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頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙度小,，滲透率低，水平井加多級(jí)壓裂是頁(yè)巖氣開發(fā)應(yīng)用zui廣泛的方式,。目前常用的技術(shù)有多級(jí)壓裂,、清水壓裂、水力噴射壓裂,、重復(fù)壓裂和同步壓裂等,。頁(yè)巖氣壓裂技術(shù)有可膨脹封隔器+滑套多級(jí)壓裂、壓裂封隔器+滑套多級(jí)壓裂,、泵送橋塞多級(jí)壓裂,、水力噴射壓裂等。在美國(guó)的頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)中,，封隔器+滑套多級(jí)壓裂,、泵送橋塞多級(jí)壓裂技術(shù)比較成熟，使用比較廣泛,，可適用于較長(zhǎng)的水平段;水力噴射壓裂可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位噴射,，無需機(jī)械封隔，節(jié)省作業(yè)時(shí)間,，非常適合用于裸眼井,、篩管井以及套管井中。
 　　封隔器+滑套多級(jí)壓裂 封隔器+滑套多級(jí)壓裂技術(shù)分為管內(nèi)封多級(jí)壓裂和管外封多級(jí)壓裂兩種,。管內(nèi)封多級(jí)壓裂適用于套管完井壓裂，一般采用壓裂封隔器分段封隔;管外封多級(jí)壓裂適用于裸眼井,，一般采用可膨脹封隔器分段封隔,。無論是管內(nèi)封還是管外封壓裂，施工原理基本一致,，都是根據(jù)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層開發(fā)的需要,，使用封隔器將水平井段分隔成若干段，水力壓裂施工時(shí)通過投球打開滑套,，從水平段趾端開始逐級(jí)投球,，進(jìn)行有針對(duì)性的壓裂施工,，水平井多級(jí)壓裂目前已經(jīng)是北美頁(yè)巖氣壓裂開采主要技術(shù)手段。
 　　水平井多級(jí)壓裂技術(shù)關(guān)鍵在于封隔器(壓裂封隔器和可膨脹封隔器)和滑套可靠性和安全性能,，尤其是管外封壓裂管柱的可膨脹封隔器和開啟滑套的高強(qiáng)度低密度球材料決定技術(shù)的成功與否,。
 　　目前國(guó)外油田服務(wù)公司都有自己成熟的工具，圖1為貝克休斯Frac-Point分段壓裂系統(tǒng)工具,，據(jù)報(bào)道,，貝克休斯利用其Frac-Point EX 多段壓裂系統(tǒng)在威廉森頁(yè)巖盆地成功進(jìn)行了一次24段完井作業(yè)?；子梅舛虑虿牧蠟閺?fù)合材料,，耐壓58MPa，耐溫120°,，球尺寸極差為 0.25in(6.35mm),。目前正在研發(fā)的產(chǎn)品耐壓可達(dá)70MPa，尺寸級(jí)差可達(dá)0.125in(3.2mm),。圖2為哈里伯頓Delta-Stim 多級(jí)壓裂工具,，滑套為Delta-Stim增產(chǎn)滑套，封隔器選用可膨脹的Swellpacker封隔系統(tǒng),，膨脹膠筒可膨脹至200%,，可密封不規(guī)則裸眼井和套管井。
 　　泵送橋塞多級(jí)壓裂 頁(yè)巖氣橋塞多級(jí)壓裂技術(shù)屬于機(jī)械封堵分層壓裂技術(shù),，適用于套管井,。國(guó)外油田服務(wù)公司都有相當(dāng)成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，圖3為貝克休斯QUIK Drill可鉆式復(fù)合材料橋塞,，該橋塞可耐溫450℉(232℃),，耐壓12500PSI(86MPa)，材料為易鉆磨復(fù)合材料,。橋塞需要電纜坐封工具坐封(E-4服務(wù)工具),，可實(shí)現(xiàn)坐封射孔聯(lián)作。其壓裂作業(yè)過程為：井筒準(zhǔn)備,，用合適尺寸通井規(guī)通井,，*段射孔，取出射孔槍,，進(jìn)行*段壓裂,，電纜作業(yè)下入橋塞及射孔槍，水平段開泵泵送橋塞至預(yù)定位置,，點(diǎn)火坐封橋塞,，上提射孔槍至預(yù)定位置，射孔,，起出射孔槍和工具,，投球至球座,，封隔已壓層，壓裂作業(yè),，用同樣方式,，根據(jù)水平頁(yè)巖層段設(shè)計(jì)段數(shù)，依次下橋塞,，射孔,，壓裂。
 　　圖4為哈里伯頓Fas Drill壓裂橋塞,，左側(cè)橋塞的球形止回閥一球座單向閥,。球可在下井時(shí)提前預(yù)裝，跟橋塞一同下井,，右側(cè)帶球籠的壓裂橋塞,，球形止回閥為一球籠單向閥，這個(gè)工具是專為斜井設(shè)計(jì)的,，防止在斜井段由于球的自由活動(dòng)無法形成密封,。Fas Drill橋塞耐壓值可達(dá)到70MPa。耐溫值z(mì)ui高達(dá)到350℉(177℃),。
 　　水力噴射多級(jí)壓裂 水力噴射分段壓裂技術(shù)原理是根據(jù)伯努利方程：把壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能(即噴射速度),，是一種將水力噴砂射孔與水力壓裂結(jié)合起來的工藝技術(shù)，由高速射流實(shí)現(xiàn)水力封隔,，無需封隔器,。水力噴射可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位射孔，根據(jù)需要的布置不同尺寸的多條裂縫,。利用這種技術(shù)可以的控制水平井水力壓裂裂縫的位置,，尤其對(duì)于裸眼完井和篩管完井的低滲透頁(yè)巖氣水平井來說，是一種zui有效的壓裂增產(chǎn)措施,。
 　　噴射流體在底層中形成裂縫,，通過油套環(huán)空泵入液體使壓裂層壓力小于裂縫延伸壓力，射流出口周圍流體速度zui高,，其壓力zui低,，射流流體卷吸環(huán)空周圍液體，一起進(jìn)入頁(yè)巖目的層,，驅(qū)使裂縫向前延伸,，因目的層壓力低于裂縫延伸壓力，所以在噴射壓裂下一層時(shí),，以前壓開層段裂縫不再延伸。水力噴射壓裂技術(shù)可以在裸眼,、篩管完井的水平井中進(jìn)行加砂壓裂,，也可以在套管井中進(jìn)行,，施工安全性高，可以用一趟管柱在水平井中快速,、準(zhǔn)確地壓開多條裂縫,，水力噴射工具可以與常規(guī)油管或連續(xù)油管相連接入井。圖5為水力噴射原理圖,。
 　　水力噴射工具關(guān)鍵部件是噴嘴,，噴嘴的耐用性和可靠性是制約頁(yè)巖氣水平井水力噴射改造的瓶頸。現(xiàn)階段制造噴嘴的材料主要有硬質(zhì)合金,、陶瓷,、人造寶石、金剛石等,。但是由于金剛石和人造寶石成本高,，目前水力噴射壓裂用噴嘴主要由硬質(zhì)合金和陶瓷加工制造。隨著頁(yè)巖地層深度不斷加深,，地層壓力增高,，噴射壓力也高噴射速度越快，要求噴嘴材料的硬度和耐磨性也越高,。