新型压裂技术在页岩气开发中的应用探讨

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摘 要：目前，我国的石油资源严重紧缺，大部分依赖进口，对外依存度越来越高。然而相关部门对中国页岩气的储量估计却非常乐观，甚至远远超过美国。为弥补中国石油资源的不足，页岩气的开发势在必行。在中国，目前页岩气的核心开发技术主要依赖长水平段水平井和水平井分段压裂技术。而水平井分段压裂由于总体规模大，多采取清水压裂技术，清水压裂技术是压裂技术中应用最广泛地技术。但是，清水压裂技术由于受限于地理环境及地质因素，需要大量清水，而我国部分地区存在严重缺水的现状，因此已经制约了页岩气规模开发的应用。由此，我们必须探寻新型压裂技术，以满足页岩气的开发需要及我国区域开发的需要，走出一条全新的页岩气开发之路。

关键词：新型压裂技术；页岩气开发；应用；探讨

【分类号】TE357

页岩气的大量开发和应用对我国工业的发展起着举足轻重的作用，以前运用的清水压裂技术虽然具有成本较低、改造规模大等优势，但也存在很多弊端，比如对水资源的需求较大、设备过大不易运输、且作业规模过大等，因此，清水压裂技术在今后的页岩气开发中可行性不大。所以，我们必须进一步分析中国页岩气的具体分布环境，对国外的相关先进压裂技术合理采纳，研发具有针对性的新型压裂技术，解决清水压裂现存的问题，适合我国页岩气开发。新型压裂技术是中国页岩气日后开发的关键，相关研究人员应该对各方面因素进行综合分析，努力实现技术改造。

一、清水压裂技术以及它现存的弊端

页岩气在开发之前，相关工作人员需要对相关地质地貌环境进行具体分析，根据具体地貌环境制定适合当地的开发策略，最后进行开发工作。在美国，大多采用清水压裂技术，因为美国具有水资源丰富的特点，基本上能够满足清水压裂技术的开发条件。目前，我国页岩开发大都依赖清水压裂，清水压裂的每次实施都需要大量清水，对于我国大部分水资源缺乏的地区并不适用。且清水压裂存在后续大量返排水，回收处理有很大的难题，基于地理环境和社会环境，也不是所有的页岩气藏都适合用清水压裂技术进行开采。通过对我国的地理环境及社会环境的进行详尽分析之后，我们发现清水压裂技术主要存在以下弊端：

第一，清水压裂所需要的大量水资源不是所有地区都可以负担得起的。中国的水资源分布并不平衡，特别是西部地区存在严重缺水的现状，清水压裂如果在缺水的地方实施有较大难度，无法满足其开发要求。

第二，中国本身的地质特点对清水压裂的实施造成了阻碍。我国地质层的含砂量较高，而清水的携砂能力又不好，如果水流的冲击力不够，很容易把开凿好的裂缝堵住，造成开采后长期出现导流不足，开采起来很不方便。

第三，中国的地形地貌比较特殊，山地丘陵很多。在我国，主要开发页岩气的地区为渝、川、黔、滇、皖、苏、陕等地，但大部分地区的页岩气均会受到地貌、地形等自然因素的影响。新清水压裂的实施的规模很大，如果要开采页岩气将会对当地的环境造成破坏。而且清水压裂所需要的物资繁多，开采后也要进行运输工作，如果在地理环境复杂的地方实施清水压裂会很不方便。

二、几种新型的压裂技术介绍

目前，除了清水压裂技术，已经出现了多种新型的压裂技术，下面我们将对它们进行分析，总结经验，希望为我国的新型压裂技术的开发做贡献。

纤维压裂技术的实用之处在于它的导流能力非常强，它在压裂液中加入了很多纤维物质，使裂缝闭合时不再处于支撑状态，延缓了支撑剂的下沉。纤维压裂技术具有以下优势：悬砂性能良好，能够对裂缝的导流能力进行积极改善；防止支撑剂出现过早沉降的现象，避免支撑剂半填充从而引起效率低下；成本较低，效率很高。但弊端在于会严重伤害储层，在质量控制方面的改造有待加强。

混合压裂技术将清水压裂与凝胶压裂两种技术相混合，发挥这两种技术的长处，提高清水的携砂能力，提高裂缝的影响范围，也降低了对储层的伤害，而且它的采收率有明显的提高，同时能够节约用水量。

通道压裂技术由斯伦贝谢公司设计并研发而出，其专业性比较高，将完井、导流、填砂和质量等技术完全整合，使采收率及油气产量达到最大化程度。它的操作系统是非常专业的混合型操作系统，能够兼顾到基液的携砂能力，延缓支撑剂的分散，大大提高了导流能力。与清水压裂相比，它的优势非常明显，它可以应用的范围非常广，成本相对较低，采收率也比较高。

液化石油气压裂，这种技术非常特殊，它不需要用清水作为压裂液，而是采用液化了的丙烷或者丁烷对页岩气进行压裂。这种技术的采收效果非常好，而且不需要进行后期的排污工作，但是液化石油气在运用时容易发生爆炸之类的安全事故，而且技术成本非常的高，需要慎重考虑。

三、新型压裂技术是否适用于中国页岩气的开发

目前，国内对页岩气的开发最常用的技术以清水压裂、重复压裂为代表，这类技术都需要大量的清水来作为压裂的基液，需要投入非常巨大的人力和物力，而且对储层的伤害大，产出率相对较低，实施难度较大，应该进行技术上的革新。那么，现存的几种新型的压裂技术是否适合中国的页岩气开发呢？这个问题我们需要一一讨论。纤维压裂技术与液化石油气压技术的效果都不错，纤维压裂技术改变了清水压裂携砂能力差的弊端，而液化石油气压技术直接不用清水做基液，二者产出率都较高。但是纤维压裂对储层的伤害大，而液化石油气压技术的事故风险和成本都高，若要广泛应用这两种技术，还需要进行技术上的改变。混和压裂和通道压裂这两种技术的可行性都挺高，因为它们没有清水压裂的缺点，而且效率高，对储层进行了保护，而且成本相对较低。但是在我国运用这两种技术时，应该仔细的分析当地的各种环境，确定方案的可行性。

总的来说，新型压裂技术都在一定程度上超越清水压裂技术。但是，要想找到一种真正适合中国地域因素、页岩气开发特点、真正使用于中国的新型压裂技术，需要相关工作人员对具体问题进行具体分析，合理借鉴别国研发成果的同时，针对我国的问题提出适合我国的解决方案。

【结束语】

页岩气的开发和利用对我国的经济发展起着不可替代的作用，但以往的页岩气开发技术――清水压裂存在很多弊端，我们需要在这一技术的基础上研发新型的压裂技术，帮助我们开发页岩气。目前，新型的压裂技术主要有纤维压裂、混合压裂、通道压裂、液化石油气压裂四种，这四种新型的技术克服了清水压裂的弊端，但是都或多或少的存在某些问题。所以，适合运用在中国的压裂技术一定要有中国特色，相关科研人员一定在借鉴他人的基础上结合中国的实际情况来进行技术的革新，研发属于中国的新型压裂技术。只有这样，我们的页岩气才会得到更好的开发和利用，页岩气的经济效益才能发挥到最大。■

参考文献

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作者简介：张哲伦（1991-），男，2013年毕业于西南石油大学石油工程专业，现就读西南石油大学开发专业硕士研究生。