页岩压裂的改造体积计算毕业论文

未来压裂技术发展方向将主要体现在以下3个方面：一是现有压裂技术不断发展与融合，如连续油管压裂、小井眼压裂、井下混配压裂等技术不断发展与完善，同时要发展针对不同岩石特性的压裂液体系及配套技术；二是压裂装备将向大功率化、模块化、小型化、便携化等方向发展，不仅能够减少设备使用数量，从而大幅减少土地占用量，也便于在复杂地表条件下进行压裂施工；三是随着储层改造理念的创新发展，高效、低成本、环境友好的压裂技术将是未来重要的发展方向，如近期已开始试验使用的体积改造、高速通道压裂等技术。

(1)体积改造技术

体积改造技术(Stimulated Reservoir Volume，SRV)，是M.J.Mayerhofer等于2006年在研究Bamett页岩微地震与压裂裂缝变化时首次提出的，通过压裂的方式，对储层实施改造，在形成一条或者多条主裂缝的同时，通过分段多簇射孔，高排量、大液量、低黏液体以及转向材料与技术等的应用，实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，以此类推。让主裂缝与多级次生裂缝交织形成裂缝网络系统，将可以进行渗流的有效储集体“打碎”，使裂缝壁面与储层基质的接触面积最大，使得油气从任意方向的基质向裂缝渗流距离最短，极大地提高了储层整体渗透率，实现对储层在长、宽、高三维方向的全面改造(图10.3)(吴奇等，2011)。

图10.3 体积改造的复杂网络裂缝示意图

体积改造效果取决于3个前提条件：①富含脆性矿物的储层，是实现体积改造的物质基础。富含石英或者碳酸盐岩等脆性矿物的储层，有利于产生复杂缝网，黏土矿物含量高的塑性地层不易形成复杂缝网；②发育良好的天然裂缝和层理，是实现体积改造的前提，天然裂缝存在与否，裂缝发育的方位、产状、数量以及是否含有充填物，直接影响到体积改造裂缝网络的形成；③“分段多簇”射孔技术是实现体积改造的技术关键。常规水平井分段压裂进行段间距优化时，采用单段射孔，单段压裂模式，避免缝间干扰；体积改造优化段间距时，采用“分段多簇”射孔，多段一起压裂模式利用缝间干扰促使裂缝转向，产生更为复杂的裂缝网络系统。体积改造技术不仅能够大幅度提高单井产量，还能降低储层有效动用下限，最大限度提高储层动用率和采收率，是实现泥页岩气、致密岩油气经济开发的重要技术。

(2)高速通道压裂技术

高速通道压裂技术(HiWAY Channel Fracturing)是通过对现有压裂工艺的革新，脉冲式注入支撑剂(图10.4)，通过纤维改变支撑剂段塞的流变性，延缓支撑剂的分散和沉降，建立起以支撑剂墩柱支撑的非连续铺置的大通道，流体不在流经支撑剂充填层，而是流经由支撑柱形成的通道，消除了支撑剂充填层中存在的多相流、支撑剂破碎、高分子滤饼、凝胶及其他因素影响，大大提升了油气导流能力。该技术主要是通过提高支撑剂的韧性和圆度、降低支撑剂的破碎和凝胶滞留、改善破胶剂来产生裂缝通道，革新了常规水力压裂技术，是一场压裂设计理念的革命。目前已作业试验近3000口井，对比增产20%左右。

图10.4 HiWAY压裂与常规压裂比较

“工厂化”作业模式主要是基于井间接替策略，采用丛式水平井钻井、同步压裂或者交叉压裂的作业方式，为实现泥页岩气等非常规油气资源经济开发提供了高效运行模式。使用丛式井钻井技术在一个平台钻多口水平井，是实现“工厂化”作业的前提。一个占地4～5英亩的平台，可以钻6口水平井，大约能够代替24口直井(图10.5)，这相当于用1个井场、1个压裂液水池和l条公路代替24个井场、24个水池和24条公路，大大减少了土地占用和环境影响，降低了钻井与压裂过程中的污染风险，也大幅降低了钻探成本。目前，美国宾夕法尼亚州Marcellus页岩气开发已开始广泛利用多井平台钻探生产井，2011年使用多井平台钻探的页岩气井比例达83%，而2008年只有18%。

图10.5 平台式钻井轨迹示意图

平台式钻井+同步压裂或交叉压裂的“工厂化”作业模式，大幅减少了土地占用量、设备动迁次数和作业时间，在含油气层多口井控制范围内，整体产生更为复杂的裂缝网络体系，大幅度增加油气藏改造体积，提高了初始产量和最终采收率；同时减少了地面管线与集输设备，降低了生产作业成本，增大了非常规油气资源经济有效开发的可能性。

中国非常规油气资源赋存环境比较复杂，资源富集地区的地表条件往往以山地、黄土塬、沙漠等为主，不仅实施大规模压裂施工的地面条件受限，作业施工难度大，而且环境比较脆弱，这决定了中国非常规油气的规模开发，更需要采用平台式钻井+同步压裂或交叉压裂的“工厂化”作业模式。

面对中国油气供需缺口不断加大的严峻形势，中国应充分发挥后发优势，通过加强国际合作与交流，在引进、消化、吸收的基础上，不断创新发展出适合中国地质与地面条件、环境友好、低成本的勘探开发技术体系，推动中国非常规油气资源加快开发利用，为国民经济发展提供重要保障。

在国内提出了体积压裂改造超低渗油藏的设想，其根据是参考国外的页岩气体积压裂技术。国内通过体积压裂的方法在靖安油田初次实验及应用。