摘要：当前，在全世界具有含量丰富的页岩气，然而由于页岩地层具有较低的渗透率，因此还未得到全面开发。在开发页岩气方面，应用较为广泛的技术即为水力压裂技术，可用于改造页岩储层。本文主要介绍了几种页岩气开发水力压裂技术，并结合页岩气在国外的开发情况，及水力压裂技术在我国的使用情况，对几种压裂技术的适用特点进行了探讨，以供参考。
关键词：页岩气；水力压裂技术；清水压裂；重复压裂；同步压裂技术
当前世界上蕴藏着较为丰富的页岩气资源，然而就其勘探和开发来说，仍未得到广泛研究，究其原因，则是因为页岩基质具有较低的渗透率，增大了勘探和开发的难度。而页岩气井钻井的出现，也并未较好的改变这一现状。提升页岩气产量的最主要原因，则是水平钻井技术及水力压裂技术的进步。
结合全世界页岩气工业发展情况来看，美国的发展时期最早，其发展速度和年产量也居世界首位。相比于美国，中国在页岩气开发方面则处于最初的成长阶段，因此，中国可借鉴美国的页岩气开发技术。本文重点介绍了页岩气开发水力压裂技术及其适用特点，并就其具体应用做了探讨，内容如下。
1.页岩气水力压裂技术及其适用特点
1.1多级压裂技术
多级压裂技可称为分段压裂技术，主要利用限流技术或者封堵球对储层不同层位进行分隔。这种技术可依据储层特点，采取相应的施工方式，具有较为明确的目标和压裂效果。多级压裂包含滑套封隔器分段压裂和可钻式桥塞分段压裂两种方式。当前，美国在开发页岩气井时，采取的开采方式大都为水平井和多级压裂技术相结合的方式，具有较为明显的增产效果。2006年，美国Newfield公司在开发一部分Woodford页岩井时，采取了5~7段式的分段压裂技术，最终总结出，相比于早年阶段的压裂水平井，增加压裂井段，有利于改善页岩气开采效果。
在当前的页岩水平井多段压裂中前沿中，多级滑套封隔器分段压裂是一种应用较多的完井方式，它可适用于水平井或者直井中，并在不使用桥塞分隔的情况下，对多个层段进行同时压裂。滑套完井在实际操作时可借助机械或者水力方式，并在封隔器和滑动套管的作用下，通过对一个或者多个层段进行关闭，而在不同的油层中进行穿入，在分割层段时不需借助铰接管或者连续油管。在封隔层段时，不需暂停压裂液的泵入操作，只需将直径不同的封隔球投入压裂流体中即可，充分保障了操作的连续性。
1.2清水压裂技术
在页岩气开发增产方面，大都使用清水压裂技术。该技术在实际使用时，需将微量的减阻剂、表面活性剂及粘土稳定剂加入到清水中。在地层中注入清水，使其产生一定几何尺寸其具有导流性的裂缝，清水中需加入少量粗砂作为支撑剂，该技术需将压裂液注入到储层中的天然裂缝中，导致其产生诱导裂缝，岩石碎屑在压裂时脱落，与粗砂共同作用，使裂缝处于张开状态。清水压裂技术的特点为压裂液的主要成分为减阻水，具有较低的成本，且不需清理， 为一种清洁压裂技术，缺点为具有有限的携砂能力。
该技术最初被应用于1997年的Barnett页岩井开发作业中，极大的缩减了压裂费用，提升了采收量，在天然裂缝发育井中具有广泛应用。
1.3重复压裂技术
重复压裂技术的适用条件为当页岩气井初始压裂无效，气体产量出现下降而采取重复压裂增产技术。该技术在诱导新裂缝产生时，可从不同方向进行，促使其通过裂缝网格的增加，来提升页岩井的产量。该技术的增产方式主要为裂缝重新取向或者重新打开。影响重复压裂技术的主要因素为：（1）需选择占据总井数15%的井作为重复压裂候选；（2）在重新压裂时，由于裂缝及地层流体发生了改变而增大了压裂难度，因此需对多种问题检查之后再重新制定有效的工艺流程；（3）在重新压裂时，地应力发生了改变，导致裂缝发生重定向，因此为了确保重复压裂效果，需对裂缝的延伸轨迹及起裂时间进行再次确定。该技术在层状和非均质地层及天然裂缝较为发育的情况下适用，也可用于页岩气开发初始效果不佳的情况，此外，页岩气井产量相对较高时，也可使用。
1.4同步压裂技术
同步压裂作用的对象为2口或者2口以上的配对井。同步压裂技术在使用时，通过高压下将压裂液和支撑剂采取距离最短的方式，从不同的井之间进行运移，来使水力压裂裂缝网格具有较大的密度和表面积，借助井间连通，来使工作区裂缝增大，从而与天然裂缝进行更多的连通。同步压裂技术在最初应用时为2口相邻水平井之间的同时压裂，现在则发展为3口或4口井同时压裂。同步压裂技术在页岩气井中的运用，具有短期内的增产效果，不影响工作区环境，具有较低的压裂成本及较高的完井速度，适用于页岩气开发的中后期。
2.水力压裂技术的具体应用
结合美国页岩气开发情况来看，水力压裂技术处于不断发展和改进的过程，如大型水力压裂技术、混合清水压裂技术多级压裂技术等，极大的减低了压裂成本，同时又提升了增产效果。水力压裂作为一个系统性工程，在开发时无法借助一种压裂技术，需综合实用多种压裂技术，以此来满足开发需求。在当前的页岩气水力压裂作业中，多级压裂的应用较为广泛，其在页岩层段较多、水平井段较长的井中适用。清水压裂改善了原来的延长裂缝的方式，增产效果明显，且对地层的损害较小，然而由于清水压裂液的使用，导致其在天然裂缝系统发育和粘土含量较少的储层中适用。重复压裂对于单井产量及生产动态情况具有改善，且在产量较高或者较低的井中都可运用。同步压裂作用的对象为不少于2口以上的井，在短期内具有较好的增产效果，成本较低，作业效率较高。
3.结语
在页岩气开发过程中，水力压裂技术作为一项核心技术，在页岩气井的增产作业中具有广泛应用。本文主要介绍了几种常见的水力压裂技术，如多级压裂、重复压裂、清水压裂和同步压裂，并对其技术特点及适用条件进行了说明，希望有助于指导页岩气的开发，并加强人们对这些水力压裂技术的进一步了解。
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