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水力壓裂技術是目前開采天然氣的主要形式，要求用大量摻入化學物質的水灌入頁巖層進行液壓碎裂以釋放天然氣。隨著國內頁巖氣發展的快速進行，水力壓裂無疑是開發頁巖氣的主要技術。如何優化壓裂技術以提高采收率成為全球關注的問題。如今，國外正不斷的研發、 應用新的壓裂工藝技術。 為此，筆者收集當前國外最新的相關技術和方法以供業內人士參考。
 
插塞 - 射孔（PnP）技術
 
有效的裂縫網絡要求合理的裂縫分布和均勻的裂縫體積，這些都需要插塞 - 射孔（PnP）技術來實現。與全射孔、套管外注水泥完井技術相比，插塞 - 射孔（PnP）技術完井可在地層破裂壓力下，達到準確的裂縫位置和不變的裂縫體積。 生產數據表明， 采用插塞-射孔（PnP）技術完井，可產生最佳的裂縫網絡，使油氣井的產量達到最高。
 
全面裂縫矯正實驗模型
 
致密地層開發的挑戰是掌握產生合理裂縫的壓裂液體積，使其在壓力消失后使裂縫的閉合時間達到最短。為此，國外成功開發了一種可用于壓裂裂縫實驗設計和解釋裂縫矯正的試驗模型。該模型可評價整個實驗期間，致密地層裂縫閉合后的徑向流，確定地層壓力和滲透率。油田應用結果現實，裂縫矯正實驗是確定裂縫閉合應力、漏失系數、地層壓力和滲透率的可靠方法。
 
水力壓裂化學檢測記錄
 
目前，水力壓裂化學檢測記錄已記錄了美國 600 余家公司的 55,000 口油井的水力壓裂化學添加劑資料。該記錄可提供相關水力壓裂的壓裂監測數據，如穿越裂縫縫隙的水、超限時的壓裂準備、 裂縫的產生、 檢測裝置的地理分布、如何改變壓裂液體積、添加劑數量等。通該記錄可對這些數據進行分析，指導日后的壓裂作業。
 
高強度支撐劑
 
高強度支撐劑的開發與工業應用是一項挑戰。高強度支撐劑必須達到在高應力下 2 倍于常規支撐劑的連通性及耐久性，同時要求使用壽命也要長。國外研發的新型支撐劑具有低腐蝕性，可減輕設備磨損，增加油井產量，適用于高于 103Mpa 的應力，可用于注蒸汽和井下溫度較高油氣井的壓裂。
 
優選壓裂液意義
 
研 究 人 員 對 英 國 和 加 拿 大 的Heritage Montney 油田的 50 口水平井多級水力壓裂進行了集中研究。早先工作人員用不同滲透性能和壓裂處理特性的壓裂液，對這些井進行了壓裂。研究結果證明壓裂效果是裂縫類型的函數，具有較大的增產潛力和經濟效益。通過后期監督研究， 進行壓裂優化設計，優選壓裂液，這對有效延長裂縫和優化裂縫傳導性具有重要意義。
 
改進型完井程序
 
水下環境作業是向完井工藝提出的一項挑戰，這是因為多層完井的每口井均需要進行有效排水。裂縫充填工藝可用于水下油井完井。油井生產期間的高表皮效應， 要求首先對其進行初始完井。回顧早先的生產數據有助于識別完井設計和程序中的缺陷， 以便改進完井程序。改進型完井程序包括修泵的改善，處理設計和裂縫充填完井設備的投放方法。
 
減少裂縫支撐劑返排措施
 
室內裝置上無法復制受限壓力下支撐劑的返排。國外研究人員在粒子模擬器上（DEM）用離散單元方法，開發出了一種簡單的可測量模型。在不同狀況下，研究裂縫寬度，側限應力，液流速度和支撐劑粘合的影響，得出裂縫寬度取決側限應力和流速。其中，支撐劑返排取決于支撐劑粘合。整個裂縫排空，發生在高流速和低側限應力下，而完全充填則發生在高側限應力下。根據以上結果，推薦合理的返排速度，并對上述各種狀況進行評價，推薦的低可控返排速度可提高支撐劑充填的穩定性。
 
EM 發可檢測注水分布
 
用數學模擬方法研究水力壓裂時裂縫的擴展需采用電磁 (EM) 地球物理方法。該方法對注入水進入氣層時的孔隙度和孔隙流體性能變化比較敏感。3D有限元法地球物理模擬器可對井間 EM方法監測頁巖地層流體運移的靈敏性進行了評價。評價靈敏性的地層模型與液流地質力學模擬器串聯，還包括巖石力學模型和電傳導模型。評價結果表明，模型上的異常傳導性分與注入水的飽和度有關，也與新形成的未飽和裂縫有一定關聯。數學模擬實驗證明，對傳導性變化極其靈敏的井間 EM 方法，可直接表明注入水的運移軌跡。EM 方法是在水力壓裂時檢測注入水分布的有效工具。
 
多井完井方案的全方位數字評價
 
開發頁巖油藏是嚴峻的挑戰，其油井產量低和產量下降快是主要挑戰。在完全水力學耦合方式下多井完井增產處理的非連續單元數字研究結果表明，必須要搞清層內和井下壓力的變化，以便完全了解多級水力壓裂和多井完井時天然裂縫間的力學關系。該研究的定量結果，可有助于合理采用多井完井技術使油井增產。工作人員可通過優化地層應力、地層壓力、天然裂縫和薄弱平面的機械特性及井口設備，以提高采油的經濟效益。
 
模擬水力壓裂全過程新方法
 
將相區壓裂程序與裂縫性多孔油藏模擬結合，就可模擬油井水力壓裂到采油的整個過程。采用單相匹配的這一程序，非常適用于傳統的油藏模擬。其相區模型可認為是油藏模擬中的裂縫 -油井模型。其關鍵概念是將油藏與可求得連續模擬初始狀態的相區裂縫流公式相匹配。這一方法的實用性已被二維和三維數字實驗所證實。