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OGB-B-028·B 级报告·油气藏开发与提高采收率

为什么页岩气离不开压裂

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BOG-B油气藏开发与提高采收率压裂与增产油气与新能源
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报告正文

页岩气:气就锁在致密石头里,凭什么非压裂不可?

前面几篇,聊的都是"压裂怎么做"——怎么把地层压开、怎么沿水平井一段段压、往缝里加什么砂、用什么样的液。可有个更根本的问题一直没答:常规油气井钻下去,油气自己就往外冒;为什么偏偏轮到页岩气,就非得大动干戈、把地层压一遍不可?今天换个角度——不讲压裂怎么做,专讲页岩气为什么"非压不可"。

一句话先说清楚

页岩气就藏在页岩这种致密岩石里:基质渗透率低到纳达西这个量级,气还有相当一部分是"吸"在岩石颗粒表面的——不压裂,气根本流不出来,一口普通井几乎没有自然产能。 所以要采页岩气,得先用水平井钻穿含气层,再靠体积压裂在致密岩石里造出一张人工缝网,给气开出一条能流动的通道。说白了:常规气藏是"气自己会跑",页岩气是"你不给它修路,它压根不动窝"。

页岩有多"憋气":致密到纳达西级

先看这块石头本身。常规储层像一堆粗砂——孔大、缝通,油气顺着孔隙自己就能溜到井里。页岩正相反:它既是生气的"源岩"、又是存气的"储层"(行话叫自生自储),孔隙细到纳米级,基质渗透率低到纳达西这个量级,比常规储层不知低了多少个档。气在这种石头里挪动,就像水想穿过一块几乎不透水的砖,寸步难行。所以哪怕地下气量再可观,一口普通直井打下去,气也只在井壁那一圈原地打转,进不了井筒——几乎没有自然产能

气还"赖"着不走:一半游离、一半吸附

更麻烦的是页岩气的赋存方式。常规气藏里,气基本是游离的——自由自在待在孔隙裂缝里,压力一降就往外冒。页岩气不一样:一部分确实是游离气,可另有相当一部分是吸附气——像被磁铁吸住一样,牢牢贴在岩石颗粒(尤其是有机质)的表面。这部分气不会自己松手,得等地层压力降到一定程度,才肯一点点"解吸"下来。游离的那部分本就被致密基质卡着走不动,吸附的那部分更是干脆"赖"在原地。里外一叠加,页岩气这口井,不外加干预,基本就是口"哑巴井"。

OGB-B-028 封面

所以非"造缝网"不可

气自己流不出来,那就人工给它修路——这正是水平井 + 体积压裂要干的活。先用水平井顺着储层"横着"钻一长段,尽可能多地穿过含气页岩;再沿水平井筒分段压裂,把致密岩石憋开一条条主裂缝,还要让它旁生出密密麻麻的次生缝,交织成一张三维的人工缝网。这张缝网,就是给气铺的"高速路网"——它替渗不动的基质,提供了真正能让气流动的渗流通道。缝网铺得越广、连通得越好,被"激活"的含气岩石体积就越大,井才谈得上有像样的产量。所以对页岩气来说,压裂不是锦上添花的增产手段,而是"不压就没有"的开采前提

气是怎么一步步流出来的:解吸—扩散—渗流

缝网造好,气从石头深处到井筒,走的是环环相扣的三步。第一步解吸:地层压力一降,吸附在颗粒表面的气松了手,变回游离气。第二步扩散:这些游离气在纳米级的基质孔隙里,靠着浓度差慢慢往裂缝方向挪。第三步才是渗流:挪进缝网的气,顺着这条条高渗通道一路流进井筒、采到地面。三步里,前两步慢、后一步快,而那张人工缝网,正是把"慢"和"快"接上头的关键——没有它,解吸、扩散出来的气到了基质边上,也照样无路可去。

说到底

页岩气离不开压裂,根子在页岩这种岩石本身:基质致密到纳达西级,气又有一大半吸附在颗粒表面,先天就几乎没有自然产能。 想把它经济地采出来,只能靠水平井穿层、体积压裂造缝网,人工修出解吸—扩散—渗流这条通道。看懂了"页岩为什么非压不可",也就明白了在非常规油气这盘棋里,压裂为什么被摆在最核心的位置——它从来不是选择题,是必答题。

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