压裂技术在页岩气开发中的重要性

由于页岩储层的孔隙度和渗透率都很低，页岩气的自然产量和采收率也很低，因此页岩气的商业化开采必须依赖于有效的水力压裂改造措施。水力压裂技术是利用地面高压泵车，以超过地层的吸液能力，大排量地注入大量的液体在岩层中造缝，然后泵送一定量的支撑剂填充于先前产生的裂缝中，最终形成远超过地层渗流能力的高速支撑带的工程技术。水力压裂技术形成的人工裂缝将地层原先的径向流动模式转化为双线性流动模式，即油气藏流体从地层线性地流入裂缝，又从裂缝线性地流入井筒。根据渗流力学原理可知，线性流动的渗流阻力远小于径向流动的渗流阻力。因此，在流动压差不变的前提下，高流动能力的人工裂缝的存在，会显著提高地层流体的产量。

水力压裂技术水平的高低，以及与地层的针对性如何，都将直接影响压裂的效果和经济效益。水力压裂技术诞生于1947年，在常规砂岩油气藏、碳酸盐岩油气藏及煤层气等领域中，已经发挥了重要的增储上产作用。通过调研可知，国外的页岩气井也大量采用水力压裂技术，如美国的Barnett页岩气田，几乎每口井都采用水力压裂技术，先前采用直井压裂技术，效果不明显，后来采用水平井分段压裂，取得了历史性突破。该技术迅速在北美其他页岩气区块得到普及，显著加快了页岩气的勘探开发进程。2013年，美国的页岩气年产量已达3 000×108 m3左右，且正以每年大约500×108 m3的增幅在快速发展。可以预计，页岩气将极大改变美国甚至世界的能源格局。

对国外已有的页岩气开发实例进行分析得知，页岩气水力压裂技术主要有：直井压裂技术、水平井多段压裂技术、滑溜水压裂技术、缝网压裂技术、同步压裂技术和重复压裂技术等。这些先进技术的应用，不断提高着页岩气井的产量，促进了页岩气勘探开发的快速发展。如果能引进并合理利用这些先进技术，将大大有助于中国页岩气的开发。据估算，中国的页岩气资源量约30×1012 m3，与美国的资源量相当［1］。但中国的页岩气地质与地表条件均比美国复杂，因此，以美国为代表的北美地区成熟的页岩气压裂技术，不能简单照搬到中国，必须紧密联系中国页岩气分布及储藏等特点，有针对性地学习、消化和再创新。(https://www.xing528.com)

随着2002年开始的页岩气水平井滑溜水分段压裂技术的大面积应用，以及随后以多井同步压裂为代表的“井工厂”压裂技术的普及及规模化应用，极大地降低了压裂的成本投入，使得页岩气的经济开发价值逐渐提高。有专家大胆设想，随着水平井钻完井及分段压裂技术的不断进步，目前的页岩气等“非常规气”会逐步转变为“常规气”。