海绵擦厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
海绵擦厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

世界页岩气开发与利用进展二0-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:24:54 阅读: 来源:海绵擦厂家

世界页岩气开发与利用进展(二)

中国页岩气网讯:页岩气藏的储层一般呈低孔隙度、低渗透率的物性特征,气流阻力比常规天然气大,采收率比常规天然气低,一般需要实施压裂改造才能开采,页岩气开发的成本也就相对增加了。因此,为了获得较高的收益率,需要加快钻井速度,提高单井产能,延长开采期限。

钻井工艺技术

自美国1821年完钻世界上第一口页岩气井以来,页岩气钻井先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、丛式水平井的发展历程。2002年以前,直井是美国页岩气开发的主要钻井方式;随着2002年戴文能源公司7口伯内特页岩气实验水平井取得巨大成功,水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式;丛式水平井可以降低成本、节约时间,是比较新的页岩气钻井技术。

水平井是页岩气藏成功开发的关键,根据美国页岩气开发的经验,水平井的日均产气量及最终产气量是直井的3~5倍,产气速率则提高10倍,而水平井的成本仅为直井的25%~50%。

国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有:旋转导向技术,用于地层引导和地层评价,确保在目标区内钻井;随钻测井(LWD) 和随钻测量(MWD)技术,用于水平井精确定位和地层评价,引导中靶地质目标;控压或欠平衡钻井技术,用于防漏、提高钻速和储层保护,采用空气作循环介质;泡沫固井技术,用于解决低压易漏长封固水平段固井质量;套管开窗侧钻水平井技术,降低增产措施的技术难度;有机和无机盐复合防膨技术,确保井壁稳定性。

另外,页岩气水平井钻井要考虑成本,垂直井段的深度不超过3000米,水平段长度介于500~2500米。考虑到钻井完成后,页岩气开发要进行人工压裂,水平井延伸方位要垂直地层最大应力方向,这样才能保证能沿着地层最大应力方向进行压裂。

欠平衡钻井时,人们在裸眼井段有意识地使井筒压力低于地层压力,当钻遇渗透性地层时,地层流体会不断流入井筒并循环到地面。页岩气用空气作循环介质,可依据演化模式预测暗色页岩对天然气封闭的能力,以指导页岩气藏勘探,提高勘探开发水平。另外,在页岩气水平井钻井中,采用欠平衡钻井技术实施负压钻井,能够避免损害储层。

完井射孔技术

页岩气井的完井方式主要包括套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井、裸眼射孔完井、组合式桥塞完井、机械式组合完井等。

套管固井后射孔完井的工艺流程是:在套管固井后,从工具喷嘴喷射出高速流体射穿套管和岩石,通过拖动管柱进行多层作业。其优点是免去下封隔器或桥塞,缩短完井时间,工艺相对成熟简单,有利于后期多段压裂,缺点是有可能造成水泥浆对储层的伤害。美国大多数页岩气水平井均采用套管射孔完井。

组合式桥塞完井是在套管中用组合式桥塞分隔各段,分别进行射孔或压裂,这是页岩气水平井最常用的完井方法,其工艺流程是下套管、固井、射孔、分离井筒,但因需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞,也是最耗时的一种方法。

机械式组合完井是目前国外的一种新技术,采用特殊的滑套机构和膨胀封隔器,适用于水平裸眼井段限流压裂,一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工。施工时将完井工具串下入水平井段,悬挂器坐封后,注入酸溶性水泥固井。井口泵入压裂液,先对水平井段末端第一段实施压裂,通过井口落球系统操控滑套,依次逐段压裂。最后放喷洗井,将球回收后即可投产。膨胀封隔器的橡胶遇到油气时会自动膨胀,封隔环空、隔离生产层,膨胀时间也可控制,目前主要有哈里伯顿公司的Delta Stim完井技术。

尾管固井后射孔完井及裸眼射孔完井在页岩气钻完井中不常用。

固井泥浆体系

页岩气固井水泥主要有泡沫水泥、酸溶性水泥、泡沫酸溶性水泥以及火山灰+H级水泥4种类型。其中泡沫酸溶性水泥与泡沫水泥成本相当,高于其他两种水泥,是火山灰+H级水泥成本的1.5倍。

页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术。泡沫水泥浆体稳定、密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高,具有良好的防窜效果,能解决低压易漏长封固段复杂井的固井问题,而且水泥侵入距离短,可以减小储层损害。泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出23 %。美国俄克拉荷马州的伍德福德页岩储层就利用了这种泡沫水泥。

美国伯内特页岩钻进采用了酸溶性水泥固井。酸溶性水泥提高了碳酸钙的含量,遇到酸性物质水泥会溶解,溶解能力是碳酸钙比例和接触时间的函数。常规水泥也溶于酸,但溶解度一般为25%,而酸溶性水泥溶解度则达到92%,较易进行酸化压裂。

泡沫酸溶性水泥由泡沫水泥和酸溶性水泥构成,典型的泡沫酸溶水泥是H级普通水泥加上碳酸钙,然后用氮气产生泡沫。该类型水泥固井不仅能避免水泥凝固过程中的井壁坍塌,还能提高压裂能力。

火山灰+H级水泥体系通过调整泥浆密度来改变水泥强度,用来有效防止漏失,同时有利于水力压裂造缝,流体漏失添加剂和防漏剂的使用能有效防止水泥进入页岩储层。这种水泥能承受比常规水泥更高的压力。

钻完井难点及研究重点

页岩气井钻完井有其独特的难点。

由于页岩地层裂缝发育,长水平段(1200米左右)钻进易发生井漏、垮塌等问题,造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具等工程事故。

页岩气水平井钻井中,水平段较长,摩阻、携岩及地层污染问题突出,钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故发生率以及储层保护效果。

页岩气单井产能低,勘探开发成本高,需要优化钻井工艺,研发低成本钻井技术及其配套装备,提高采收率。

固井水泥配方和工艺措施处理不当,会对页岩气储层造成污染,增加压裂难度,直接影响后期采气效果。

完井方式的选择关系到工程复杂程度、成本及后期压裂作业效果,合适的完井方式可为后期压裂完井创造有利条件。

为此,需要重点解决以下问题。

针对页岩具有易膨胀、易破碎的特点,开展页岩气钻井井壁稳定性研究,避免钻井过程中井壁的缩颈或坍塌。

针对页岩地层特点,开展预防水平井钻井工程事故的研究,优选或研制有关事故预防和处理工具,避免卡钻、埋钻具等工程事故发生。

深入开展适合页岩地层特点的控压或欠平衡钻井工艺技术研究,优化钻井液性能,降低钻具有效摩阻,提高钻井效率,预防井漏发生。

根据页岩地层及埋深特点,有针对性地研究优化井身结构和完井方式,满足高效、安全、保质及低成本要求。

根据地质和井深条件,研制合理优化的井下配套仪器(一般技术指标:工作温度低于150 °C,工作压力小于140兆帕,工作时间120小时),以满足页岩层水平井钻井需要。

开展页岩气水平井固井工艺和水泥浆配方研究,确保水平段优质固井质量要求,避免储层污染。

极光加速器

MacOS加速器

影音加速