第４３卷第２期 ２０１７年２月 油气开采 Ｏｉ１ ａｎｄ Ｇａｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 页岩储层可压性评价办法研析 周 爽 （川庆钻探工程有限公司井下作业公司重庆分公司，重庆４０１１２０） 摘要：研究了页岩可压裂性指标体系的相关问题，结合断裂韧性、页岩脆性等可压性影响因素，提出判别页岩储层形成 可压裂性的关键是揭露复杂地质、岩石力及水力裂缝等原因。为探索工作区域压裂施工参数对断裂韧性和页岩脆性程度影响， 研究了控制水力裂缝扭曲的相关因素并提出解决方案。 关键词：页岩储层：可压性；评价办法 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—６４９０（２０１７）０２—００３４．－ｏ２ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｎ Ｅｖａｌｕａｔｉ０ｎ Ｍｅｔｈｏｄ ０ｆ Ｓｈａｌｅ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｖ ＺｈＯＨ．Ｓ “订，ｚ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｗｉｌｌ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌａｌｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｅｘ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｈａｌｅ ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ Ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｏｆ ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｓ ｔｏ ｅｘｐｏｓｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｙ，Ｒｏｃｋ ａｎｄ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｒｅａｓｏｎｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｈａｌｅ ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｔｏｒｓｉｏｎ ｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｆｒａｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ：ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ：ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 因为页岩储层结构的致密性特点以及超低孔渗漏的情况， 在开展经济开发活动的时候，需要选择水力压裂进行增产工 作。在对储层的可压性进行测评的时候，需要对压裂层段进 行选择与优化，以期实现对经济效益的测评。在一般情况下， 市场往往会借助＝ 脆性指数对断储层的化学特性进行检测， 可也就相应地造成，检测不准确的问题。本文从研究页岩层 的可压裂性指标出发来对储层的可压性进行全面研究，以此 来更好地确保后期压裂工作得以优化开展。 １页岩可压裂性指标体系 在一些地区，油气资源在页岩层、沉积岩层中有着十分 广泛的分布。其不仅仅是表现在分布的范围较为广阔，其还 表现在有机质含量、气体含量以及存储量等指标都较为丰厚。 通过大量的实践研究表明，在黏土含量较少的地区，矿区的 岩石类型更容易开展水力压裂作业，水力压裂作业往往能够 取得更好的生产成效。町压裂性是页岩地质、储层特征的综 合反映，从我们国内有关地区的采集作业情况来看，要找到 压裂层位，让压裂裂缝能够比较大地展开，以期提高压裂改 理论研究和实际操作应用的理想来看，页岩气工作时应充分 考虑各综合因素间的相互影响关系及作用。对影响页岩储层 可压性的关键方面表现为断裂韧性、页岩脆性和天然弱面等 特点，另外的影响因子主要包含页岩储层可压性中。 ２．１断裂韧性 ～在对储层的改造难易程度进行测量的时候，断裂韧性是 个重要的参考要素。地表下的地质断裂后韧性值越是小， 水力裂缝对之于地层内的岩石的穿通性越强大；则，储层改 造后的体积也是越大。假设，地表下的地质断裂后韧性值变 小后，没有处在水力裂缝延伸路上的天然裂缝很有可能要在 水力裂缝的引应力促发下形成破坏性的断层：如果水力裂缝 又催发了天然裂缝的形成，那么会变得有更加繁多的裂缝网 络，影响压力的加大。所以说，地层的断裂韧性标准数越是小， 地层的页岩气可压性冈子越是高。 ２．２页岩脆性 岩石在外在环境中受到外力作用的影响会产生的直接变 化即是岩石脆性的直接表现。当岩石的破损程度发生改变的 造的成效。（见图１） 时候，其往往是因为吸收了外在能量的波动，但是这样的现 象往往不易察觉。页岩气的脆性特质在地层压裂期间，容易 形成不简单的裂缝，且容易导致碎裂；如果岩石的塑性方面 发生了变形，就不太会产生裂缝，就算发生了人工裂缝，只 要在裂缝闭合之前挤入一些支撑剂并形成保护就行。否则的 话，人工裂缝的导通水平会下降，影响页岩气的生产提升效果。 所以，当页岩的脆性提升，那么其储层所变化来的裂缝网格 发生大裂的可能性会增大。 水力裂缝；水车井眼 泊松比与杨氏模量是表征页岩脆性的主要岩石力学参数， 图１ 页岩储层水平斗压裂水力裂缝与天然裂缝沟通 『页岩被压裂后保持裂缝的能力，泊松比反映 页岩气体…般处于地下较深的位置，其往往会分布在丘 杨氏模量反映＿ 陵地区，该地区的水资源较为匮乏，且人口密度大，处在十 了页岩在压力下破裂的能力，页岩杨氏模量越高、泊松比越低， 分复杂的地理环境、同时，受储层状况以及经济发展水平的 脆性越强。绝大多数情况卜上述２种方法计算结果基本一致，但后者 差异化特征影响。 资料获取简单，与现场结合更为紧密，应用更为广泛。 ２可压性影响因素 （１） Ｂ ＝（ｗＱＦＲ十 ）／ ，ＴＤ 页岩地质的可压性往往会受多种综合因素的影响。 ＹＭ－ＹＭｃｍｉ．Ｅｅｎｄｅｒｌｉｎ等认为页岩的可压性会与其本身的材质有关，同时 ＢＲｆＲｆＴ —Ｔ ——ＹＭ：ｍｍ×１００％ × ＹＭＢ ＹＭ与所配套材质的脆性及韧质有关联，它们可以用泊比松与杨 ＰＲ －ＰＲｏｍｉ，×１００％ 氏的模量进行测算。另外，内摩擦角系数与无侧限抗压强度 …＝ （２） 是其测评标准。国内有工程师认为其主要影响因素除了，国 内有化工方面的专家测定它的主要影响因子不仅指石英含量、 页岩的脆性、成岩作用和天然裂缝用途，而且又包括了地地 式中：Ｂ 为脆性指数，０～１； ＦＲ为石英、长石和云 内应力、沉积地质等综合因素。根据海内关于页毛气勘探的 母的总含量； ＲＢ为碳酸盐矿物含量（主要包括白云石、方 收稿日期：２Ｏｌ７ ０１ Ｉ５ 解石和其他碳酸盐组分）； 为总矿物量；ＹＭ为静态杨氏 作者简介：周爽（１９９０一），女，重庆人，助理工程师，主要研究方 模量，ＹＭｃ Ａｘ与ＹＭｃ 分别为区域最大、最小静态杨氏模量 向为压裂酸化 ＧＰＡ：ＹＭＢ 为归一化的杨氏模量，０～１；ＰＲ为静态泊松比， ０…… 漕 争 丰 —ｏ￣，－＝ 堕≠ ・３４・ 化工设计通讯 油气开采 第４３卷第２期 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ２０１７年２月 艘 与朋。 为区域内最大、最小静态泊松比，无因次； 数据内容，如倍数、有效期等。同时，裂缝的用水不仅需要 ＰＲＢＲ丌为归一化的泊松比，０～１。 对其工程作用有所体现，其还不能破坏当地的生态环境，造 ３结束语 成环境污染。 综上所述，通过对页岩储层进行深入分析来探测地质环 参考文献 境和工程活动所对水力裂缝造成的影响，需要对位置、方式 【１］蔡儒帅，郭建春，邓燕，等．页岩储层可压性剖面模型研究及应用 以及时机进行明确，以此来控制水力裂缝。作业时选择增产 ｆＪ］．大庆石油地质与开发，２０１４，３３（６）：１６５—１７０． 压裂的时候，需要对水力裂缝的状态进行明确，记录相关的 （上接第６页） （４）氢／碳比（Ｈ／Ｃ）：在进行甲醇的合成反应时，氢／碳 醇生产率，通过表２可以看出，产量大约可获得１％～２％的提 比对于合成反应有着较大影响，而保持合成系统新鲜气体的 高。 ＣＯ在低含量水平，能够保证合成塔床层温度梯层平滑度，同 表２合成系统压力对产量的影响 时可以降低床层温度，防止催化剂过快失活 ］。 ３结语 积极对甲醇生产的重要参数进行调控，旨在确保产品质 量的同时提高产量。经过不断改变工况参数不难看出，甲醇 生产中很多因素都会对产量产生影响，并且各种影响因素或 自荐存在关联性，相互统一又相互独立。每个工艺环节的工 艺参数控制都需要各参数兼顾，以保证甲醇产品质量与生产 （３）合成温度的影响：可根据催化剂的使用情况，如果 效率满足相关运行的标准。此外，需要合理、科学使用催化剂， 反应没有达到平衡状态，可以采用提高温度的方法，以提高 在对合成系统进行提问操作时，需要充分考虑催化剂的寿命， 甲醇产量，但需要注意的是如果反应己经是平衡状态，不断 确保在催化剂效果得以发挥。 提高温度，容易缩短了催化剂使用的寿命，降低甲醇生产的 总而言之，甲醇属于关键性化工生产的原料，其对工业 效率。 的发展有重要作用，广泛应用于各行各业中。伴随着对于甲 实际优化过程分别取了合成温度３次提升前后的产量对 醇的需求量不断增加以及对甲醇生产的质量要求提高，需要 比，见表３。 越来越重视甲醇生产控制优化方式。应用合理优化方式，可 表３合成系统温度对产量的影响 以在确保甲醇品质的同时提高产能，降低杂质含量。 参考文献 ［１］郑弦，吴高杰．甲醇合成回路弛放气经ＰＯＸ制Ｈ 和ＣＯ以增产甲 醇的工艺［Ｊ】．煤化工，２０１６，４４（０４）：ｌ０Ｌ＿１３． ［２】王健，李会鹏，赵华．Ｋ￣Ｏ／Ｎａ Ｏ—ＳＢＡ．１５催化大豆油合成生物柴 油工艺条件优化ｆＪ］．石化技术与应用，２０１４，３２（０２）：１２７—１３０， １３４． 经过数据对比可以明显看出，每次经过提温后，产量都 ［３】胡国庆，田恒水，王柯．甲醇、多聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的工艺 有一个明显的提升，基本可以恢复到大约２４００￣ｄ左右。 研究［Ｊ］．天然气化工（Ｃ１化学与化工），２０１６，４１（０２）：８－１１． ・●－－◆。◆０◆０＋０ ０●０ ◆－．＿◆ ◆ ＋ 河北武安紧急约谈并调度焦化企业大气污染防治工作 近日河北武安市领导郭全生在武安市环保局召开紧急会议，公开约谈了华丰煤化电力有限公司、冀中能源邯矿集团金华焦 化有限公司、宝烨煤焦化、天煜煤焦化４家企业，并对金鹏煤化、玉洲煤化、通宝焦化、广普焦化４家企业的大气污染防治工 作进行了调度。郭全生指出，当前，我市大气污染防治形势依然严峻，对大气污染的治理刻不容缓。各级部门必须要明确任务， 压死责任，以攻坚态势做好此项工作。 郭全生强调，焦化行业是武安市主要污染物排放监管的重点，也是大气污染防治的难点。此次约谈的四家企业在大气污染 防治工作上都存在突出问题，全市各企业都要引以为戒，深刻反思不足，积极主动整改，要切实发挥好企业主体责任，尽快组 建一支高素质职业化的环保队伍，夯实环保基层基础工作。政府层面要严格按新《环保法》的要求，对全市各大企业的大气污 染防治工作进行进一步的督导检查。对未按要求建设或运行环保治理设施的企业要下狠手、出重拳，采取罚款、约谈、停产、 刑事追究等一切措施手段，确保排放达标。 据了解，市迎接环保部空气质量专项督查工作安排会议后，武安市立即安排市政府督查室在内的４个市级督查组，对全市 所有工业企业开展督查，督查发现，华丰焦化存在责任落实不到位、脱硫治理工程严重滞后、在线监测设施未安装、未联网等 突出问题；金华焦化存在脱硫治理工程滞后、在线未安装联网等问题；宝烨焦化存在脱硫治理工程明显滞后、在线监测设施安 装不规范等问题；天煜焦化存在脱硫治理工程滞后等问题。 此次会议对这４家企业没有严格按照河北省、邯郸市及武安市要求和行业治理标准，建设或运行环保治理设施提出严厉批评， 并决定对其公开媒体曝光，责令４家企业负责人就整改情况公开表态。 （摘自：中国化工信息网） ・３５・