水力压裂技术是目前开采天然气的主要形式，要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。随着国内页岩气发展的快速进行，水力压裂无疑是开发页岩气的主要技术。如何优化压裂技术以提高采收率成为全球关注的问题。如今，国外正不断的研发、 应用新的压裂工艺技术。 为此，笔者收集当前国外最新的相关技术和方法以供业内人士参考。
 
插塞 - 射孔（PnP）技术
 
有效的裂缝网络要求合理的裂缝分布和均匀的裂缝体积，这些都需要插塞 - 射孔（PnP）技术来实现。与全射孔、套管外注水泥完井技术相比，插塞 - 射孔（PnP）技术完井可在地层破裂压力下，达到准确的裂缝位置和不变的裂缝体积。 生产数据表明， 采用插塞-射孔（PnP）技术完井，可产生最佳的裂缝网络，使油气井的产量达到最高。
 
全面裂缝矫正实验模型
 
致密地层开发的挑战是掌握产生合理裂缝的压裂液体积，使其在压力消失后使裂缝的闭合时间达到最短。为此，国外成功开发了一种可用于压裂裂缝实验设计和解释裂缝矫正的试验模型。该模型可评价整个实验期间，致密地层裂缝闭合后的径向流，确定地层压力和渗透率。油田应用结果现实，裂缝矫正实验是确定裂缝闭合应力、漏失系数、地层压力和渗透率的可靠方法。
 
水力压裂化学检测记录
 
目前，水力压裂化学检测记录已记录了美国 600 余家公司的 55,000 口油井的水力压裂化学添加剂资料。该记录可提供相关水力压裂的压裂监测数据，如穿越裂缝缝隙的水、超限时的压裂准备、 裂缝的产生、 检测装置的地理分布、如何改变压裂液体积、添加剂数量等。通该记录可对这些数据进行分析，指导日后的压裂作业。
 
高强度支撑剂
 
高强度支撑剂的开发与工业应用是一项挑战。高强度支撑剂必须达到在高应力下 2 倍于常规支撑剂的连通性及耐久性，同时要求使用寿命也要长。国外研发的新型支撑剂具有低腐蚀性，可减轻设备磨损，增加油井产量，适用于高于 103Mpa 的应力，可用于注蒸汽和井下温度较高油气井的压裂。
 
优选压裂液意义
 
研 究 人 员 对 英 国 和 加 拿 大 的Heritage Montney 油田的 50 口水平井多级水力压裂进行了集中研究。早先工作人员用不同渗透性能和压裂处理特性的压裂液，对这些井进行了压裂。研究结果证明压裂效果是裂缝类型的函数，具有较大的增产潜力和经济效益。通过后期监督研究， 进行压裂优化设计，优选压裂液，这对有效延长裂缝和优化裂缝传导性具有重要意义。
 
改进型完井程序
 
水下环境作业是向完井工艺提出的一项挑战，这是因为多层完井的每口井均需要进行有效排水。裂缝充填工艺可用于水下油井完井。油井生产期间的高表皮效应， 要求首先对其进行初始完井。回顾早先的生产数据有助于识别完井设计和程序中的缺陷， 以便改进完井程序。改进型完井程序包括修泵的改善，处理设计和裂缝充填完井设备的投放方法。
 
减少裂缝支撑剂返排措施
 
室内装置上无法复制受限压力下支撑剂的返排。国外研究人员在粒子模拟器上（DEM）用离散单元方法，开发出了一种简单的可测量模型。在不同状况下，研究裂缝宽度，侧限应力，液流速度和支撑剂粘合的影响，得出裂缝宽度取决侧限应力和流速。其中，支撑剂返排取决于支撑剂粘合。整个裂缝排空，发生在高流速和低侧限应力下，而完全充填则发生在高侧限应力下。根据以上结果，推荐合理的返排速度，并对上述各种状况进行评价，推荐的低可控返排速度可提高支撑剂充填的稳定性。
 
EM 发可检测注水分布
 
用数学模拟方法研究水力压裂时裂缝的扩展需采用电磁 (EM) 地球物理方法。该方法对注入水进入气层时的孔隙度和孔隙流体性能变化比较敏感。3D有限元法地球物理模拟器可对井间 EM方法监测页岩地层流体运移的灵敏性进行了评价。评价灵敏性的地层模型与液流地质力学模拟器串联，还包括岩石力学模型和电传导模型。评价结果表明，模型上的异常传导性分与注入水的饱和度有关，也与新形成的未饱和裂缝有一定关联。数学模拟实验证明，对传导性变化极其灵敏的井间 EM 方法，可直接表明注入水的运移轨迹。EM 方法是在水力压裂时检测注入水分布的有效工具。
 
多井完井方案的全方位数字评价
 
开发页岩油藏是严峻的挑战，其油井产量低和产量下降快是主要挑战。在完全水力学耦合方式下多井完井增产处理的非连续单元数字研究结果表明，必须要搞清层内和井下压力的变化，以便完全了解多级水力压裂和多井完井时天然裂缝间的力学关系。该研究的定量结果，可有助于合理采用多井完井技术使油井增产。工作人员可通过优化地层应力、地层压力、天然裂缝和薄弱平面的机械特性及井口设备，以提高采油的经济效益。
 
模拟水力压裂全过程新方法
 
将相区压裂程序与裂缝性多孔油藏模拟结合，就可模拟油井水力压裂到采油的整个过程。采用单相匹配的这一程序，非常适用于传统的油藏模拟。其相区模型可认为是油藏模拟中的裂缝 -油井模型。其关键概念是将油藏与可求得连续模拟初始状态的相区裂缝流公式相匹配。这一方法的实用性已被二维和三维数字实验所证实。