页岩气开发水力压裂技术综述_唐颖(4)

396地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2011年

术，。多级压裂能够针对储层特点进行有针对性的施工，目标准确，压裂效果明显。多级压裂有2种方式，一是滑套封隔器分段压裂，二是可钻式桥塞分段压裂。目前，在美国页岩气生产井中，有85%的井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。2006年美国Newfield公司在Woodford页岩中的部分开发井采用5~

表1

水力压裂液添加剂类型、主要化合物及其作用[9]

Table1Fracturingfluidadditives,maincompoundsanditsmainuse

11111

1 111 111 111 111 111 11 111111 111 pH111 111 11111 111

11111 11 111 1111 111 111 11111 111111111

111 111 1111111

111 111 1111

1 1

1111111111 111111111111 11111111 111111

11111111111111 111111111 11111111111 111111111

111111111111111111 111111111111111 1111111

11111111111111111 111111111111111

7段式的分段压裂技术，结果表明，由于压

裂井段增加，与早期压裂的水平井相比，新压裂的井取得了较大的成功。

多级滑套封隔器分段压裂是目前页岩水平井多段压裂中前沿的完井方式，它能够在水平井或直井中同时压裂多个层段而不必使用桥塞分隔（图3）。滑套完井方法是一种可以通过机械或水力的方法进行操作的完井方式，它使用滑动套管和

[11]

撑剂，9.54m3/min的泵注排量。在整个压裂过程中支撑剂的浓度平均为12~60kg/m3。压裂液中没有瓜胶固体颗粒，可以使人工裂缝更长、更复杂，同时也不会有瓜胶残留物或滤饼，从而避免了压裂液对裂缝导流能力的伤害[13]。2010年5月，中国石化使用清水压裂技术对方深1井页岩层段进行压裂，历时5h，共注入压裂液2121m3，加砂270t，压裂作业成功。

可膨胀的封割器，使作业者通过关闭一个和多个层段在一个井筒中选择性地进入多个不同的油层，而不需要使用连续油管或铰接管来分隔层段。在压裂流体中投入直径逐渐增大的封隔球，可以将已经压裂的层段封隔起来，进行下一个层段的压裂，整个操作过程连续进行，不用停止泵入压裂液。

3.2清水压裂

清水压裂(WaterFracturing)是在清水中加入少

3.3同步压裂

同步压裂(SimultaneousFracturing，Simo-Fracs)

量的减阻剂、稳定剂、表面活性剂等添加剂作为压裂液进行的压裂作业，又叫做减阻水压裂（Slickwater

指对2口或2口以上的配对井(OffsetWells)进行同时压裂。同步压裂采用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的方法，来增加水力压裂裂缝网络的密度和表面积，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。同步压裂最初是2口互相接近且深度大致相同的水平井间的同时压裂，目前已发展成3口井同时压裂，甚至4口井同时压裂[14]。同步压裂对页岩气井短期内增产非常明显，而且对工作区环境影响小，完井速度快，节省压裂成本，是页岩气开发中后期比较常用的压裂技术。

Fracture）。清水压裂早期只使用清水作为压裂液，产

生的裂缝导流能力较差，实验表明，添加了支撑剂的清水压裂效果明显好于不加支撑剂时的效果，支撑剂能够让裂缝在压裂液返回后仍保持开启状态。清水压裂技术用清水添加微量添加剂作为压裂液来替代以往使用的凝胶压裂液，不但能够减小地层伤害，降低压裂成本，而且还能获得比凝胶压裂更高的产量。清水压裂成本低，地层伤害小，是目前页岩气开发最主要的压裂技术。

1997年，Mitchell能源公司首次将清水压裂应用在Barnett页岩的开发作业中，在此之前清水压裂工艺已成功用于Cotton峡谷致密砂岩的开发。根据Barnett页岩的位置、周围石灰石的发育状况和Bar-nett页岩的有效层厚度，形成了一种典型的Barnett页岩增产措施：2.84×106L减阻水和3.63×104kg的支

2006年，同步压裂首先在美国Ft.Worth盆地的Barnett页岩中实施[15]。作业者在水平井段相隔152~305m的2口大致平行的水平配对井之间进行同步压裂。由于压裂井的位置接近，如果依次对2口井进

行压裂，可能导致只在第二口井中产生流体通道而