页岩气开采工艺技术探讨.docx

页岩气开采工艺技术探讨
随着世界能源需求的增长和传统能源的日益短缺，页岩气作为一种新兴的天然气储备，被越来越多的国家和企业重视。页岩气开采工艺技术对于实现产业化以及推动清洁能源转型具有重要作用。本文将从页岩气开采的工艺流程、技术难点和发展趋势三个方面进行探讨，以期为相关从业者提供参考和借鉴。
一、页岩气开采工艺流程
1.钻井
钻井是页岩气开采的第一环节，其目的是向地下注入压裂液，使岩石裂缝扩张并释放天然气。钻机的类型分为传统钻机和横向钻机，前者适用于垂直钻井，后者适用于侧向钻井。
2.压裂
压裂是指通过注入高压液体使页岩石块裂开的过程。压裂剂通常是水和沙子混合物，其中添加了一些化学物质，具有增粘、降沸点、控制PH值等作用。通过注入大量的压裂液将岩石压裂，使其内部的天然气逸出。此过程还可以采用传统气枪、火炮、震荡波等技术，但其效率、成本和环保性均不如压裂。
3.回收和加工
回收和加工是将地下天然气通过管道输送到地面，并将其降温净化、气化、压缩等处理的过程。此环节的难点在于岩石中既存在有利的石层，也存在无法开采的隔离阻挡层。因此需要选用合适的技术和设备进行集输和回收。目前，常用的技术包括垂直通气井、半个径井、横向通气井等。
二、技术难点
1.阻力
由于页岩岩石密度大、渗透性低，天然气生成和储存也不完整，因此开采难度大。压裂液的入侵不易，天然气的释放速度也慢，导致采集量不足。因此需要改进岩石孔隙结构，利用纳米技术、光互补技术等手段增强下孔隙率和渗透性。
2.破坏
压裂过程中，岩石的羽化、裂缝和断裂大大增加了地层土壤的破坏率，而且受到触摸、地震等影响，进一步损坏了固体岩石结构，极大地限制了页岩气开采的规模和效益。
3.环境污染
页岩气开采过程中，压裂液和流产口等均会造成周边环境的污染，引发饮用水的净化和空气质量的恶化等问题。因此，如何降低生产污染、减轻水资源消耗和重视环境监管，是开采页岩气时应优先考虑的问题。
三、发展趋势
1.技术创新
现代技术对于页岩气开采起到了至关重要的作用，当前，新技术的引进和创新是解决难点的重要途径。例如，利用物联网技术手段，实现对采油中的数据信息进行实时监管，监测、记录沉积物运动路线和石层裂隙信息，实现数据自动化、信息化、智能化；采用负压注水井技术，通过实现负压气体的运动，进行石层渗透流体的迁移，最终实现油气的效益提升和破坏率的降低。
2.环境保护
因为页岩气的开采会在一定程度上污染环境、消耗水资源，因此，保护环境是页岩气未来可持续利用的关键问题。目前，环保压裂液和新材料已经逐渐应用到这个领域，例如采用生态压裂液来代替传统压裂液，降低对环境的影响；大量地使用废料和生物高分子材料等新材料逐步代替传统材料。
3.国际合作
页岩气开采技术的发展可以与国际上互相交流合作，借由技术的交流，避免重复劳动、促进更透彻地研究等，可进一步推进技术创新。同时我们也要做好国际合作，争取更多的国际资金投入、市场支持、资源保护和法律安全等方面的支持。
四、结论
页岩气正在成为世界范围内的一项新经济生态系统，在成本和效益之间取得平衡是关键。随着世界各地对清洁、低碳能源的需求进一步上升，页岩气有望成为新的产业转型支撑力量。但同时，我们也应该充分考虑环保、科技创新和工艺技术等层面的持续升级和改进，以合力推动页岩气产业的可持续发展。