第 3 9卷第 3期
薛承瑾 .页岩气压裂技术现状及发展建议
发使美国天然气储量增加了 4。2 1 O 0 0年美国页岩气产量接近 10 0 0 0×1 m3约占美国当年天然气总，
岩之所以能产出大量的天然气，其原因在于它的脆
性及其对增产措施的良好响应，种脆性与矿物成这分有关。需要引起注意的是，英和碳酸盐矿物含石量增加，降低页岩的孔隙，将使游离气的储集空间减小，特别是方解石在埋藏过程中的胶结作用，进一将步减少孔隙。因此，页岩气储层的评价，须在黏对必土矿物、含水饱和度、英、酸盐矿物含量之间寻石碳找一种平衡。5 0
产量的 2,岩气已经成为美国主力气源之一。 O页 国内页岩气的勘探开发尚处于起步阶段，但是发展迅速]。目前已经在中国渤海湾及松辽、四川和吐哈等盆地发现了高含有机炭的页岩。据预测，中国页岩
气潜在资源量大于 3×1 m。开发潜力巨大。 O 0, 页岩储层具有低孔特征和极低的基质渗透率， 因此压裂是页岩气开发的主体技术。目前，美页北岩气逐渐形成了以水平井套管完井、分簇射孔、速快可钻式桥塞封隔、规模滑溜水或“溜水+线性大滑
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胶”分段压裂、同步压裂为主，以实现“积改造”体为
蠢3 0善2 01 0 O
目的的页岩气压裂主体技术。了解北美地区页岩气储层特点和开发技术，加快技术研发和应用力度，尽
快形成和配套适应我国页岩气压裂技术应用的基础理论与技术系列，于加快我国页岩气勘探开发步对伐有着重要的现实意义。
B re页岩 a t nt
H y ev l an sie l页岩
Wo dod o f页岩 r
图 1页岩储层脆性指数
2页岩气储层特征2 1岩性及矿物组分复杂 .
Fi .1 Sh l a o ma
to r t l ne s i e g aegsfr i n b it e s nd x
2 2低子特低渗 . L
页岩气储层的另一个显著特征是低孔特低渗，其渗透率为 ( . 0 0 40 0 00 1×1/, O 0 01 0 . 0 0 ) 0 z属 m。
不同的页岩具有不同的岩性和矿物组成： ot Fr
Wo t rh盆地 B r et气的黑色页岩矿物中石英含 an t产量为 4,土矿物含量为 3 ,酸盐岩矿物含 2黏 8碳量为 2%; s x s地 Ha n s ie页岩的石 0 EatTe a盆 y evl l英含量为 3,土矿物含量为 3,酸盐岩矿 5黏 6碳物含量为 2; k ma盆地 W o dod页岩的石 9 Ar o o fr英含量为 3,土矿物含量为 5,酸盐岩矿 6黏 5碳
纳达西级，隙度只有 3~5 E。页岩气储层中孔 s]的气体从地层流动到井底主要经历 3个过程：附吸气解吸附后形成自由气，自由气 (括解吸附后的和包原有的自由气 )页岩基质中向低压区 (缝网系在裂统 )散，后以达西流的方式从裂缝流至井底。由扩最 于页岩气储层的渗透率极低，体在储层基质中的气渗流阻力过大，因此自由气在基质中很难形成达西
物含量为 9。含气页岩储层所含的硅质矿物、 碳酸盐岩矿物、土矿物不同，黏导致储层岩石的脆性程度不同 (图 1所示 l )从而引起页岩气储层的改如 4,]造模式和改造效果不同。B ret岩和 Wo dod an t页 o fr页岩脆性矿物含量高，脆性指数就高 (大于 4 )均 0;
流。按照常规气藏理论，类气藏很难具有经济开该
发价值。但是，页岩气储层储气模式以游离气和吸
附气为主，离气主要决定气井初期产量，游吸附气主要决定气井稳产期。由于页岩气储层的比表面比常规砂岩储层大很多，吸附气量远大于砂岩吸附气其量，因此通过大规模压裂，大改造体积，岩气就增页能具有较长的稳产期、高的累积产气量和较好的较
而 Ha n s ie页岩黏土矿物含量高， y evl l脆性指数就低 (为 3 O)仅 1。储层的脆性越强，裂时越易实现脆压性断裂形成网状裂缝，而
实现体积改造。黏土矿从物含量过高，层塑性特征较强，储压裂改造难度大，易形成对称双翼缝，造效果一般不理想。据研改
开发价值。2 3天然和诱导裂缝 .
究_, _储层中的碳酸盐岩矿物含量是判断裂缝是否 4]发育的一项重要指标。碳酸盐岩矿物通常以充填的方式存在于裂缝中，酸盐岩含量高，明储层裂缝碳说比较发育，该类地层在压裂的时候沿着这些充填裂缝容易形成网状裂缝实现体积改造。如 B ret an t页
页岩气藏常含有天然裂缝，生和次生的天然原裂缝体系通常为页岩气藏生产的关键。研究天然和诱导裂缝与页岩气产能关系发现，然开启的裂缝天
在页岩中并不常见，因胶结而封堵的裂缝是力学上