页岩气开发水力压裂技术综述_唐颖(6)

398地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2011年

3.5重复压裂

重复压裂（Refracturing）是指当页岩气井初始

的伤害，但是由于压裂液以清水为主，在粘土含量大的页岩层段容易造成井壁坍塌，它适用于粘土含量适中、天然裂缝系统发育的储层。同步压裂技术作业的特点是2口或2口以上的井同时压裂，它在短期内增产效果明显，作业时间短，节省成本，适用于页岩气开发中后期井眼密集时的压裂作业。水力喷射压裂的应用不受完井方式的限制，可在裸眼和各种完井结构水平井实现压裂，缺点是受到压裂井深和加砂规模的限制且技术要求高。重复压裂能够有效地改善单井产量与生产动态特性，它除可以用来恢复低产井的产能外，对于那些产量相对较高的井提高产量同样适用。1997年，Mitchell能源公司在

压裂处理已经无效或现有的支撑剂因时间关系损坏或质量下降，导致气体产量大幅下降时，采用对气井进行重新压裂增产的压裂工艺。重复压裂增产措施对处理低渗、天然裂缝发育、层状和非均质地层很有效，特别是页岩气藏，重复压裂能重建储层到井眼的线性流，产生导流能力更高的支撑裂缝，恢复或增加产能。据资料统计，重复压裂能够以（3.53~7.06）美元/103m3的储量成本增加页岩气产量，可使页岩气井估计最终采收率提高8%~10%，可采储量增加

60%[19]。重复压裂除了用来恢复低产井的产能外，同

样也用于有些产量相对较高的井。事实上，生产状况良好的井经常具备实施重复压裂的条件，高潜力的井具备的条件是实施重复压裂增产成功的关键[20]。

裂缝重新取向是重复压裂的重要增产机理之一，裂缝重新取向能够绕开钻井和压裂造成的地层伤害区，避开压实作用和渗透率下降区，从而获得更好的生产条件。重复压裂能够有效地改善页岩气单井产量与生产动态特性，建立良好的生产井产能，在某些情况下，经过重复压裂的井能够达到生产的最高水平，井产量与估计最终可采储量都接近甚至超过初次压裂时期。美国NewarkEast气田Barnett页岩在1995年前广泛使用凝胶压裂，由于成本过高，地层伤害大，1997年开始发展清水压裂，作业者对先前使用冻胶压裂增产产量下降的井使用清水压裂重新改造，改进处理液回收工作流程，气井产量明显提高，部分井产量甚至超过了初次压裂时的产量(图4)。

Barnett页岩中开始使用清水压裂，清水压裂使Barnett页岩最终采收率提高了20%以上，作业费用

却减少了65%[10]。清水压裂从1997年至今一直是

Barnett页岩开发中最主要的增产措施。后来，作业

者使用清水压裂对先前凝胶压裂后产量减小的井重新压裂，达到了同初始速度相近的生产速度，并能增加60%可采储量，重复压裂开始在Barnett页岩中广泛应用[15]。2006年，同步压裂技术首次应用在Barnett页岩中并获得成功，并成为Barnett页岩开发中后期常用的水力压裂技术。

水力压裂技术在国内常规油气开发中应用广泛，尤其是多级压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术，有较多成功应用的实例，国内学者对这些技术也进行了较多的研究，是中国页岩气开发现实可行的压裂技术。水力喷射压裂技术在国内起步较晚，主要依靠国外公司提供技术服务，压裂成本高，国内水平井水力喷射压裂技术尚不成熟。同步压裂技术是国外页岩气开发的常用技术，它适用于2口及2口以上的井同时作业，在国内页岩气勘探浅井和初期的开发单井中并不适用。国内在煤层气、致密砂岩气等非常规天然气开发中广泛使用多级压裂、清水压裂、重复压裂等技术，积累了大量的经验，可以作为中国页岩气开发的借鉴[21-25]。现阶段中国页岩气开发水力压裂可以从

4水力压裂技术应用分析

水力压裂技术在美国页岩气开发中的应用是一

个不断发展改进的过程，从最初的大型水力压裂发展到现今以清水加减阻剂为压裂液的混合清水压裂，并在水平井中使用多级压裂，不但在压裂成本上有较大的降低，在增产效果上也有巨大的突破。水力压裂是一个系统工程，不同的压裂技术适用性也不一样，单一的压裂技术难以满足开发的需要，在页岩气开发过程中，往往要几种压裂技术综合使用。

多级压裂技术是目前在页岩气水力压裂作业中应用最广泛的技术，它适用于水平井段较长、页岩层段较多的井。清水压裂改变了以往依靠交联冻胶延长裂缝的手段，既达到了增产效果，又减小了对地层

2个方面着手，一是老井重复压裂，二是新井清水

压裂[12]。老井重复压裂能够减少钻井的成本，有望获得产量的突破；对新钻的页岩气井，可以尝试清水压裂。目前国内页岩气井清水力压裂已取得良好的效果，2010年5月10日，中国石化的方深1井页岩层段压裂成功，同年9月10日，中国石油威201井经过压裂后，井口测试日产能1.08×104m3。