非常规油气藏复杂缝网压裂机理
小型压裂技术在复杂断块的应用
小型压裂技术在复杂断块的应用随着石油天然气勘探开发工作的不断推进，复杂断块储层已成为了难以避免的挑战。
针对这种类型的油气藏，小型压裂技术已经成为了一种有效的解决方案。
本文将探讨小型压裂技术在复杂断块储层中的应用。
一、复杂断块储层特点复杂断块储层是指储层构造复杂、孔隙连通性差、渗透率差的油气藏。
常常存在层数多、难以预测的裂缝或缝洞等问题。
这些问题使得油水分布不均、产能低下，不同层位、不同井网之间产能差异悬殊。
此外，作为储集空间，复杂断块储层与其他类型储层相比，存在着一些独特的挑战。
例如，压裂液易受阻、沉积物易污染、砂胶混合物易输送阻力大等。
这些特点给采油带来了很大的困难。
二、小型压裂技术的原理小型压裂技术是一种低密度、低能量、低成本的压裂技术，其特点是用一种独特的压裂液系统进行压裂。
压裂液系统是由高分子材料混合而成的，它可以在孔隙和裂缝中产生塞孔效应，在不损坏主裂缝的情况下，通过增加次生裂缝的数量和大小来提高油气藏的渗透率。
小型压裂技术的最大优点是可以通过精细化的孔隙构造、压裂液化学成分的设计、施工技术的优化来适应不同种类的油气藏。
此外，与传统的压裂技术相比，小型压裂技术具有更好的微弱裂缝渗透性能和更好的耐蚀性能。
同时，小型压裂技术的施工过程简单、易操作，液化后的压裂液易于运输和储存，可以有效地降低运输成本。
1、适应多种岩石类型小型压裂技术适应范围广，不论是砂岩、泥岩或者灰岩等多种岩石类型，只要通透率达到压裂液能“塞”住的范围，都可以使用小型压裂技术来提高油气藏渗透性能。
2、降低储层污染复杂断块储层中存在大量难以预测的裂缝，油气地球化学性质差异很大。
由于小型压裂技术使用更加精细化的孔隙构造和压裂液成分，能够降低水和砂的污染，并减小对石油天然气地球化学性质的影响。
3、避免循环剂对水系统的影响在传统的压裂技术中，为了提高压裂液的效果，需要加入循环剂进行辅助，循环剂占据了近20%的压裂液的分量。
由于复杂断块储层中均层存在问题，循环剂会使得水与石油天然气混合物受到污染，这将对后期采油工作带来不利影响。
常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例[1]
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第３３卷第２期 ２０１２年３月
石
油
学
报
ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥｌ ＳＩＮＩＣＡ
展布，圈闭界限明显，储集体发育毫米级一微米级孔喉系统，浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和 气、页岩油和气等，一般源储共生，大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心，圈闭界限不明显，页岩系统储集体广泛发育纳米级
孔喉，浮力作用受限，油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例，系统分析了其地质特征与勘探潜 力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统，局部发育微米一毫米级孔隙，其中页岩气储层孔径为５～２００ ｎｍ，致密灰岩油储
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１７４
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２０１２年第３３卷
ａ ｓｈｏｒｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｎｔｏ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｃｌｏｓｅ ｔＯ ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｃｋｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｂｕｏｙａｎｃｙ ｉｓ ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｐａｐｅｒ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｇｅｏ— ｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｔｉｇｈｔ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｂａｓｉｎｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，ｗｈｅｒｅ ｐｏｒｅｓ ｉｎ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｓｃａｌｅ ｗｉｔｈ ｐａｒｔｉａｌ ｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒ－ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｐｏｒｅｓ ｄｏｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｓｐａｃｅ ｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｏｒｅｓ ｉｓ ５～２００ ｎｍ ｉｎ ｇａｓ ｓｈａｌｅ．４０～５００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ。５０～９００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ａｎｄ ４０ ７００ ｎｍ ｉｎ ｔｉｇｈｔ ｇａｓ ｓａｎｄ．Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｌｏｂｅ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ｎａｎｏ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，３ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ— ｐｅｒ ｔｈａｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ“ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ”ｉｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ－ｕｒｇｅｎｔｌｙ ｒｅｑｕｉｒｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏ— ｐｉｎｇ ｖｉｃａｒｉｏｕｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｖｉｅｗｉｎｇ ｍｉｒｒｏｒ，ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｇｅｎｔ ａｎｄ ｎａｎｏ ｈｙ ｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔｓ．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｗｉｌｌ ｃｏｍｅ ｉｎ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｓｈａｌｅ ｐｌａｙ；ｎａｎｏ—ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ；ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ；ｔｉｇｈｔ ｓａｎｄ ｇａｓ；ｓｈａｌｅ
《非常规气藏工程方法》
概述气藏开发在能源产业中具有重要地位，而对于一些非传统的气藏，针对不同的地质条件和工程实际情况，需要采用一系列非常规的工程方法和技术手段，来提高气藏的开发效率和经济效益。
本文将从气藏的类型、开发方式、技术手段等方面，介绍一些非常规气藏工程方法，以期为非常规气藏开发提供一些参考和建议。
一、非常规气藏类型1.页岩气藏页岩气是指在低渗透率、低孔隙度、低渗透率的致密岩层中储存的天然气，主要赋存于泥岩、砂岩、炭层等岩石中。
页岩气的开发具有技术难度大、投资高、回报期长等特点。
2.煤层气藏煤层气是指在煤层中吸附或游离存在的天然气，由于煤层气藏具有特殊的地质特征，如透气性低、天然气富集程度低，使得煤层气开发具有技术难度大、周期长的特点。
3.海底天然气水合物气藏海底天然气水合物是指在深海底部结晶生长形成的含甲烷的水合物，通常分布于海底冷泉、火山底部等地区，由于海底环境恶劣，加之水合物的稳定性和灵敏性等特点，使得海底天然气水合物开发具有高技术难度和工程成本的特点。
二、非常规气藏开发方式1.多重水平井开发多重水平井开发是指通过在储气层中钻探多个水平井，来增加井眼与储气层接触面积，提高单井生产能力。
由于非常规气藏储层具有井网细密、成本高昂等特点，因此采用多重水平井开发方式可以更好地维持产能，提高经济效益。
2.地面水平井压裂开发地面水平井压裂开发是指通过在井下安装压裂设备，将压力传递至储气层中，破裂岩层，使得天然气能够在岩层中自由流动。
该方法具有压裂技术难度大、投资高、环保要求严格等特点，但可以最大限度地提高气藏开发效率。
3.注水开采注水开采是指通过注入大量的水进入储气层中，来增加储气层渗透性和压力，从而促进天然气向井口流动。
该方法具有改善气藏流动性、增加天然气产量等优点，但需要对水质、井眼环境、注水费用等因素考虑，同时也会导致储气层渗透性降低等负面影响。
三、非常规气藏技术手段1.超声波清洗超声波清洗是指通过超声波振动进入井眼内部，打破井眼和储气层中的附着物，达到清洁井眼、促进气藏开采的目的。
非常规油气勘探技术原理与应用
非常规油气勘探技术原理与应用作为人类社会的主要能源来源，油气资源的勘探和开发一直是各国关注的重点。
然而，随着传统油气资源逐渐枯竭，非常规油气勘探技术逐渐成为开发出路。
本文将着重探讨非常规油气勘探技术的原理和应用。
一、页岩气勘探技术页岩气是一种通过水平井和压裂技术来开采的非常规油气资源。
页岩是一种由泥质、石英、长石和云母等矿物质组成的沉积岩石，内含有丰富的天然气。
水平井是沿着地层方向钻探出去的，与垂直井相比更能够在水平方向上提高油气流量。
同时，页岩气是储存在页岩中的，只有通过压裂技术才能开采。
压裂通常是通过使用高压液体将岩石中的裂缝扩大，同时在其中注入高压液体，使天然气流到水平的井口。
二、煤层气勘探技术煤层气是一种在煤层中储存的燃气资源。
煤层气勘探技术是通过钻探井，将井进入煤层中并注入水压，使煤层产生开裂，便于天然气从煤层中释放出来。
在煤层气勘探过程中，通常使用井下裂缝治理技术来增加产量。
这种技术通过掌握储层的物理和化学特性来选择和使用适当的注入物质，使得注入物质可以渗透到煤层中，从而改良煤层渗透性和产量。
三、致密油气勘探技术致密油气是一种难以开采的油气资源，其开采技术主要包括水平钻井和压裂技术。
由于过于致密，致密油气储藏层不具备多孔性和渗透性，因此需要通过高水平钻探和压裂技术来打开储层，使得油气顺利流出。
四、深水油气勘探技术深水油气勘探技术是一种通过钻井在深海上进行，从深海中开采油气资源的技术。
这种技术通常使用半潜式钻井平台，钻出深度超过一千米的井，从而获得深水油气储藏。
深水油气勘探存在的挑战主要来自于技术和成本问题。
对于技术问题，钻井的深度和压力都要比陆地更加复杂，因此需要使用先进的技术和装备。
而对于成本问题，则主要来自于深海环境下的作业复杂度，以及维护钻井平台的高昂成本。
总之，随着非常规油气资源逐渐成为能源勘探和开发的主流，各种非常规油气勘探技术也在逐渐发展和完善。
这些技术的成熟和应用，将极大地推动油气储藏资源的开发和利用，为人类社会的发展和进步带来更持久、更丰富的能源保障。
石油地质学 第六节 非常规油气藏形成和油气藏破坏
三、生物化学作用、热变质作用对油气性质的改变
1、氧化变质
氧化变质：是指原油在低温低压条件下，因氧化 和微生物降解，使轻组分大量消耗，重组分不断增加， 成为稠油或沥青类矿物的演化过程。其结果是使油气 藏油质变差，降低工业价值。
氧化作用:主要是游离氧气，溶解氧气和氧化物与 烃类作用使油变质，如油层遭受剥蚀形成沥青塞，水 动力的作用使油水接触带形成沥青垫均属氧化作用， 后者也称水洗作用。
1．气水倒置
即同一储层中，从构造下倾部位的饱和气层向构造上倾方向，通 过气水过渡带渐变为饱和水层——气下水上。 2．异常地层压力 气水到置的关系决定了深盆气藏流体压力多低 于静水压力
3．源——藏相伴生 源岩直接位于致密储层下方。 4．储层物性致密一般<10%—12% 5. 埋藏深度相对偏大 6. 地质储量巨大，甜点区是开发的主要对象
三、形成条件
1．源岩条件—面积大、成熟度高、供气充足。
2．储集条件—低孔、低渗、大面积发育。因只有在物 性差的情况下，天然气才能整体和大面积排驱致密储 层内的水。
3．盖层条件—顶、底封盖层均重要。
顶部盖层可有效地阻止天然气的扩散作用，亦可完全 由储层中气水界面处的力平衡界面来维持，但扩散作 用速率可能要大。底部封隔层是为了阻挡水压力对含 气储层的作用，而导致其运移散失。
一、地质因素引起的油气藏破坏和再分布
地壳运动往往使地层抬升，产生一系列断层，有的还伴随强烈
的岩浆活动，使原有的油气藏圈闭改变或油气藏遭受侵蚀。 1、地壳运动可使储集层不均匀抬升，致使原来的圈闭溢出点
升高，容积变小，使油气藏中的油气溢出向上倾方向运移，散失 或再聚集形成新的油气藏。
2、地壳运动使油气藏整体抬升的结果，一方面造成圈闭盖层
页岩气压裂复杂缝网形成条件及方法
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1
2 形成缝网的力学条件
对压裂Байду номын сангаас程中天然裂缝开启的力学条件进行分析见图1。
（5）
3 有利于形成复杂缝网的工程技术
储层的地质因素是决定压裂过程中能否形成复杂缝的 根本，岩石脆性越强、天然裂缝越发育，越容易形成缝 网。但通过优选适合的工艺，也可以起到形成复杂缝并增 加复杂程度的作用 1 cos 2T
3）页岩气压裂采用低粘度减阻水，增大滤失，沟通 尽可能多的天然裂缝，使储层里形成复杂的裂缝网络结构 （简称：缝网）[1]。 裂缝越复杂，储层改造体积（SRV）越大，压裂后井 的产能越高。因此，优选合适的工艺，增加裂缝的复杂程 度，对于页岩气的高效动用开发具有重要的意义。 主应力，MPa；pi为地层初始孔隙压力，MPa；pf为地层破 裂压力，MPa；St为岩石的抗张强度，MPa。 缝内净压力主要受储层特征及人为因素两方面控制， 储层特征包括：杨氏模量、泊松比、地层水平应力及垂向 应力、断裂韧性等。人为因素包括：排量、压裂液粘度、 摩阻、平均砂比和裂缝封堵情况等。
非常规储层压裂改造技术进展及应用
第３３卷 增刊１２０１２年８月石油学报ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＬＥＩ ＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３３Ａｕｇ． Ｓ．１２０１２基金项目：国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５０１３、２０１１ＺＸ０５０３７）资助。
第一作者及通讯作者：王永辉，男，１９６４年１０月生，１９８６年毕业于西北大学，２００４年获西南石油大学油气田开发工程专业博士学位，现为中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化技术服务中心高级工程师，主要从事压裂酸化工艺、水力裂缝模拟及油气藏模拟等研究。
Ｅｍａｉｌ：ｗｙｈ１１６＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ文章编号：０２５３－２６９７（２０１２）Ｓ１－１４９－１０非常规储层压裂改造技术进展及应用王永辉 卢拥军 李永平 王 欣 鄢雪梅 张智勇（中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 ０６５００７）摘要：水力压裂技术的进步极大地促进了以北美为代表的非常规油气资源的经济有效开发，成为其有效动用的关键技术。
笔者总结国外非常规储层，特别是以致密气、页岩气、煤层气及致密油为代表的非常规资源压裂改造技术的发展历程，梳理了国外非常规资源储层压裂改造的主体技术。
通过分析各种储层改造主体技术的优缺点及适用条件，结合国内储层特点，分析了各项主体技术在国内的适应性。
并根据国内目前非常规储层改造的技术现状，明确了国内非常规储层改造技术的发展趋势和方向，指出了国内非常规储层技术应起引进吸收并自主创新的道路，指出了致密气、页岩气需攻关的关键技术。
关键词：非常规储层；水力压裂；水平井；致密气；页岩气；煤层气；致密油中图分类号：ＴＥ３５７．１ 文献标识码：ＡＰｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒＷＡＮＧ Ｙｏｎｇｈｕｉ ＬＵ Ｙｏｎｇｊｕｎ ＬＩ Ｙｏｎｇｐｉｎｇ ＷＡＮＧ Ｘｉｎ ＹＡＮ Ｘｕｅｍｅｉ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉｙｏｎｇ（Ｌａｎｇｆａｎｇ Ｂｒａｎｃｈ，Ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ＆Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｌａｎｇｆａｎｇ０６５００７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｃｏｓｔ－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｏｉｌ ＆ｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ ａｎｄ ｍａｄｅ ｉｔ ｂｅ ａｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ ｒｅ－ｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｒｏａｄｍａｐ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｆｏｒｅｉｇｎ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｉｇｈｔ ｇａｓ，ｓｈａｌｅ ｇａｓ，ｃｏａｌｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ａｎｄ ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ＆ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｌａｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ａｎｄ ｄｉｒｅｃ－ｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｕｎ－ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｔｗｏ ｓｔｅｐｓ，ｔｈａｔ ｉｓ，ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＆ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｉｇｈｔ ｇａｓ ａｎｄ ｓｈａｌｅ ｇａｓ，ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｒｅｑｕｉｒｉｎｇ ｍｏｒｅ ｒｅｓｅａｒ－ｃｈｅｓ ａｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ；ｔｉｇｈｔ ｇａｓ；ｓｈａｌｅ ｇａｓ；ｃｏａｌｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ；ｔｉｇｈｔ ｏｉｌ． 非常规资源是指现今无法用常规方法和技术手段进行勘探、开发的资源，主要有页岩气、致密气、煤层气、油页岩、致密油及重油、油砂等，其资源总量大，开采技术要求高，储层物性差，一般空气渗透率小于０．１ｍＤ，孔隙度小于１０％。
分段压裂技术在非常规气藏开发中的应用案例分析
分段压裂技术在非常规气藏开发中的应用案例分析近年来，由于能源需求的增长和传统石油天然气资源的逐渐枯竭，非传统能源资源的开发逐渐受到关注。
非常规气藏，如页岩气、煤层气等，具有地质复杂性、低渗透性和低孔隙度等特点，为了获得更高的产量，分段压裂技术成为非常规气藏开发中的关键技术之一。
本文将以三个具体应用案例为例，探讨分段压裂技术在非常规气藏开发中的应用效果和关键问题。
案例一：段缝发育差异和产能变化影响的分析在某页岩气藏开发中，采用了分段压裂技术，通过水平井和多级分段压裂完成了页岩气田的开发。
然而，在实际生产中发现，不同分段压裂井之间的产量差异较大。
经过分析，发现段缝的发育差异是影响产能变化的主要因素之一。
通过比对不同阶段的压裂参数和产量监测数据，发现页岩气藏不同井段间的岩石力学性质存在差异，导致了段缝发育的差异。
在后续的开发中，针对不同井段采取了不同的压裂参数，有针对性地增加了段缝面积和导流性，有效提高了产能。
案例二：加密线性扩展技术在页岩气藏开发中的应用在某页岩气田的开发过程中，采用了加密线性扩展技术，即将水力压裂液由初始的高效压裂液扩展为垂直线性扩展。
该技术主要目的是增加页岩气藏井段的产能，并通过线性扩展的方式将压裂液有效地传递到岩石的更多区域，提高了页岩气藏的整体生产能力。
通过实施加密线性扩展技术，页岩气藏的产能得到了明显提高，且分段压裂井段的产量差异也得到了一定程度的缩小。
这一技术的应用有效地改善了页岩气藏开发中压裂效果的不均匀性，提高了整体气田的经济效益。
案例三：基于产能响应的分段压裂优化设计在某煤层气田的开发过程中，采用了基于产能响应的分段压裂优化设计方法，通过实时监测不同井段的产能响应情况来调整压裂参数和排量。
在压裂过程中，利用传感器实时监测压裂液注入压力和产能变化情况，通过数据分析得出不同井段的产能响应规律。
根据分析结果，调整参数和排量，实现不同井段的优化开发。
该方法不仅减小了井段产量差异，还降低了开发成本和环境风险。
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2 、致密气地质资源量 24 万亿 方
致密气：是聚集在覆压基质渗透率≤0.1md致密砂岩中的天然气
地质资源量：24万亿方 探明储量：6万亿方 2015年产量：360亿方
我国主要致密气盆地分布图
10 10
3 、页岩气地质资源量 144 万亿
页岩气：赋存在富有机质页岩储层中的天然气
剪切裂缝在径向上更为发育。
剪切扩张机理图示
24 24
致密气藏——清水压裂、低浓度支撑剂
（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵三：储层岩性具有显著的脆性特征，是实现体积改造的物质基础
•
Barnett页岩含石英矿物37.38%，碳酸
盐矿物19.13%，粘土矿物41.13%；其 中粘土矿物成分不含蒙脱石，以伊/蒙
模的网状裂缝，增加储层基质向人工裂缝供油气能力，从而
实现增产的效果。
15 15
（一）缝网（体积）压裂概念的提出
体积压裂是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩 张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相 互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，实现人造“渗透 率”，从而提高初始产量和最终采收率。 体积压裂技术源于低孔、低渗且天然裂缝发育的页岩 气藏开发的实践，是页岩气实现商业开发的首要技术；对 于致密气藏、其他非常规气藏的开发具重要的借鉴意义。
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我国非常规油气资源评价
页岩气地质资源量为80.21万亿方，可采资源量12.85万亿方 煤层气地质资源量为29.82万亿方，可采资源量12.51万亿方 致密气地质资源量为21.86万亿方，可采资源量10.94万亿方 致密油地质资源量为125.8亿吨，可采资源量12.34亿吨
第四次全国油气资源评价（中石油勘探院，2016） 8 8
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4、煤层气地质资源量31.5万亿方
煤层气：赋存在煤岩储层中的天然气
地质资源量：31.5万亿方
探明储量：6226亿方
已建产能：60亿方 2015年产量：44亿方
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5、我国非常规油气产量预测
据中石油廊坊分院预测， 2020 年我国非常规天然气产量将
实现 1200 亿方，其中致密气占 58% ，达 700 亿方，煤层气 （地面）产量200亿方，页岩气产量300亿方。
混层为主。
北美不同区域页岩地层矿物组分（%）
北美页岩数据库的矿物三角图表明
1区 脆性页岩 富含石英 2区 脆性页岩 富含碳酸盐
易形成 缝网
3、4区 塑性页岩 富含泥质 压裂困难
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵四：天然裂缝及相互沟通状况，是实现体积改造的前提条件
内涵的延伸
储层的岩石力学特性是确定压裂是
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（一）缝网（体积）压裂概念的提出 1、体积压裂的理念
常规压裂增产理念主要是在压裂时抑制次生裂缝的扩展，主要形成 一条主裂缝，产能主要来自主裂缝的高渗流能力。
体积压裂与常规压裂改造理念相反，压裂时通过各种工艺形成更多
的裂缝、沟通更大的渗流区域，充分发挥主裂缝和天然裂缝增产优势。
常规压裂裂缝形态
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主要内容
一、非常规油气资源概况 二、复杂缝网（体积）压裂的理念及内涵 三、复杂缝网压裂裂缝扩展物理模拟 四、复杂缝网压裂裂缝扩展数值模拟
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（一）缝网（体积）压裂概念的提出 在页岩气压裂裂缝监测和压后效果评估中发现存在和常
规压裂不同之处，包括裂缝形态、压裂增产的机理、影响压
裂效果的主控因素等。 上世纪90年代滑溜水大型压裂在页岩的成功应用，以及 微地震监测呈现的规模庞大的复杂裂缝形态，逐渐形成了体 积压裂的概念：认为对低渗致密储层压裂的目标是形成大规
1、致密油地质资源量148亿吨
致密油：是聚集在覆压基质渗透率≤0.1md致密储层中的石油。
是在页岩油概念基础上延伸出来的，需要借助压裂等技术手段 才能实现经济开采的原油，它以吸附或游离状态赋存于富有机 质且渗透率极低的泥质粉砂岩、砂岩夹层和碳酸盐岩系统中的
自生自储、连续分布的石油聚集，包括从致密砂岩、致密碳酸
实现大规模的压裂改造体积是成功的关键所在！21
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵一：裂缝以复杂缝网形态扩展，打碎储层，实现人造“渗透率” 内涵二：裂缝发生剪切破坏，错断、滑移。不是单一的张开型破坏 内涵三：储层岩性具有显著的脆性特征，是实现体积改造的物质基础 内涵四：天然裂缝及相互沟通状况，是实现体积改造的前提条件 内涵五：“分段多簇”射孔实施应力干扰是实现体积改造的技术关键
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵一：裂缝以复杂缝网形态扩展，打碎储层，实现人造“渗透率”
平面对称双翼裂缝
张开裂缝 剪切裂缝
非平面对称裂缝（弯曲缝、多裂缝）
缝网压裂技术
(经典理论下提出， 隐含现代理论内涵)
体积改造技术
(现代理论)
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵二：裂缝发生剪切破坏，错断、滑移。不是单一的张开型破坏
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 2、缝网（体积）压裂的特点
（3）技术特点三：压后产量高、稳产时间长。
单位 井号
TK1078
所属油田
中石化西北局
岩性
裂缝性灰岩
压后产量
日产油170吨，已累计增油12万吨
备注
塔河油田共实施6口井 威远及长宁页岩气共实施5口直井，1 口水平井
TH10411
地质资源量：144万亿方 可采资源量：12.85万亿方 探明储量：5441亿方 已建产能：80亿方 2015年产量：45亿方
方
我国富有机质页岩分布广泛，南方地区和新疆塔里木盆地
等发育海相页岩，华北地区和准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多 斯盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等广泛发育陆相页岩，具备页 岩气成藏条件，资源潜力巨大。
（一）缝网（体积）压裂概念的提出 3、压裂改造观念的转变
1
施工阶段
1 2 3 4
10
ESV(106m3)
20.1 25.8 17.6 25.9 14.2 17.8 18.7 23.2 13.5 20.7
5 6 7 8 9 10
lower Eagle Ford shale gas, South Texas
观念创新：把约束在生
油岩里的油气放出来
常规油气藏形成的六字 诀：生储盖运圈保 非常规油气：有生即储 开发顺序：常规气 致密气 页岩气
3
全球非常规油气资源评价
可采资源：常规 4878亿吨，
非常规6200亿吨，二者相当
采出程度：常规 1732亿吨，
约占35%；非常规微不足道
可采资源：常规 471 万亿方，
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
破碎且水平层理发育
体积改造的最美诠释 敲击产生网状缝
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敲击不产生裂缝
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（二）缝网（体积）压裂的内涵
内涵五：“分段多簇”射孔实施应力干扰是实现体积改造的技术关键 常规水平井分段压裂：研究段间距
的优化，采用单段射孔，单段压裂 模式，避免缝间干扰 体积改造：优化段间距，采用“分 段多簇”射孔，多段一起压裂模式， 利用缝间干扰，促使裂缝转向，产 生复杂缝网
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 1、缝网（体积）压裂的模式
（1）天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与
人工裂缝相互交错的裂缝网络，将可以渗流的有效储层打碎，使裂缝壁 面与储层基质的接触面积最大。
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 1、缝网（体积）压裂的模式
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（一）缝网（体积）压裂概念的提出 3、压裂改造观念的转变
单一主缝 网络裂缝 树形网络裂缝
常规压裂：单一主缝
网络裂缝
树形网络裂缝
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（一）缝网（体积）压裂概念的提出 3、压裂改造观念的转变
网络裂缝的三个尺度层次 一、支撑裂缝 二、自支撑裂缝
三、毛细裂隙
树形网络裂缝的分形分布
20 ห้องสมุดไป่ตู้0
重油1.1亿吨），占原油总产量的11%。 （EIA2016）
美国非常规油气产量
2015 年 美 国 页 岩 气 产 量 4250 亿 方 ， 致 密 油 2.1 亿 吨 ， 致 密 气
1200亿方，煤层气390亿方，油气对外依存度33%和1%
2015 年非常规油产量 4.8 亿吨（油砂油 1.4 亿吨，重油 1.1 亿吨），
5 5
全球非常规油气产量
2015 年非常规油气产量 8227 亿方（页岩气 4693 亿方，致密气
2450 亿 方 ， 煤 层 气 1084 亿 方 ） ， 占 天 然 气 总 产 量 的 23% （EIA2016）
2015 年非常规油产量 4.8亿吨（致密油2.3 亿吨，油砂油 1.4 亿吨，
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 2、缝网（体积）压裂的特点
（1）技术特点一：大液量、大排量、大砂量、小粒径、低砂比
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 2、缝网（体积）压裂的特点
（2）技术特点二：液体粘度越低，越容易实现体积改造
滑溜水
混合型 线性凝胶 泡沫 冻胶泡沫 冻胶 压裂充填 液
（2）在有限井段内增加水力裂缝条数，这些裂缝累积控制的泄流面
积随着裂缝的条数、缝长、缝宽、缝高等因素变化而变化。
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（三）缝网（体积)压裂的模式及技术特点 1、缝网（体积）压裂的模式
（3）利用储层两向水平应力差值与裂缝延伸净压力的关系，实现裂
缝延伸净压力大于两个水平主应力的差值与岩石抗张强度之和（即两次 破裂压力之差），形成以主缝和分支裂缝相组合的网络裂缝。