【7A文】頁巖的壓裂技術(shù).ppt

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1、頁巖的壓裂技術(shù)Huron頁巖壓裂方法Huron頁巖是最早發(fā)現(xiàn)的頁巖氣藏之一。與所有頁巖氣藏一樣，開發(fā)是一個難題。頁巖的地層物性與常規(guī)生產(chǎn)天然氣的砂巖、灰?guī)r和砂泥巖不同。所以油氣藏中的烴類（天然氣）開發(fā)也比較特殊。頁巖的最重要特性是極低的滲透率（μm），因此，頁巖氣藏天然氣最主要的儲存和運移通道來自一系列的天然裂縫網(wǎng)絡(luò)。所以對頁巖天然裂縫網(wǎng)絡(luò)的壓裂是研究目的。壓裂作用頁巖具有極低的滲透率和孔隙度，因而生產(chǎn)天然氣就需要存在天然裂縫網(wǎng)絡(luò)。在Huron頁巖地區(qū)，壓裂就是為了溝通天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)造天然氣的運移通道（解析媒介）。壓裂方法幾個不同的方法可以對Huron頁巖進行

2、增產(chǎn)。比如氮氣壓裂或者使用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的泡沫壓裂等。這兩種主要的壓裂方法又可以演繹出許多壓裂方式，比如改變排量、泡沫質(zhì)量分?jǐn)?shù)、砂量和氮氣量。因此，進行壓裂設(shè)計時要做幾方面工作，要知道深度、作業(yè)位置、地層厚度和伽馬測井解釋結(jié)果。討論壓裂方式?哪種方法對特定的氣藏有更好的效果?哪種方法需要改進?簡介位于Appalachian盆地的Luron頁巖氣藏從1900年就開始生產(chǎn)了，并且嘗試和使用了多種壓裂方法對這個區(qū)塊進行壓裂增產(chǎn)。當(dāng)技術(shù)日趨完善，人們對天然氣如何儲存和運移到井筒的了解更加深入，壓裂增產(chǎn)的效果也越來越好。這些進步來自天然產(chǎn)能，射孔高能氣體壓裂（炸藥）以及基于

3、壓裂液或泡沫的壓裂。Devonian頁巖在Devonian地區(qū)的頁巖氣藏有形成于3億5千萬年前。有機物富集在海底并被覆蓋，高溫高壓使得有機物轉(zhuǎn)化為烴類。烴類的含量直接與沉積的有機物量對應(yīng)（正比）。這些有機質(zhì)沉淀在層狀的巖石中，即頁巖。頁巖顏色隨儲層中有機物的含量而變化。通常含有機物量越多，頁巖的顏色就越深，天然氣含量也就越多。天然氣的存儲天然氣以吸附氣的狀態(tài)儲存在巖石孔隙中或者天然裂縫網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。頁巖與常規(guī)油氣藏不同，它的孔隙度和滲透率都極低。這種特性將頁巖歸入非常規(guī)油氣藏當(dāng)中。常規(guī)氣藏的天然氣儲存在孔隙度和滲透率都較高的孔隙中，生產(chǎn)時能從遠處運移到井筒中。壓裂是

4、清除鉆井后近井筒污染的常見形式。在處理Huron頁巖時，壓裂是為了創(chuàng)造（溝通）天然裂縫網(wǎng)絡(luò)，即主要的天然氣通道。在Huron頁巖地區(qū)最常使用的增產(chǎn)方法是泡沫壓裂和氮氣壓裂。泡沫壓裂早在1970年就被廣泛使用，用于Appalachian盆地Huron頁巖的增產(chǎn)。頁巖壓裂技術(shù)頁巖壓裂技術(shù)泡沫壓裂在壓裂液中加入起泡劑，并且與氮氣一起泵入。泡沫是氣體在水中乳化，使用表面張力來懸浮和攜帶支撐劑。使用泡沫和氮氣壓裂的原因?qū)uron頁巖使用泡沫和氮氣壓裂的兩個主要原因是：地層壓力較低以及頁巖對液體的敏感性。這兩個方法都使用氮氣，這是為了增加地層能量，有助于壓裂液的返排。這些

5、液體能夠?qū)Φ貙蛹酆彤a(chǎn)生足夠的凈壓力，從而使地層破裂。地層敏感性頁巖對清水的敏感性來自粘土。最重要的問題是綠泥石遇水膨脹。使用高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的泡沫可以降低粘土引起的問題。在壓裂中也添加其它添加劑以降低粘土引起的其它問題。壓裂液主要考慮壓裂液的配伍性，再考慮壓裂液的攜砂能力。Huron頁巖含有大量的水敏性粘土礦物，所以基液要與粘土配伍?；和ǔＪ褂?%的氯化鉀溶液或其它相似的添加劑。然后再看壓裂的攜砂能力。有些只是用泡沫，并依靠泡沫的表面張力就能攜帶支撐劑。有些會提高液體的粘度，保證其施工時的攜砂能力。胍膠瓜膠用來提高攜砂能力，被廣泛使用?；陔夷z的凍膠容易得到、價格

6、便宜，在壓裂領(lǐng)域中久經(jīng)考驗。但有個缺點就是會在地層中留下殘渣，對生產(chǎn)造成問題。殘渣會積聚并且堵塞孔隙吼道（“濾餅”），使得天然氣無法“逃出”地層。粘彈性表面活性劑作為壓裂使用的交聯(lián)劑“初登舞臺”。添加劑的分子疏水端相連，能夠顯著增大液體粘度。這些分子鏈能夠重疊并交織在一塊形成凝膠。它有一個優(yōu)點就是不需要使用破膠劑。粘彈性表面活性劑會在地層水和烴中分解。它們很容易操作，因為你不需要使用眾多的添加劑，你只要運轉(zhuǎn)這一種化合物。但有一個缺點就是需要很大的劑量，開支大。在選擇支撐劑時，主要考慮地層閉合壓力和支撐劑嵌入情況。這兩種情況都會造成地層滲透率的下降，因為支撐劑會壓

7、碎在一塊，制造對地層有害的微粒，或者裂縫寬度減小。20/40目的白色石英砂是最常使用的支撐劑。這種支撐劑的特性符合Huron地層的要求。支撐劑的圓度和球度也要適宜，因為棱角和不規(guī)則邊緣可能被壓碎，并嵌入地層，制造的裂縫孔隙度也較低?！拔沧贰敝蝿┲蝿┑幕亓饕彩莻€問題，可以使用微可變形的石英砂。這種柔韌的的支撐劑放置在砂子尾部（尾追），使用的濃度是10-15%。它能鎖住前面的支撐劑，就像“墊子”一樣。使用尾追柔韌的砂子，使得前面的支撐劑盡可能少的受到地層（擠）壓力，并減少微粒的產(chǎn)生。這樣能幫助維持裂縫滲透率和裂縫寬度，以及氣井產(chǎn)能。低密度支撐劑這些支撐劑的密度接

8、近1，跟水一樣。低密度的