction.Thispaperintroduceshydraulicfracturingoperationincludingfracturingdesign,fracturemonitor-ing,fracturingfluidspreparationandadditivesoption,aswellasfracturingtechnologyincludingmulti-stagefracturing,waterfractur-ing,simultaneousfracturing,hydrojetfracturing,refracturingandsooninuseandexperimentinshalegasdevelopmentintheUSA.Itanalyzestheapplicabilityofvariousfracturingtechniquesonthebaseofshalegasdevelopmentcaseinforeigncountryanddomesticfracturingtechnology.ThispaperholdsthatwaterfracturingissuitedforChinashalegasdevelopmentatthisstage,andwatermultistagefracturingcouldbeusedinthickshalereservoirs.Simultaneousfracturingisnecessaryofthelarge-scaleshalegasdevelopment.Keywords:shalegas;developmenttechnology;hydraulicfracturing;technology;waterfracturing

世界页岩气资源很丰富，但目前还没有广泛地勘探与开发，其根本原因是页岩基质渗透率很低（一般小于1mD），勘探开发困难。页岩气井钻井完成后，只有少数天然裂缝特别发育的井可直接投入生产，90%以上的井需要经过酸化、压裂等储层改造才能获得比较理想的产量[1]。技术进步是页岩气产量提高的根本原因，特别是水平钻井技术和水力压裂

收稿日期：2010-11-16；修订日期：2010-12-01

技术的进步使页岩气产量有了突飞猛进的增长。

美国是世界上页岩气工业起步最早、发展最快、年产量最大的国家。20世纪70年代末期，美国页岩气年产约19.6×108m3，2009年，美国页岩气产量约为880.66×108m3，占美国天然气总产量的14%，预计到2035年，美国页岩气产量将增加20%，占美国天然气总产量的45%。中国页岩气资源潜力巨大，页岩

资助项目：国家自然科学基金项目《碎屑岩盆地天然气聚集主要机理类型及条件转换》（批准号：40472073）、《页岩气聚集机理与成藏条

件》(批准号：40672087)和国家专项《全国油气资源战略选区调查与评价》（编号：GX2009）

作者简介：唐颖(1986-)，男，在读硕士，从事非常规天然气地质勘探与开发技术方面的研究工作。E-mail:tangying@