张长浩
泰州油恒油气工程服务有限公司 江苏泰州市 225300
摘要：
页岩气藏具有开采难度系数大，安全环保风险高，工程技术涉及面广的特点。随着国内页岩气的大规模开发，压裂试气工程技术在各个方面均取得了长足发展，页岩气压裂试气技术也逐步从摸索走向成熟。在此环境下，把握当前页岩气前沿施工走向，持续改进压裂试气技术措施来持续降低施工难度及安全风险，已成为压裂试气过程中的重要课题。
关键词：页岩气；压裂试气；井工厂；连续油管
0 引言
基于页岩气层低渗透、致密性的特点，通过压裂加入支撑剂提升地层渗透率才能达到开采条件。页岩气井复杂的开采条件使得施工各个环节均存在高成本、高风险特点，这就要求不断推动页岩气压裂试气的工程技术提升，提高页岩气压裂试气作业施工质量及效率，为页岩气藏的高效开发提供条件。本文对当前页岩气井应用的一些成熟关键技术及新设备技术应用作概要介绍。
1 页岩气的压裂试气技术概述
页岩气藏的一系列压裂试气工艺技术措施已在国内大规模应用，在此过程中有针对性的解决了诸多页岩气开发的难点问题，但目前页岩气开采的难度仍旧很大，安全风险及成本依居高不下。如何持续对页岩气的压裂试气技术进行分析，提高页岩气压裂试气施工作业的成效仍将是页岩气井开发的长期课题。
1.1 井工厂压裂作业技术措施
井工厂模式的压裂作业措施是将压裂车组与地面切换多通高压流程与多井口结合，对同一个平台上的多口页岩气井连续性的分别实施水力压裂，通过地面设备及措施优化提升了设备利用率、时效，降低作业成本，为合理开发页岩气藏提供基础。
随着水平井钻井技术的发展，页岩气井水平段长不断增加。与此同时，得益于页岩气井分段压裂技术迅速发展，压裂分段标准进一步细化，结合地质、工程研究，重新确定页岩气藏分层分段压裂作业施工参数，这些措施有利于地层缝网改造及提升产量及采收率。
依据页岩气开发特点工程设备也在不断优化，目前国内页岩气压裂施工正大规模使用电动泵进行压裂施工。传统的压裂车组施工具有高成本、高能耗、高噪音以及场地占用量大等局限性。电动泵压裂设备的研制和投入应用，对页岩气井压裂具有深远意义。利用电力驱动的方式，替代了原来的压裂车组中的柴油机、变速器、压裂泵等复杂的设备。电动泵利用大功率的变频电动机，驱动压裂泵运行，通过数控技术和变频技术的结合，保证单机的大功率运行，具有集成化程度高、设备的占地面积小、能耗相对低等特点。目前电动压裂已经配套电动混砂车及多种不同功率型号电动泵，能够满足页岩气井压裂施工要求。电动压裂泵进行页岩气的压裂作业施工，成本低，清洁卫生，智能化程度高，有利于自动控制和管理，绿色环保。
1.2 泵送桥塞与射孔技术的结合
泵送桥塞与射孔工艺结合，实现页岩气井射孔、段间分隔的工艺措施即为泵送桥塞射孔联作工艺。该工艺将桥塞、多级射孔枪工具串通过电缆下入井内后通过泵送至设计位置，再通过磁定位校核深度后采用不同指令信号实现桥塞坐封丢手、多簇射孔枪不同位置射孔等措施。泵送射孔桥塞联作技术精度较高且单一工具串实现多项施工措施，提升施工效率同时大幅降低成本。
应用可溶性桥塞，此类桥塞可在高矿化度溶液下溶解，即无需钻塞施工即可完成投产。
1.3 页岩气连续油管辅助技术措施
连续油管作业解决页岩气井压裂试气带压井下作业施工的问题，反之，页岩气的发展也在持续推动连续油管技术的不断提升。
连续油管作业技术在页岩气井压裂、试气、修井、完井、措施等方方面面均在发生积极作用。
连续油管作业可实现页岩气井带压条件下复杂井井筒处理、坐封桥塞、射孔等施工作业，不仅弥补了泵送射孔桥塞联作的部分功用，也使得页岩气井施工全过程的问题均可以制定诸多处理方案，成为页岩气井施工过程中的有力工程保障技术。
2 页岩气试气工程技术措施
在新工艺、新设备提升过程中，压裂试气一体化管理方案技术也逐步成型，在施工效率、质量等方面均取得长足进步，逐步推动形成更好页岩气开发的环境，提升页岩气开发创造更好的经济效益。
依据页岩气试气的特点，页岩气试气的技术措施较常规天然气试气做了诸多适应性优化。试气设备主要包括地面高压法兰管线、捕屑器、管汇、水套炉、分离器、数采设备。地面工艺流程为适应页岩气施工压裂、钻塞、试气求产等工序需求，设置钻塞、试气、直通排液等管线流程。
针对页岩气井井工厂开发模式，页岩气试气的工艺流程逐步进行改进优化，将单井的试气流程变更为多井的试气工艺流程，多测试求产设备、测试管道进行优化配置，实现满足工艺功能条件下的减少设备用量、降低施工强度及场地占用，促进提速提效发展，降低页岩气井试气作业施工的成本。如5-6-5结构5通道节流管汇的应用，通过增加测试通道的同时配套优化测试流程，使工艺流程可满足2口井钻塞、1口井试气或多井试采同时进行，与此同时表技套压力监测及泄压、压裂车走泵、带压作业泄压等功能均可通过单一管汇实现，即单管汇即可完成3口井同步施工的管汇工艺配套，大幅降低地面工艺流程连接工作量。
页岩气井工厂开发模式下的地面集气站建设周期一般相对较长，为降低页岩气井测试求产过程放空点火资源浪费，地面工艺流程改进为能够实现即产即销的试采工艺流程措施。试采工艺流程即在原有的试气工艺流程脱水分离基础上增加天然气调压设备（如气动薄膜调节阀）直接进输气管网销售，能够很大程度降低资源浪费，提升气井采收率。
井工厂模式下的页岩气试气施工工艺流程需解决满足工艺需求前提下的设备优化配置、冲蚀刺漏、钻塞过程点火不连续、紧急切断装置、油嘴有效切换、气液计量等技术问题。页岩气试气工艺流程将在页岩气开发不断发展的过程中不断发展提升，逐步的解决工艺设备问题并向自动化、信息化方向持续发展。
高素质的施工队伍也是页岩气压裂试气作业的重要一环。高压伤人风险、高环境污染风险，环境污染风险贯穿整个页岩气井施工过程，提高施工人员的专业素质，提升发现处理施工过程安全隐患，处置应急事项能力已成为各施工队伍的重中之重。在此环境下，页岩气井施工仍需不断提升安全技术措施，排除隐患、风险可控。
3 结论
通过对页岩气压裂试气工程技术措施的研究，分析介绍了施工前沿压裂技术措施的应用概况。各类施工技术措施在页岩气开发过程中互补发展逐步成熟，如泵送桥塞射孔联作工艺、连续油管作业工艺逐步成熟。同时压裂动力设备、试气设备及相应的工艺技术也在在这一过程中取得长足发展。这些技术的不断提升，在页岩气开发施工的提速提效、安全环保等方面均取得了良好效果。
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