四川油氣田頁(yè)巖氣水平井鉆完井技術(shù)

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1、四川油氣田頁(yè)巖氣水平井鉆完井技術(shù)2011年6月張德軍1前言頁(yè)巖氣是一種特殊的非常規(guī)天然氣。是賦存于泥巖或頁(yè)巖中的天然氣，具有自生自儲(chǔ)、無(wú)氣水界面、大面積連續(xù)成藏、低孔、低滲、無(wú)天然裂縫等特征，一般無(wú)自然產(chǎn)能或低產(chǎn)。頁(yè)巖氣資源儲(chǔ)量豐富，但開發(fā)難度大。隨著常規(guī)天然氣的衰竭以及油氣價(jià)格的上漲，以及開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，頁(yè)巖氣已逐漸成為開發(fā)的熱點(diǎn)。常規(guī)資源非常規(guī)資源重油、油砂、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、盆地中心氣等需要新技術(shù)天然氣水合物與其它更低品位資源開發(fā)成本逐漸增大更高質(zhì)量的資源新技術(shù)新方法的應(yīng)用截止線

2、是變化的（基于油氣價(jià)格的變化）常規(guī)油氣資源（易開發(fā)的只占小部分）目前逐漸衰竭非常規(guī)油氣資源（大部分儲(chǔ)量開發(fā)較困難）（日益成為開發(fā)熱點(diǎn)）2提綱難點(diǎn)分析二殼牌頁(yè)巖氣鉆井情況四川慶頁(yè)巖氣鉆完井情況三國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析一下步工作方向五3我國(guó)頁(yè)巖氣可采資源量約為26×1012m3，接近常規(guī)天然氣資源儲(chǔ)量，資源價(jià)值、社會(huì)價(jià)值巨大。一、國(guó)內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析我國(guó)三種天然氣資源對(duì)比圖我國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)還處于探索階段，僅四川、松遼、伊通盆地有幾口井開始試氣，初產(chǎn)在1000立方米左右；目前國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣藏開發(fā)還

3、存在單井產(chǎn)量低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量遞減快，資金回收慢等問題，阻礙了頁(yè)巖氣藏工業(yè)化開發(fā)步伐！42009年中國(guó)石油與Shell合作開發(fā)四川富順—永川區(qū)塊的頁(yè)巖氣項(xiàng)目正式啟動(dòng)；同時(shí)，西南油氣田分公司在威遠(yuǎn)、長(zhǎng)寧等地區(qū)大量部署頁(yè)巖氣勘探開發(fā)井位，并進(jìn)行了5口井的先導(dǎo)性試驗(yàn)。國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析四川盆地寒武系筇竹寺組、志留系龍馬溪組頁(yè)巖地層中蘊(yùn)藏有豐富的頁(yè)巖氣資源。據(jù)初步估算，兩個(gè)組的頁(yè)巖氣資源就可以和整個(gè)四川盆地的常規(guī)天然氣資源總量相媲美。我國(guó)頁(yè)巖氣分布圖井號(hào)井深m出露層目的層井身結(jié)構(gòu)純鉆時(shí)間%復(fù)雜時(shí)間%平均

4、鉆速m/h鉆井周期d威2012840嘉五筇竹寺三開三完4452.23121.17威201-H12823嘉五龍馬溪二開二完31321134.39寧2012560嘉四龍馬溪三開三完3962.9078.23寧2061920羅漢坡筇竹寺三開三完4123.4057.83寧2032425嘉二龍馬溪三開三完3355.4656.39試驗(yàn)井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表5二、國(guó)外技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析美國(guó)天然氣與頁(yè)巖氣產(chǎn)量×108m3美國(guó)2009年頁(yè)巖氣產(chǎn)量達(dá)到了878×108m3，占到了天然氣年產(chǎn)量的14%左右，超過(guò)2009年我

5、國(guó)常規(guī)天然氣的年產(chǎn)量（874.5×108m3）。全球?qū)?yè)巖氣的開發(fā)并不普遍，僅美國(guó)和加拿大在這方面做了大量工作。其中，美國(guó)已進(jìn)入頁(yè)巖氣開發(fā)的快速發(fā)展階段，加拿大商業(yè)開采還處于起步階段。美國(guó)頁(yè)巖氣開發(fā)有80多年的歷史，參與的石油企業(yè)從2005年的23家發(fā)展到2007年的64家，頁(yè)巖氣產(chǎn)量也逐年提高。6美國(guó)頁(yè)巖氣藏開發(fā)歷史經(jīng)歷了四個(gè)階段：1981～1985年，主體技術(shù)為直井、泡沫壓裂、氮?dú)廨o助；1985～1997年，主體技術(shù)為直井、膠聯(lián)壓裂、氮?dú)廨o助、降濾失劑、表面活性劑，1998～2003年，主體技術(shù)為直

6、井、清水加砂壓裂；2003～至今，主體技術(shù)為水平井、清水壓裂。國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析1981－1985年1985－1997年1998－2003年2003-至今直井、泡沫亞裂、氮?dú)廨o助為直井、膠聯(lián)壓裂、氮?dú)廨o助、降濾失劑、表面活性劑主體技術(shù)為直井、清水加砂壓裂水平井、清水壓裂美國(guó)巖頁(yè)氣開發(fā)的技術(shù)歷程71、國(guó)外鉆井方式隨著2002年Devon能源公司沃斯堡盆地的7口Barnett頁(yè)巖氣試驗(yàn)水平井取得巨大成功，業(yè)界開始大力推廣水平鉆井，水平井已然成為頁(yè)巖氣開發(fā)的主要鉆井方式。根據(jù)美國(guó)Barnett區(qū)塊開發(fā)經(jīng)

7、驗(yàn)，水平井最終評(píng)價(jià)的開采儲(chǔ)量是直井的3倍以上，成本只相當(dāng)于直井的1.5倍，此外頁(yè)巖氣井初始產(chǎn)量與最終總產(chǎn)量也有很大關(guān)系。國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析穩(wěn)定產(chǎn)量14000m3/d美國(guó)Barnett頁(yè)巖氣單井產(chǎn)量低,生產(chǎn)壽命長(zhǎng)達(dá)30~50年Barnett直井與水平井?dāng)?shù)量對(duì)比8此外Devon能源公司開始實(shí)驗(yàn)一種新的稱為“simo-frac”的鉆井模式，即鉆探2口水平井，間隔152～305m，并且同時(shí)壓裂兩口井，取得了較好的測(cè)試效果。北美“simo-frac”鉆井模式與常規(guī)垂直鉆井模式對(duì)比國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析9E

8、OG公司頁(yè)巖氣藏開發(fā)以叢式井組為主，每井組一般3～6口水平井，水平段長(zhǎng)一般1000～1500m，兩水平井之間井距150m；井眼軌跡設(shè)計(jì)為“勺型”井眼，以實(shí)現(xiàn)盡可能大的水平段長(zhǎng)度和儲(chǔ)層接觸面積，水平段微微上翹，便于排水，采用伽馬+MWD進(jìn)行水平井地質(zhì)導(dǎo)向。頁(yè)巖氣藏“勺型”井眼水平井眼設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣鉆井現(xiàn)狀分析美國(guó)EOG公司巖頁(yè)氣水平井?dāng)?shù)10沃斯堡盆地Barnett頁(yè)巖氣藏的開發(fā)先后經(jīng)歷了直井小型交聯(lián)凝膠或泡沫壓裂、直井大型交聯(lián)凝膠或泡沫壓裂