学文网摘要:页岩气作为一种非常规天然气对改善能源结构的意义是非常重大的，由于其丰富的地质储量预示着页岩气开发广阔的前景，介绍了页岩气开发过程中与常规天然气开发过程中的区别，最后并针对页岩气的开采提出了几点认识。
关键词：页岩气 开采技术 认识
美国将页岩气田开发周期[1]划分为5个阶段，即资源评估、勘探启动、早期开采、成熟开采和产 量递减阶段。在资源评估阶段需要对页岩及其储层潜力做出评估。在勘探启动阶段开始钻探试验井，测试压裂并预测产量。进入早期开采阶段后，开始快速开发，建立相应标准。在成熟开采阶段进行生产数据对比，确定气藏模型，形成开发数据库。经过一定时间的开采后，进入到产量递减阶段，为了减缓产量递减速度，在此阶段通常需要实施再增产措施，如重复压裂、人工举升等。整体看这5个阶段，开发页岩气所采用的技术与常规天然气开发技术有所区别，下面将分别说明。
钻井技术 美国页岩气井钻井主要包括直井、水平井。直井主要用于试验，了解页岩气藏特性，获得钻井、压裂和投产经验，并优化水平井钻井方案。水平井主要用于生产以获得更大的储层泄流面积及更高的天然气产量。 在水平井钻井中采用了旋转钻井导向工具，可形成光滑井眼，更易获得较好的地层评价，同时采用欠平衡钻井技术，实施负压钻井，避免损害储层。随钻测井技术和随钻测量技术，可以使水平井精确定位，同时作出地层评价，引导中靶地质目标。水平井形式包括单支、多分支和羽状水平井。其中水平井分支技术[2]在页岩气藏的应用已经迅速开展，尤其是在Barnett页岩，有90%以上的新井都是水平井。页岩气井几乎都是靠水力压裂来使天然裂缝与井筒相连，目前有几口水平裸眼井已在美国Illinois盆地的New Albany页岩进行了尝试，但大多数页岩气水平井是采用沿水平段长度泵进的多级处理作业的方式下套管、注水泥和射孔的。一些新技术包括测斜仪与微地震学被用来检测这些作业并实施调整压裂改造泵送进度，这些新技术对Barnett页岩尤为重要，其中关键是要避免裂缝生长进入艾伦伯格群下面的潮湿岩石。
完井技术
国外一些油气勘探开发公司认为，页岩气井的钻井并不困难，难在完井。主要由于页岩气大部分以吸附态赋存于页岩中，而其储层渗透率低，既要通过完井技术提高其渗透率，又要避免地层损害是施工的关键，直接关系到页岩气的采收率。因此在固并、完井方式、储层改造方面有其特殊技术。
页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术。根据国外经验，泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出23％。此外，还采用酸溶性水泥固井技术，通常用于需进行限流水力压裂的水平井段固井。
页岩气井的完井方式主要包括组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井和机械式组合完井。其中组合式桥塞完井是最常用的，但也是最耗时的一种方法；水力喷射射孔完井适用于直井或水平套管井；机械式组合完井适用于水平裸眼井段限流压裂，一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工，目前主要技术有Halliburton公司的DeltaStim完井技术。 页岩气储层改造技术包括水力压裂和酸化。水力压裂适用于致密储层。关键在于压裂液处理，除了使用大量的活性水外，还要加入一些特殊的添加剂，如特殊的降阻剂(不含苯酚)、微***化表面活性剂、裂缝清洁加强剂和导流增强剂等。在这些添加剂的综合作用下，可以改善页岩气层本身超低的渗透率，提高导流性，优化页岩气的生产条件，减小地层损害。此外，根据国外的实践经验，页岩气采收率与支撑剂尺寸之间不存在对应关系，许多井在无支撑剂或只有少量支撑剂的情况下，也可达到商业采收率。
我国页岩气开发适应技术分析
要选择适合我国的页岩气开发技术，首先要了解我国各地区页岩储层的特性(如粘土矿物成分及含量、脆性等)，在借鉴国外页岩气开发先进工艺技术的基础上，结合我国开发常规天然气积累的经验，优化出适应性较强的页岩气开发技术。
针对四川盆地，唐嘉贵[6]提出页岩气藏勘探应该尽可能先于部分区域内进行，如有机碳含量较高、黑色页岩较发育页岩镜质体反射率大于4%、陆相中的湖相和三角洲相、构造转折带、地应力较集中带、褶皱—断裂带、暗色页岩层流体高势能区、游离页岩气高压异常带。四川盆地应将川南地区作为勘探示范区优先勘探，盆地东部和南部志留系是勘探重点。2010年4月，GeoMountain山地软件系统在长宁页岩气资料处理中初试牛刀并崭露头角，其自身一体化的优良特点相信会使之该领域作为技术支持。
关于我国页岩气开采的几点认识
1、页岩储层的钻井包括直井和水平井，以目前国内技术完全可以实现。同时为了提高固井质量，在成本允许的条件下可以采用泡沫水泥固井技术，但尚未投入实践，需要开展试验性的工作进行验证，并从中摸索经验。 2、在开发初期，可以先选择较浅(深度2000m左右)的页岩储层钻直井进行试验，了解目的层特性，获得钻井、压裂和投产经验，获取一定数据资料和施工经验后再向深井(深度3000-4000m) 和水平井发展。先期水平井压裂试验应在单支水平井中进行，积累一定成功经验后再试验同步压裂等技术。此外，建议在水平井水力压裂方面开发或引进类似DeltaStim技术的用于水平裸眼井段的增产滑套完井和分段压裂技术。
3、 页岩气藏储层改造的难题之一在于不能把握压裂对于地下地质形态的影响，一些学者[7]认为压裂将使页岩气运移入水层及饮用水井中，当然美国也有不少学者以部分农村水井受到页岩气污染与压裂无关为例反对这种观点，当然在施工过程中必须要确保所用盐水及压裂液不会混入地下水中。同时还应考虑保证持续供水、压裂液配方公开等细节问题，总之环保问题是我国在开采页岩气过程中必须注意的。
参考文献：
[1]刘洪林,王莉,王红岩等,国外页岩气钻完井、储层改造技术现状及我国适应性分析,2009年全国油气井工程科学研究新进展与石油钻井工程技术高级研讨会.
[2]王湘玉,煤层气藏和页岩气藏 试采技术[J].2009,9
[3] L. Fan, SPE, J.W. Thompson, SPE, J.R. Robinson,Understanding Gas Production Mechanism and Effectiveness of Well Stimulation in the Haynesville Shale Through Reservoir Simulation.SPE, 136696,2010
[4]唐嘉贵,吴月先,赵金洲等 四川盆地页岩气藏勘探开发与技术探讨 钻采工艺2008.5 38-41
作者简介：
谭鹏，湖北荆州长江大学（东区）石油工程学院大三学生。