国内页岩气开采技术进展

李 根

（长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100）

国内页岩气开采技术进展

李 根

（长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100）

页岩气资源潜力大、寿命长、生产周期长，已成为能源研究领域的热点和突破点。自2009年以来，中国页岩气钻井领域的62a，标志着国内页岩气资源的开发。页岩气储层和常规油藏不同，必须采用先进的技术，特别是对水平井钻井、完井和压裂技术，实现经济高效发展。近年来国内页岩气钻井技术、钻井液技术、固井和压裂技术等，可以为中国页岩气开发的技术基础。讨论了页岩气的发展，技术和环境问题，指出了页岩气技术未来的发展方向。未来，需要结合国内页岩气储层的特点，借鉴新技术、国内外经验，通过优化工具开发、技术支持和水平井钻井技术的解决方案，尽快为页岩气的发展提高；进一步提高油基钻井液体系流变，密封能力，开展水基钻井液体系研究适用于页岩气水平井钻井；研究使用油基钻井液页岩气水平井的现状，进一步提高冲洗液和水泥浆体系和固井技术；分析页岩气水平多级压裂技术的井下工具、工作液及施工技术进展，加强压裂设计动态监测，形成一套完整的钻井、压裂及生产过程中废水等操作，污水和垃圾处理技术，重视环境污染评价页岩气的开采，以确保中国页岩气开发的健康发展。

页岩气；钻井水平；压裂开采

1 前言

页岩气藏与常规油藏有很大区别，必须采取先进的开发技术和工艺，才有可能实现经济高效得开发。可见，页岩气开发的进展之难，特别是水平井钻井、完井、压裂技术的发展，对页岩气的开发起着重要作用。根据页岩气储层的特点，水平钻井和水力压裂技术是页岩气开发的核心技术。国外页岩气的简要介绍的基础上，技术的发展，近年来，一些进展介绍了页岩气的发展问题和未来工作。

2 页岩气开发面临的问题

技术问题∶页岩气在美国的发现和使用早在1821年前，但直到近十年发展之迅速。中国的页岩气才刚刚起步，显然，在页岩气开发的初始阶段将面临很多挑战。页岩气在中国和美国有不同的地质条件，页岩气在美国主要分布在上古生代和中生代海相地层，主要含有有机页岩主要分布在年龄和我更新了国家的财富，或在地层中，大陆和海洋层代表一个重要的与彼此分享。美国地质构造相对稳定，我国地质构造相对活跃，后期许多目标层具有较强的转换性。此外，中国页岩气的储层埋藏相对较深，例如四川盆地等地段，有的在2 000～3 500m的页岩气储层的深度，而在800～2 600m的美国页岩气储层的深度，页岩气层深度的增加也增加了开发难度，对该技术的发展提出了更高的要求，也为更大的投资支持的需要。

环境保护问题∶许多人都期待着页岩气替代能源而后成为新能源的前景，但它是在很多问题比如水，气体泄漏，页岩气开采问题不容忽视。目前，页岩气产量完全取决于水平井及压裂。即便如此，大多数的单井日产量小于1×104m3，所以你必须生产。水力压裂技术是目前页岩气资源开发的唯一有效手段，但水力压裂技术有利也有弊是一把双刃剑，因为每平均每口油井压裂水（2～4）×104m3，页岩气将消耗大量的水，以及压裂液添加剂压裂地下水表面电位造成严重的污染，我们要注意。相对而言，中国的人均土地和水资源占有量比美国差远了，而中国的生态环境的长期发展更为脆弱。中国在该地区的页岩气田的分布和水资源分布较为一致。在长江流域水资源相对丰富，页岩气只在四川和江汉盆地发现的，而华北地区的页岩气储量的西北地区，水资源非常紧张。其中，华北平原地区是一个地下水超采最严重的地区，还有沿海的一些地区，由于地下水对海水入侵的下降，导致地下水水质恶化。然而中国尚未面临的环境问题是页岩气资源的开发将是中国的水的数量和质量提出了严峻的考验。

3 结束语

经过一段时间的实践和探索，我国的页岩气技术积累了一定的经验，也有了一定的发展。近年来，一批又一批页岩气气钻和压裂施工顺利完成，这就是我国页岩气这些年研究的成果，但研究人员需要时时警醒自己，我国的页岩气开发技术还不是很成熟，还有很多问题需要解决。由于页岩气储层是由岩石黏土、有机质和矿物混合而成，而有机质能产生丰富的页岩气，但纹理清晰岩石之间的空隙太小，渗透率低，流阻比常规天然气开采困难，所有威尔斯都需要实施多级压裂，不仅增加了施工难度，增加了施工成本。这就对页岩气的发展提出了更高的要求，要保证经济的高效发展，还有一条艰难的路要走。

综上，在页岩气资源开发领域应根据国内情况，学习国外先进的开采技术和经验的基础上，结合水库的实际情况，积极探索更多的土地，水，降低成本，更有效地保护环境的方式发展，在技术、条件成熟时，可以被广泛用于从国外页岩气开采的井工厂开发模式，减少表面积和天然气生产设备，降低开发成本，实现在空间分布的轨迹的水库水位、地下三维网络的合理发展，/探索出合适中国国情的发展路径，研究出先进且适用的开采技术，推动中国页岩气开发的健康发展。

[1] 闫联国，周玉仓.彭页HF-1页岩气井水平段固井技术[J].石油钻探技术，2012，40（4）∶47-51.

[2] 王中华.国内页岩气开采技术进展[J].中外能源，2013，18（2）∶23-32.

[3] 佚名.我国24口页岩气井获得工业气流[J].华北国土资源，2012，（4）∶37.

[4] 黄玉珍，黄金亮，葛春梅，等.技术进步是推动美国页岩气快速发展的关键[J].天然气工业，2009，（5）∶7-10.

Progress of Domestic Shale Gas Extraction Technology

Li Gen

Shale gas resources have great potential，long life and long production cycle.They have become a hotspot and breakthrough point in energy research field.Since 2009，China's shale gas drilling field in 62 years，marks the development of domestic shale gas resources.Shale gas reservoirs and conventional reservoirs must be developed using advanced technology，especially for horizontal well drilling，completion and fracturing techniques，to achieve cost-effective development.In recent years domestic shale gas drilling technology，drilling fluid technology，cementing and fracturing technology，etc.，it can be the technical basis for the development of Chinese shale gas.Discussed the development，technical and environmental problems existing in shale gas，and pointed out the future development direction of shale gas technology.In the future，the need to combine the characteristics of domestic shale gas reservoirs，based on the introduction of new technologies，domestic and international experience，through optimization tool development，technical support and horizontal well drilling technology solutions，as soon as possible for shale gas And further improve the rheological and sealing ability of oil-based drilling fluid system to carry out water-based drilling fluid system research for shale gas horizontal well drilling；in the use of oil-based drilling fluid shale gas horizontal wells to further improve the flushing fluid And cement slurry systems and cementing technology.Shale gas level multi-level fracturing technology of underground tools，working fluid and construction technology，to strengthen the fracturing fracturing design dynamic monitoring.The formation of a complete set of drilling，fracturing and production processes such as waste water and other operations，sewage and waste disposal technology，attention to environmental pollution assessment of shale gas extraction to ensure the healthy development of shale gas development in China.

shale gas；drilling level；fracturing mining

TE37

A

1003-6490（2017）02-0041-02

2017-01-05

李根（1992—），男，湖北武汉人，硕士在读，主要研究方向为页岩气。