頁巖氣開發對技術的要求很高，開采難度也較大。頁巖氣藏的儲層一般呈低孔隙度、低滲透率的物性特征，氣流阻力比常規天然氣大，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能正常開采。同時，頁巖氣采收率比常規天然氣低，常規天然氣采收率在60%以上，而頁巖氣為5%～60%。美國頁巖氣開發的巨大成功得益于水平井和多段壓裂技術。與美國相比，我國還未完全掌握頁巖氣開采的相關核心技術。因此，對于我國更復雜的地質條件，更需要加大力度攻關頁巖氣關鍵技術。
關注前沿技術
目前，開發頁巖氣的新技術主要有微地震壓裂檢測技術、水平井鉆井技術、欠平衡鉆井技術、射孔優化技術、壓裂增產技術、廢水處理或重復利用技術、超臨界二氧化碳開采頁巖氣技術等。這些先進技術的成功應用，將大幅提高頁巖氣單井產量。
微地震壓裂檢測技術。微震監測的裂縫評價技術正發展成油層壓裂生產過程中直接、可靠的技術，而微地震壓裂檢測技術是頁巖氣藏勘探領域中的一項重要新技術。近年來，勝利油田積極開展微地震壓裂檢測技術應用研究，并把它作為油田油氣勘探開發的重要技術手段和技術儲備。通過開展對國內外微地震壓裂檢測技術現狀、微地震壓裂檢測采集方法、數據處理及裂縫預測方法、目前成熟的處理反演軟件、微地震壓裂檢測技術應用實例分析等方面調查研究，全面了解和掌握微地震壓裂檢測技術的技術特點、技術關鍵和應用技術。目前，該技術已成為勝利油田實施非常規油氣藏開發戰略所具必須的重要的高新技術儲備之一。
水平井鉆井技術。同直井相比，水平井在頁巖氣開發中具有比較顯著的優勢：一是水平井成本為直井的1.5～2.5倍，但初始開采速度、控制儲量和最終評價可采儲量卻是直井的3～4倍;二是水平井與頁巖層中裂縫(主要為垂直裂縫)相交機會大，明顯改善儲層流體的流動狀況。統計結果表明，水平段為200m或更長時，比直井鉆遇裂縫的機會多幾十倍;三是在直井收效甚微的地區，水平井開采效果良好。如在Barnett頁巖氣外圍開采區內，水平井克服了Barnett 組頁巖上、下石灰巖層的限制，避免了Ellenburger組白云巖層的水侵，降低了壓裂風險以及增產效果明顯，在外圍生產區得到廣泛的運用。在水平鉆井過程采用MWD(隨鉆測井)和自然伽馬測井曲線在頁巖段內定向控制和定位，應用對比井數據和地震數據避開已知有井漏問題和斷層的區域。鉆井作業采用泥漿系統、井下鉆具以及定向設備等常規鉆井技術。四是采用地質導向技術，確保在目標區內鉆井，避免斷層和其他復雜構造區，否則會導致鉆穿目標區，或者發生井漏。如中石油西南油氣田在威201—H1井采用水平井地質導向技術，不僅提高了氣田儲層的鉆遇率，而且大幅度降低了水平井開發成本，為開發頁巖氣水平井提供了有效的技術支撐。該技術有三大特點：一是無導眼水平井零組停，按設計成功中靶，靶前距誤差率為2%，儲層鉆遇率達到100%;二是形成一套適合油氣田水平井鉆探的錄井配套技術;三是建立了水平井綜合錄井地質導向技術操作規程，實現了該項技術的標準化應用。
欠平衡鉆井技術。目前，欠平衡鉆井技術按工藝分類可分為兩種：即流鉆欠平衡鉆井和人工誘導欠平衡鉆井。流鉆欠平衡鉆井是指使用普通鉆井液的欠平衡鉆井;人工誘導欠平衡鉆井是指由于地層壓力太低，必須采用特殊的鉆井液和工藝才能建立欠平衡。創造欠平衡條件采用的常用先進技術有：邊噴邊鉆;泥漿帽鉆井;立管氣體注入;環空氣體注入;連續油管鉆井技術等。該技術可有效解決了井漏、縮徑、垮塌、地層出水和大井眼攜巖等技術難題，可有效提高鉆井速度。如中石油長寧、威遠頁巖氣區塊的寧201井等，采用充氣鉆井技術后，順利鉆達固井井深，成功解決了本井因惡性井漏導致下部鉆井實施困難的問題，減少了因井漏造成的處理復雜時間，縮短了鉆井時間，節約了鉆井成本。實踐證明，采用欠平衡鉆井技術提速治漏，可以加快頁巖氣工程的開發進度。
射孔優化技術。射孔完井是水平井完井的主要方式，射孔參數是影響水平井入流速度剖面的主要因素。大量頁巖氣開發實踐證明，先進的射孔優化技術有助于頁巖氣區塊的開發，采用大孔徑射孔優化技術可以有效減少井筒附近流動阻力，提高頁巖氣產量。而常規的全水平段均勻射孔方式存在入流剖面不均勻，邊底水錐進嚴重的問題，通過水平井射孔參數分段組合優化，以水平井均衡生產為目標，以油藏-井筒流動耦合模型為約束條件，建立水平井射孔參數優化模型，調控水平井段生產壓降，實現水平段流動剖面的均勻推進。該技術能有效抑制了邊底水油藏水淹現象的發生，且能較大幅度地提高單井產能。在定向射孔過程中，主要射開低應力區、高孔隙度區、石英富集區和富干酪根區，以利于增加頁巖氣產量。
壓裂增產技術。壓裂是油氣井增產、水井增注的一項重要技術措施。而含氣頁巖儲層的基質孔隙度和滲透率總體上非常低，除少數裂縫發育帶可能具有較高的自然產能外，一般頁巖氣藏均需人工壓裂改造之后才具有商業價值。目前頁巖氣壓裂增產開采技術主要有多段連續壓裂改造技術、清水壓裂技術、重復壓裂技術、同步壓裂技術等壓裂增產開發技術。隨著水力壓裂、重復壓力及平行壓裂等新技術的運用和推廣，極大地改善了頁巖氣井的生產動態與增產作業效果，頁巖氣單井產量增長顯著，極大地促進了頁巖氣的快速發展。
廢水處理或重復利用技術。水力壓裂法是頁巖氣開發中常用技術，它所使用的水包括地下水、地表水和飲用水，目前以地下水為主。開采一口頁巖氣井，需耗費 4500m3～13200m3的水，且壓裂用水要求較高，要避免有腐蝕性，還要與壓裂藥劑相匹配。如果將油氣生產中的廢水不經過處理排放出去，不僅浪費資源，而且污染環境。為節約淡水，減少新鮮水的用量，降低作業成本，哈里伯頓采用廢水處理或重復利用技術，推出CleanWave水處理技術創新解決方案。該技術解決了困擾作業公司多年的難題，處理或重復利用了油氣生產中的廢水，可有效地解決水資源缺乏地區頁巖氣開發過程中的環境保護問題。
超臨界二氧化碳技術
未來兩三年進行推廣
超臨界二氧化碳開采頁巖氣技術。早在2000年，美國tempress公司做了先導性的超臨界二氧化碳射流破巖實驗，效果非常好，破巖門限壓力遠遠小于水的破巖門限壓力。當溫度超過31.1攝氏度，壓力超過7.38兆帕，二氧化碳氣體就會變成超臨界態。超臨界流體既不同于氣體也不同于液體，具有許多獨特物理化學性——密度接近于水，能夠為井下馬達提供足夠扭矩、溶劑化能力強;黏度非常低，接近于氣體，易流動、摩阻系數低;擴散系數大于液體，具有良好的傳質、傳熱性能;表面張力接近于零，可進入到任何大于超臨界流體分子的空間。以超臨界二氧化碳代替水做壓裂液，幾乎可以解決水力壓裂帶來的所有難題。
在技術層面上，利用超臨界二氧化碳開采頁巖氣，具有獨特的優勢：一是超臨界二氧化碳破巖門限壓力低、破巖速度快，能大大縮短建井周期;二是超臨界二氧化碳流體既不含固相又不含水，對儲層無任何損害和污染，非常適合于黏土含量較高的頁巖氣藏開發;三是超臨界二氧化碳流體黏度低、表面張力為零、易流動，容易進入儲層毛細孔隙中，驅替及置換甲烷，提高單井產量和采收率.從環保理念上講，利用超臨界二氧化碳流體作為介質，可替代大量的水資源，適合于我國國情。也可有效地利用二氧化碳，降低溫室氣體排放量。
盡管目前我國二氧化碳驅油技術已經比較成熟，在油田開發生產中得到了廣泛應用，但利用超臨界二氧化碳開采頁巖氣技術仍處于實驗室研究和探索試驗階段，預計2～3年內該技術將在我國頁巖氣勘探開發中得到現場應用和推廣。
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