页岩气钻采技术综述

页岩气开采已成为全球资源开发的一个热点。页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率,开采寿命长,生产周期长,采收率变化较大,且低于常规天然气采收率。不同于常规天然气的开采特点决定了页岩气开发具有其独特的方式。水平井技术对于扩大页岩气开发具有重大意义,水平井的成本一般是垂直井的1～1．5倍,而产量是垂直井的3倍左右。水平井技术结合geoVISION随钻成像服务和RAB钻头附近地层电阻率仪器等LWD技术可进行更高效、更合理的开采。压裂增产技术是页岩气开采的另一种方式。清水压裂技术用于产生更密集的裂缝网络,形成额外的渗透率,使气体能更容易流向井中,从而生产出大量地层天然气;多层压裂技术常常用于垂直堆叠的致密地层的增产：重复压裂技术用于在不同方向上诱导产生新的裂缝,从而增加裂缝网络,提高生产能力;还有最新的同步压裂技术。即同时对两口或两口以上的井进行压裂。这些压裂技术结合室内实验和测井技术,使得页岩气具有更大的发展潜力。     

页岩气水平井体积压裂技术研究进展及展望

水平井体积压裂是目前页岩气成功开发的重要手段,通过体积压裂能够在低渗透、特低渗透的页岩储层中形成复杂裂缝网络,增大增产改造体积,从而达到提高页岩气产量的目的。介绍了几种页岩气水平井体积压裂技术,包括水平井分段压裂、重复压裂、同步压裂、交叉压裂和改进拉链式压裂,探讨了这几种压裂技术的技术原理,并对比分析了它们各自存在的优缺点。简要阐述了成功实施体积压裂的一系列关键配套技术,如滑溜水压裂技术、变黏度多级压裂液交替注入技术、脉冲加砂、全程段塞技术、裂缝间距优化、微地震监测技术等。研究发现,改进拉链式压裂能够综合同步压裂及交叉压裂的优势,为页岩气体积压裂技术发展提供了新思路。针对目前还存在的问题,认为在工具材料方面,水平井体积压裂新工具、分段工艺材料及低伤害压裂液体系的研发是未来的发展方向;在理论技术方面,套管受损、重复压裂及裂缝间距优化的力学机理研究,储层综合可压性评价以及微地震资料的有效利用等方面都是下一步页岩气水平井体积压裂研究应重点努力的方向。     

国内页岩气开采技术进展

因页岩气开发具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长等优点,已成为当前能源研究的热点和突破口.自2009年以来,我国已在页岩气开发实验区钻井62口,其中24口井获得工业气流,这预示着国内页岩气资源开发全面铺开.页岩气储层与常规储层差异很大,必须采用先进技术,尤其是水平井钻井、完井及压裂技术,才能实现经济有效开发.介绍了国外页岩气开采技术以及国内近两年在页岩气钻井技术、钻井液技术、固井技术和压裂技术方面取得的经验,这些经验奠定了国内页岩气开发的技术基础.论述了页岩气开采面临的技术和环境问题,指出下一步页岩气技术发展方向.今后,需要结合国内页岩气藏特点,在借鉴国外新技术及国内经验基础上,通过工具研制、技术配套、方案优化,尽快完善适用于页岩气开发的水平井钻井技术;从流变性、封堵能力方面进一步完善油基钻井液体系,同时开展适用于页岩气水平井钻井的水基钻井液体系研究;针对页岩气水平井多采用油基钻井液的现状,进一步完善冲洗液、水泥浆体系及固井工艺技术.开发适合页岩气水平井多级压裂技术相关的井下工具、工作液和施工工艺,加强压裂裂缝动态监测,优化压裂设计.形成配套的钻井和压裂等作业过程中产生的废液、废水及废渣处理技术,重视贞岩气开采的环境污染评估,保证我国页岩气开发的健康发展.     

我国页岩气压裂技术发展现状及相关政策建议

由于页岩极低的孔隙率与渗透率,页岩气压裂技术是现代页岩气开采及增产过程中的关键技术之一.本文通过梳理总结重复压裂、同步压裂、水平分段压裂及泡沫压裂技术的特征及应用,针对我国页岩气压裂技术的发展现状和存在问题提出:深化页岩气压裂技术理论基础研究、建立完善页岩气压裂相关法律法规,出台针对页岩气开采行业的财政及金融支持等政策...     

2013年国内页岩气钻采技术综述

2013年,国内在页岩气开采方面又取得了一些新进展,特别是页岩气水平井钻井、固井和压裂技术渐趋成熟,针对页岩气开发的需要,形成了页岩气水平井钻井、压前评价技术、大型压裂设计和压后评估技术,并围绕"井工厂"化作业,初步形成了钻井、压裂等一体化设计和优化,以及边钻井、边压裂、边生产的交叉作业模式,促进了国内页岩气开发进程。基于有关文献,简要介绍了国内在页岩气钻井技术、钻井液技术、固井技术、压裂技术和环境保护方面取得的新进展。在页岩气开发方面,如何在学习借鉴国外先进开采技术和国内已经取得经验的基础上,结合国内页岩气资源实际,积极探索更经济、更高效、更环保的"井工厂"开发模式,尽快形成完善配套的实验测试、钻井完井、排采和大型分段压裂、环保型压裂液、钻井废液(渣)和压裂返排液处理等页岩气开发关键技术,是今后仍需努力的方向。     

国内外页岩气井水力压裂技术的发展及探讨

在研究水力压裂技术开发页岩气原理的基础上,剖析了国外的应用实例,分析了各种水力压裂技术的特点和适用性,得出,清水压裂是现阶段中国页岩气开发储层改造的适用技术,开采厚度大的页岩气井,可以使用多级分段清水压裂技术.     

页岩气压裂返排废水处理技术研究

在各种油气资源之中,页岩气资源应用显得十分重要,随着技术的进步,页岩气已经成为了产业化新能源。对页岩气开采现状及压裂返排废水特点进行总结,并从深井灌注、组合工艺及有机废水处理、返排液的集中处理、回注技术的应用机械蒸汽再压缩蒸发技术等5个方面,论述了页岩气压裂返排废水处理技术的具体应用方式。     

川西须五气藏完井方式适应性研究

随着勘探开发的不断深入,非常规天然气成为重要的接替资源。四川盆地非常规天然气资源量丰富,须五气藏为典型的砂泥岩互层致密非常规气藏,有效的完井方式是气藏实现提高单井产能、提高气藏可采程度的重要保障。国内外非常规气藏水平井主要采用多段压裂技术、降阻水压裂技术、同步压裂技术,开发效果显著;研究表明,基质裂缝、裂缝网络渗透率、水力裂缝间隙、水力裂缝传导率、岩石压缩性、水力裂缝半长、自然裂缝孔隙度,对页岩气水平井产能影响较大,钻井过程中要对近井地带的基质渗透率、裂缝网络渗透率和自然裂缝孔隙度进行保护。川西须五气藏储层脆性矿物含量与美国其他页岩气相当,同时储层具有天然裂缝发育的特点,完井方式需要考虑储层改造工艺、最大程度上实现缝网压裂的目的;通过深入研究,优选出川西须五气藏完井方式,优选套管射孔完井方式,采用水平井+多段水力压裂和储层改造完井方法进行开发。     

页岩气开采致水污染的途径及污染物特点

针对水平钻井和水力压裂技术开采页岩气所产生的水污染问题,基于水文地质学原理,对美国页岩气开采导致水污染的实例及压裂液成分等方面的文献予以分析,对页岩气开采导致水污染的途径及污染物的特点进行研究。结果表明:页岩气开采导致地下水及地表水污染的途径主要包括越流、井筒泄漏及地表人类活动等。页岩气开采长期持续产生水污染物,水污染物种类多、总量大、危害大,某些水污染物难以监测。该研究可以为我国页岩气开采水污染防治标准等规则的制订提供参考。     

页岩气开发的环境问题

<正>页岩气开采用的是水力压裂技术,此技术用掺入化学物质的高压水灌入页岩层,然后进行液压碎裂,改善储层渗透率,释放天然气。压裂本身不会造成污染,也几乎不可能引发破坏性的地震,但因掺入了化学物质,如处理不当,会污染环境,通过一些回收处理措施,完全可避免。开采页岩气单口井用水量较大,一般需几万吨,但这是一次性用水量,之后二三十年开采不需再用水。页岩气全流程用水量比煤电、核电分别低60%和70%,也比常规石油低,甚至比地热能还要低。     

涪陵页岩气田五峰组—龙马溪组含气页岩段裂缝发育特征及其影响

以涪陵页岩气田五峰组—龙马溪组含气页岩段为研究对象,在岩心观察和成像测井的基础上,对裂缝进行系统描述与统计,得出该区页岩的裂缝发育以构造缝、层间页理缝、层面滑移缝为主,五峰组裂缝最为发育,其余层段以页理缝为主。控制页岩裂缝形成的因素主要有非构造因素和构造因素,脆性矿物含量高、低泊松比、高杨氏模量的页岩容易形成裂缝;异常高压是影响非构造裂缝形成的重要因素;构造作用对裂缝的形成起关键作用。页岩天然裂缝增大了页岩内部的孔隙空间,有利于页岩气的运移,并且促使吸附气向游离气转化,提高页岩气产量;与断层伴生的裂缝会形成断-缝连通的逸散通道,对页岩气保存不利。裂缝对水力压裂效果也有一定影响,小尺度的裂缝容易造成压裂液的滤失,形成砂堵;尺度较大的裂缝会吸收压裂能量,阻碍新裂缝的生成,降低压裂改造效果。     

垂直井压裂联合降压开采天然气水合物的产能数值模拟

为了探究高效的水合物开采工艺方法，建立压裂法联合降压开采水合物的基本物理模型和数学模型，应用2017年神狐海域试开采数据，验证并完善该模型计算结果的正确性。分析比较水合物储层在考虑压裂和不考虑压裂时，井中压力、水合物饱和度、分解过渡带的移动规律，研究开采井压力、裂缝长度、裂缝渗透率、裂缝孔隙度对水合物产气速率和累计产气的影响。结果显示：开采井压力越低，水合物分解速度越快，累计产气量越高；当开采井压力一定时，水合物的产气速率、累计产气量随着裂缝长度、裂缝渗透率和孔隙度的增加而增加。压裂联合降压可以提高水合物的开采效率，为今后水合物实现商业化开采提供参考。     

页岩气井压后返排动态模拟研究

压裂液返排动态是影响页岩气井水力压裂后产能效果的重要因素。从页岩气井压后压裂液流动机理出发,讨论了压裂液分布区域和特征,利用数值模拟手段描述了压裂液在裂缝系统中的流动,并深入分析了压裂液滞留在裂缝和地层中的机理。根据页岩气水力压裂可能产生的裂缝形态,压裂液分布在高导流主缝、分支缝及压裂液侵入裂缝面周围的页岩基质,在返排过程中,裂缝与基质之间的渗流能力级差、重力分异造成在高导流裂缝的压裂液滞留,气水两相相对渗透率差异为影响分支缝压裂液返排的主要因素,而基质毛管压力则是阻碍基质侵入带压裂液流动的主要原因。开展对页岩气井压后返排动态研究,对于认识页岩气井压后返排率与裂缝系统形态特征的关系极为重要,同时,也为制定合理的返排制度提供了相应的理论指导。     

页岩气致密油气水平井分段压裂对环境的影响及发展趋势

页岩气和致密油气开发应用的水平井分段压裂技术,可沟通更多储层裂缝及微裂缝,提供更大的泄油面积和体积,从而大幅提高单井产量。当前分段压裂技术依托的压裂液主要为清水压裂液、氮气泡沫压裂液、交联压裂液等,其中使用最为广泛、对环境影响相对最小的是清水压裂液。清水压裂液中98%都是水,其余2%的成分是化学添加剂。清水压裂等水力压裂技术用水量大,对水源品质及水量要求极高,生态成本高。北美以清水压裂为基础的压裂液使用比例已经明显下降,常规压裂和混合压裂等低耗水压裂比例在上升。新压裂技术及压裂液类型将成为一个不可阻挡的发展趋势,纯气体压裂、液态气体压裂或超能气体压裂等更为清洁的压裂方式,势必成为研发应用的主要方向,包括LPG(液化石油气)压裂、纯氮气压裂、CO2压裂及超临界CO2压裂等。     

寰球能源动态

能源战略与政策扫描页岩油革命推动美国经济复苏エコノミスト,2012-08-21:104～105美国已正式开始商业生产页岩气、页岩油,这两种新能源革命将引发世界经济和金融市场激变。页岩油影响比页岩气更大。2005年美国正式开始生产页岩气。随着美国钻井技术的创新,已实现较低成本开采。其采用的技术是水力压裂、水平钻井和微震技     

页岩气开发的技术与环保担忧

中国原有的技术很大程度上能够保证页岩气的开采，水平井和压裂法对环境的影响微乎其微，不应过分担忧。 与其他非常规油气一样，页岩油气的勘探开发与技术的创新、水平的提高紧密相联系。美国依托其雄厚的技术支撑体系、依靠技术创新花费了较大投资和较长时间才取得页岩气快速发展。因此很多人认为，在中国作为新的生长点的页岩气必然与美国有很大的差距，在这方面要面临漫长的征程。美国一公司曾说：中国要掌握页岩气开发技术至少要10年。似乎离开美国技术中国人啃不下页岩气。这个说法不全对，甚至大部分不对。     

中国页岩气勘探开发技术有待突破

正页岩气是一个对技术要求很高的行业,钻井、压裂、测井、地震四大技术支撑着页岩气的发展,哪一项技术不过关,都很难有所突破。美国页岩气产量之所以能在30年时间增长近190倍,与其日趋成熟的页岩气勘探开发技术密不可分。美国页岩气开发核心技术主要包括地震储层预测、水平井钻井、压裂、微地震监测、平台式"工厂化"作业模式等。这     

新疆油田火山岩气藏体积压裂机理研究及应用

进行火山岩气藏压裂改造时,通常采用形成单一裂缝的增产改造技术,气井稳产时间较短.借鉴页岩气开发理念,深入研究火山岩气藏体积压裂机理.根据缝内压力传导的力学模型,研究不同液体体系对压力传导的影响,分析无滤饼压裂液体系对体积压裂的作用,优选出压裂液体系;建立不同角度天然裂缝开启的力学模型,确立体积形成的关键力学条件,并针对火山岩气藏压裂目的层的地应力结构进行实际分析.从储层矿物角度出发,研究对比火山岩储层的脆性系数;根据力学条件,结合压裂工艺过程,建立相关模型,优化研究体积压裂关键工艺参数,包括排量、压裂规模等;分析降阻水、线性胶、浓胶液三种不同黏度液体对裂缝网络的作用.在上述研究基础上,针对新疆油田DX1413井实际地质条件,分析该井进行体积压裂的有利条件,并进行压裂设计与改造施工,对施工曲线、施工过程、施工结果进行分析,得到了一些有益的结论,这些结论对火山岩气藏的开发有重要的启迪作用.     

英国对水力压裂的支持力度减弱

<正>Energy Daily,2015-08-04英国政府的一项调查显示,由于知情者的反对,英国对页岩气开采的支持力度在减弱。英国能源和气候变化部与2118人根据其立场就国家能源结构问题进行了面对面的交流。6月24~28日46%的受访者告诉调查员,他们对水力压裂技术抽提页岩气没有意见。但是超     

中国页岩气行业的商业机会

中国政府首先把页岩气定位为独立矿种,这也就是意味着一方面勘探开发避免了中石油等国企垄断专营权的约束,另外一方面是民营资本可以介入到这种潜力巨大的能源行业中来,使地页岩气行业能完全实现市场化竞争。中国国土资源部公布的《关于加强页岩气资源勘查开采和监督管理有关工作的通知》规定,中国页岩气勘查开采实行"开放市场"原则,鼓励社会各类投资主体依法进入页岩气勘查开采领域。与勘查开采中国常规石油天然气所面临的高门槛不同,中国官方鼓励符合条件的民营企业投资勘查、开采页岩气;同时,鼓励拥有页岩气勘查、开采技术的外国企业以合资、合作形式参与中国页岩气勘查、开采。《通知》指出,由国土资源部负责页岩气勘查、开采登记管理,主要通过招标等竞争性方式出让页岩气探矿权。