近些年来，非常规油气资源开发利用取得了重要进展。目前，非常规油气资源包括重油、油砂油、致密油、页岩油、致密气、页岩气、煤层气和天然气水合物等。
页岩气是指赋存于富有机质页岩或泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源。与常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点。
据2013年美国能源信息署（EIA）发布调查数据显示，全球主要国家页岩气可采资源量中国以31.63万亿立方米排名第一。
全球页岩气可采资源量前十位
美国经过二十多年的持续攻关，在页岩气开发技术中取得重大突破，引发“页岩气革命”，一跃成为世界第一产气大国，改变了能源格局，让全球能源界充分认识到了页岩气资源的巨大潜力。页岩气开发成为近年来能源界最热议题之一。
中国作为页岩气资源最为丰富的国家，开发页岩气资源是增强天然气供应能力，实现“减煤増气”国家能源战略的重要途径，也是实现“节能减排降耗”的重要手段。
页岩气在我国广泛分布，目前国土资源部根据地理位置大致将页岩气富集区分为五个区块：西北区、华北及东北区、青藏区、上扬子滇黔桂区、中下扬子及东南区。其中，四川盆地、鄂尔多斯盆地、黔湘地区、渝东鄂西地区、塔里木盆地等将是未来勘探和开发的主要区域。
我国页岩气储量分布（国土资源部，2011）
页岩气是一种资源潜力极为巨大的非常规油气资源，成藏过程中基本无运移，是典型的“自生自储”型天然气藏。且页岩是淤泥沉积形成的岩石，质地坚硬，开采难度很高。长期以来受技术、经济等多种因素的影响，开发进程一直比较缓慢。
其中，水平钻井和体积压裂技术是页岩气开发中的两项关键技术。水平钻井以提供储层页岩气运移通道，体积压裂以产生密集缝网。
页岩气的水平井压裂开采
水力压裂技术，就是利用储层的天然或诱导裂缝系统，使用含有各种添加剂的压裂液在高压下注入地层，使储层裂缝网络扩大，并依靠沙粒或陶瓷粒等支撑剂使裂缝在压裂液返回以后不会封闭，从而改善储层的裂缝网络系统，使赋存其中的页岩气持续不断地释放并输送到地表。
水力压裂成败的关键在于是否形成大规模的、相互沟通的稳定裂缝网络。即在储层中人为制造裂缝，使主裂缝与次级裂缝合理分布在井孔四周，形成四通八达的油气运移通道。
目前常用的水力压裂技术包括多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂、重复压裂和同步压裂等。
多级压裂
多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。页岩储层不同层位含气性差异大，多级压裂能够充分利用储层的含气性特点使压裂层位最优化，对同一井孔中不同位置地层进行分段压裂。
多级压裂增产效率高，技术成熟。在常规油气开发中，多级压裂已经是一种成熟的技术，国内有很多成功的应用实例。美国85 %以上的页岩气生产井就是采用水平井和多级压裂技术结合的方式开采，增产效果显著。
多级压裂（唐颖，2010）
多级压裂密集缝网
清水压裂
清水压裂是在清水中加入压裂液（如表面活性剂、减阻剂等），注入地层中诱导天然裂缝产生具有足够几何尺寸和导流能力的压裂裂缝，以获得天然气工业产出的压裂技术。该技术具有成本低、破坏性小、无需清洗等特点，因而在低渗透性气藏中其应用价值较高。
清水压裂
水力喷射压裂
水力喷射压裂是用高速和高压流体进行射孔，对裂缝起裂的位置、方向进行精准的定位和控制，从而在地层中打开裂缝的水力压裂技术。水力喷射压裂技术在国内的应用并不成熟，且成本较高，有待于进一步改良。
水力喷射压裂（唐颖，2010）
重复压裂
重复压裂是指当页岩气井初始压裂处理已经无效或现有的支撑剂损坏或质量下降，导致气体产量大幅下降时，采用压裂工艺对气井经行重新压裂增产的工艺。页岩气井初始压裂后，经过一段时间的生产，井眼周围的压力会发生变化，重复压裂能够再次打开裂缝或使裂缝重新取向，使页岩气井产能恢复到初始状态甚至更高。
重复压裂中裂缝重新取向原理（Siebrits，1998）
同步压裂
同步压裂是指对两口及以上的配对井同时进行压裂的技术。压裂液及支撑剂在高压下从一口井向另一口井运移，增加了水力压裂裂缝网络的密度及表面积，最大限度地连通天然裂缝。同步压裂工艺在页岩气开发中应用广泛。特别是当区块开发较充分、井孔较密集时，通过对多口井进行同步压裂，能够获得比单独压裂更好的效果。
重庆涪陵国家级页岩气示范区内的钻井平台
与常规天然气开采相比，页岩气开采增加了水力压裂过程，在水力压裂过程中，主要涉及水资源的合理利用，压裂液对地表水、地下水和地质环境等的影响，诱发地震活动以及温室气体泄露等问题。加强页岩气开发过程中的环境保护工作，并制定相应的法律规范，使页岩气开发技术更成熟、更安全、更环保，可以有效降低页岩气开采对环境的影响。
关注官方微信