石油圈
“增产”是油气行业经久不衰的话题，水力压裂则为当前最为有效的增产方式。本期技术专题，石油圈将就暂堵、布缝以及裂缝支撑等问题，针对性地为读者带来三种新技术。
来自 | CARBO等
编译 | Leia
随着美国“页岩气革命”的爆发，非常规油气藏的开发利用已引起国内外专家学者的关注。非常规油气藏渗透率相对常规油气藏较低，典型的非常规油气藏有致密气砂岩层、煤层气层、重油和气体页岩层。根据2011年美国能源部信息署统计，我国页岩气技术可采资源量有3.608×1013m3，占全球总量的19.3%，居世界第一。据2006年国土资源部估算我国埋深小于2000m的煤层气资源量约为3.68×1013m3。截至2011年12月，中国煤层气累积探明地质储量为4.155×1013m3。尽管我国的石油天然气行业已取得一定成就，但非常规油气藏产业的发展尚未取得实质性进展，所面临的最大技术难点之一就是水力压裂技术。
压裂暂堵剂
近些年，各大油田均在压裂施工中采用段内多裂缝技术或是裂缝转向技术，加大对低渗储层的改造力度，将储层产量最大化。此项技术中起决定性作用的一类试剂即为暂堵剂。
暂堵剂技术是在一定条件下向目的层中泵入暂堵剂，利用层内渗透率的差异，而改变原有液体的流入方向，达到产生新裂缝的目的。在需要增产的地层中使用暂堵剂技术可以降低压裂施工难度、减少分段工具的使用数量，还能够提高单位井段的改造效率，即在段内压出两条以上的裂缝，或使裂缝转向。该技术在提高单井产量的同时，有效降低压裂成本。
新型暂堵剂包括压裂酸化、自清洁、交联破胶、吸水膨胀以及油溶性颗粒集中类型。
其中，酸压类暂堵剂不但适用于酸化压裂施工，还适用于单纯的压裂施工，由于其中一般都含有不溶于水的碳酸钙，而常规的压裂施工所使用的压裂液呈碱性，所以后期处理可通过射孔等方法排出。
自清洁类暂堵剂虽具有优良的返排性能以及良好的环境相容性能，但是它的抗压性能有待提高。不但如此，目前所提出的暂堵颗粒，如聚乳酸、聚乙醇酸、聚酯，其现成的合成产物比较稀缺、合成工艺较复杂，并且这类暂堵剂在使用上还需配合相应的携带液。
交联破胶型的暂堵剂适用性较广，有固态和液态两种不同存在形式，可应用于不同类型的地层。其组成与压裂液的成分类似，在压裂施工中与压裂液配伍良好。
吸水膨胀型的暂堵剂应用在出水的地层中更能发挥其良好性能。此类暂堵剂应用较为成熟，在堵住地层的同时能够吸收地层多余的水分，有效降低地层滤失。
油溶颗粒暂堵剂目前在使用上更适用于油井，在未来的应用中可向处理液中添加一系列的表面活性剂，使颗粒溶解在后续注入地层的清理液中排出地层，将其优良的暂堵性能发挥在气井的压裂施工中。
REAL Divert系统
贝克休斯的REAL Divert分流系统具有暂时分流能力，可以确保所有的射孔簇和目的层能够实现增产的效果。这种特殊的分流系统在初次压裂和重复压裂中都非常有效，都能够确保近井地带的分流效果。
支撑剂
水力压裂是石油天然气行业中用于油气井增产的一种有效措施，其增产效果的好坏以及油气井的经济寿命主要取决于压裂支撑剂的质量。压裂支撑剂是水力压裂中用于支撑裂缝和孔隙以提高储层渗透性的球形颗粒，是水力压裂作业中的关键材料。
在油气井的开采中，石油压裂支撑剂性能的优劣决定了出油率和服务年限。目前在市场上，按照用途和闭合压力分为五类支撑剂：天然石英砂、人造低密度陶粒支撑剂、中密度陶粒支撑剂、人造高密度高强度陶粒支撑剂、涂敷树脂天然砂或人造支撑剂
陶粒支撑剂具有强度高、圆球度高、耐腐蚀性强等优点，目前已广泛应用于油气田的压裂作业。
与此同时，在地下原油开采中，地层水中溶解了许多可能导致结垢的阴离子和阳离子，pH值、温度、地层压力的变化导致地下水原有的化学平衡遭到破坏，结果是析出结晶沉淀，导致垢的形成，严重影响原油产量和采油厂的生产效益。
SCALEGUARD支撑剂—防垢一体化技术
SCALEGUARD是CARBO公司推出的新型支撑剂—防垢一体化技术，该技术将防垢剂与支撑剂有效结合，将防垢剂置于囊状支撑剂陶粒中，在压裂缝中发挥作用，防止井中结垢、保持产量稳定，降低开采人工干预成本。
布缝&压裂液
水平井压裂技术在八十年代针对于致密气层的改造被首次提出，近年来已成为非常规储层开发的主体技术，随着九十年代北美Barnett页岩气田的开发水平井压裂技术的应用越来越广泛。
页岩油气储层内存在大量天然裂缝，压裂施工易于在储层内形成人工裂缝与天然裂缝连通的复杂缝网结构。由人工裂缝、天然裂缝及次生裂缝组成的缝网较常规的二维裂缝有更好的储层连通性。
次生裂缝的产生对增加储层改造体积至关重要，一般可以通过水平井多级压裂实现，需要优化各设计参数，包括每段的射孔簇数、段间距、水平段长度和压裂施工工序、支撑剂的类型和质量等，以达到产生次生裂缝和复杂缝网结构的目的，其中射孔的簇间距和缝段数对造缝起主要作用，在设计缝间距时应考虑由裂缝扩展导致的诱导应力场的分布情况。
非常规油气藏压裂改造的思路以及对压裂改造工作液性能的要求与常规储层存在较大差异。由于非常规储层的物性很差，因此对压裂改造工作液性能提出了更高的要求，主要包括低伤害性、与储层良好的配伍性、良好的返排性等。
依据储层对压裂液性能的要求，国内外已开发出多种适合非常规储层压裂改造的非常规压裂液体系，包括表面活性剂类压裂液体系、醇类压裂液体系、二氧化碳类压裂液体系以及凝胶液化石油气类压裂液体系等。
BroadBand精密集成服务
BroadBand精密集成式服务能够最大程度的控制裂缝的方位、尺寸和导流能力。通过对每条裂缝均进行增产处理，确保每条裂缝从尖端到井眼均保持开启状态，最大程度地提高提高产量与采收率。依靠其独有的复合压裂液，BroadBand可对每个层段中的每个潜力射孔簇均进行增产处理，并在所有裂缝中充分充填支撑剂，为油气创造流通通道。
页岩气压裂技术，经历了探索起步、快速发展及大规模推广应用阶段，正在逐渐成熟，有力地推动了页岩气的开发进程。
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