页岩气钻完井配套技术集成研究与应用

随着涪陵页岩气田100×108 m3/a产能建设、长宁-威远国家级页岩气产业示范区等区块页岩气的高效勘探开发,我国的能源结构也在不断地改变。页岩气的商业化开发有赖于丛式水平井钻井技术及大型分段压裂技术的不断发展和进步,高效的钻完井配套技术是提高页岩气勘探开发效果的有力保障。中原石油工程公司通过自主攻关和集成配套相关钻井新工艺、新工具,在钻井实践中取得了一系列技术突破,形成了三维大偏移距长水平段水平井轨迹控制技术、油基乳化/无土相油基钻井液技术、防漏堵漏技术、页岩气随钻解释评价技术、油基钻井液高效冲洗技术、“井工厂拉链式”压裂技术、高压网电配套工程技术等关键技术。上述技术在川渝的涪陵、长宁-威远、永川等工区140余口井的成功应用,有效支撑了我国页岩气产能建设。本文基于中原工程页岩气钻完井配套技术的攻关及实钻经验总结,对其他页岩气勘探开发区块的钻完井工程具有较强的指导意义。     

面向湖南区块的页岩气技术发展路径研究

在比较北美、湖南页岩气资源开发现状及美国页岩气革命的示范意义后,梳理出基于Rothwell模式的面向湖南区块的创新过程模式,认为湖南页岩气开发正处于耦合模式,基于页岩气开发的总规划,急需选择合适的技术发展路径进入整合期,推动下游部门的研发活动和对创新的参与。要实现由耦合模式向整合模式的跨越式发展,技术发展路径为:一是形成完整的商业化运营流程及技术标准整合,渐进式缩小技术储备与产能扩充间的差距;二是大力发展技术服务业和装备制造业,设立页岩气区域储备中心,形成完整的页岩气产业链。     

页岩气勘探“中考”

三年探矿权有效期已经过半。从2012年1月国土资源部公布第二轮页岩气探矿权招标结果至今,已经过去将近一年半的时间。湖南此次拿出的湖南龙山页岩气区块、湖南保靖页岩气区块、湖南花垣页岩气区块、湖南桑植页岩气区块、湖南永顺页岩气区块分别被湖南华晟能源投资发展有限公司、神华地质勘查有限责任公司、中国华电工程（集团）有限公司、中煤地质工程总公司、湖南省页岩气开发有限公司夺得。     

遥感技术在复杂山区页岩气早期勘探中的应用

我国目前公开招标的页岩气区块多数位于四川盆地东南缘高陡构造带,地形复杂,断裂发育,造成区块内页岩气的勘探和开发均存在一定难度.与盆地内覆盖区的页岩气早期勘探不同,复杂山地内的页岩气早期勘探需考虑地表地貌因素,加强早期研究,降低勘探风险和成本.利用湖南保靖地区的页岩气招标区块的遥感数据,与DEM数据相结合,考虑坡度、高程2个因素,优选研究区页岩气勘探的地貌有利区,为下一步页岩气的勘探和后期施工提供参考.     

湖北省页岩气勘查取得新进展

国土资源部网站消息（2014－12－15）记者从日前召开的湖北省页岩气勘查开发工作第三次推进会上了解到,该省境内页岩气勘查已取得新进展。 早在2011年,中石化江汉油田分公司就在恩施建南地区施工建成了111井、建页HF－1井,并见到了工业气流。近两年来,湖北省国土资源厅和中国地调局武汉中心相继在鄂西地区部署了6个页岩气资源调查评价项目;国土资源部于2012年在恩施地区投放了两个页岩气勘探区块,华电集团成功中标并已全面展开勘查工作,在宣恩实施的一个探井见到了良好的页岩气显示;中石化江汉油田分公司于去年申请在湘鄂西Ⅰ、Ⅱ两个常规油气区块中增列矿种,开展页岩气勘查,在与壳牌公司合作的区域内完成了2口探井;中石油浙江油田公司在荆门常规油气区块中实施页岩气探井,也有良好的页岩气显示。     

涪陵页岩气田生产套管防漏堵漏技术对策与实践

页岩气生产井投产前,都要进行大规模分段压裂,生产套管必须能承受不低于90 MPa的施工压力。2013年涪陵工区试验井组相继出现2口井稳不住压现象,导致长水平段分段压裂的储层改造工艺受限,该问题一时成为制约涪陵页岩气田钻井生产和质量的一大“瓶颈”。为此,从生产套管设计、施工、治理3个方面进行了防漏堵漏技术措施研究,并取得一些进展,较好地满足了页岩气高效开发的需要。本文介绍了涪陵页岩气一期产建套管防漏堵漏对策与实践成果,为国内类似页岩气区块的开发提供借鉴和参考。     

中石油煤层气勘探开发提速

国土资源网消息（2011—03—23）近日,据中国石油天然气集团公司有关负责人介绍,“十二五”期间,中石油对煤层气的勘探开发将全面提速,到2015年达到40亿立方米的规模。2010年中石油煤层气业务新增探明储量首次突破1000亿立方米,并已经形成了13亿立方米的产能规模。在页岩气方面,2010年中国石油启动了四川、云南等页岩气产业化示范区建设工作。     

页岩气地震勘探数据采集参数选择的研究

我国页岩气重点开展区域为南方海相沉积地层,地震地质条件相对复杂,数据采集难度较大。贵州凤冈某页岩气勘查区块,属典型的喀斯特低山地貌,地形起伏大,地震施工困难,同时寒武系下统牛蹄塘组页岩层埋藏较深,反射波能量较弱,原始资料信噪比偏低。参考邻区地震勘探经验,采用二种方法论证野外施工参数:一是在勘探区选取论证点设计物理模型进行理论计算;二是以勘查区内向斜部位设计地质模型进行正演模拟求取。在此基础上通过进行不同岩性、井深、药量等激发接收参数的试验,确定了该区块的野外施工方案。该区页岩气地震勘探野外施工参数的选择方法,有效保障了其页岩气地震勘探效果。     

元页HF-1页岩气水平井钻井关键技术

元页HF-1井是中石化部署在川东北元坝区块的第一口页岩气预探水平井。通过分析该井的工程地质难点,优化了三开次井身结构,优选出合理的钻井方式、钻井液体系和配套工艺措施,形成了一套适合该区块的页岩气水平井钻井技术方案。该井成功钻达目的层,完钻井深4982 m,水平位移1421.73 m,钻井周期168.88 d,平均机械钻速3.07 m/h,三开井径扩大率仅为4.82%,取得良好的应用效果,为元坝区块页岩气的勘探开发提供了技术支撑。     

涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,与北美相比,涪陵地区地表条件、地质条件和页岩气储层特征更加复杂、储层埋藏更深,开发初期钻井机械钻速低、钻井周期长、成本高。为此开展了涪陵页岩气田水平井组优快钻井技术研究,形成了集水平井组钻井工程优化设计、水平井优快钻井技术、国产低成本油基钻井液、满足大型压裂要求的长水平段水平井固井技术、山地特点“井工厂”钻井技术以及绿色环保钻井技术为核心的页岩气水平井组优快钻井技术体系。在涪陵页岩气田推广应用了290口井,完井256口,平均单井机械钻速提高了182%,平均单井钻井周期缩短了55%,平均单井钻井成本降低了34%。为涪陵页岩气田年50亿m3一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,对我国页岩气规模开发提供了重要的借鉴和引领作用。     

大面积高丰度海相页岩气富集理论及地质评价技术进展与应用

海相页岩气富集特征及主控因素、地质评价及综合选区是四川盆地及周缘页岩气勘探开发研究的核心内容与突破的关键.基于勘探开发地质与地球物理多学科联合研究、现场调研、重点露头野外踏勘与取样分析、关键探井岩心观察与精细描述等方面的深入研究,阐述了大面积高丰度页岩气富集理论和地质评价技术内涵,及其在川南地区五峰–龙马溪组的最新进展...     

胜利油田页岩油藏钻井液技术

胜利油田相继在罗家等区块部署了页岩油藏水平井,用于页岩油的开发。页岩地层层理和微裂缝发育,钻井过程中极易引起井壁失稳问题。同时,由于水平段较长,也存在着润滑、井眼清洁等难题。针对施工难点和风险,研究制定了页岩油藏钻井液方案,二开采用胺基钻井液体系,三开采用油基钻井液,顺利地完成了钻井施工。就胜利油田页岩油藏钻井液技术进行了介绍和分析,针对应用过程中存在的一些问题进行了探讨,对页岩油藏的勘探开发有一定的启示作用。     

鲁页参1井钻井液技术

鲁页参1井钻遇地层复杂,水敏地层造浆严重,二叠系地层坍塌掉块,出现卡钻事故,导致钻井施工进度慢,风险大。针对钻井施工中存在的技术难题,开展了一系列的技术攻关,确定了一开和二开以及取心段的钻井液体系,形成了一整套钻井液技术和工程技术措施。实践表明,该套钻井液体系解决了鲁页参1井钻井中出现的坍塌、掉块等难题,减少了井下故障的发生,提高了钻进速度,建井周期明显缩短,为以后的钻井施工提供了技术支持。     

桂北地区罗地1井钻探施工实践

页岩具有较强的水敏性,在页岩气勘查钻进施工中,井内易发生坍塌、剥落造成超径或缩径等井壁失稳现象。罗地1井采用金刚石绳索取心工艺进行钻进,完井井深1501.06 m,岩心采取率、井斜等各项指标均符合地质设计要求。本文主要从罗地1井的钻井设备、井身结构、施工难点等方面进行总结,可为今后页岩气调查井的施工提供参考。     

隆页2HF页岩气水平井钻井技术研究与实践

四川盆地周缘蕴藏有大面积常压低丰度海相页岩气,依目前的开发成本,储量难以动用,亟需开展低成本钻井工程工艺技术攻关,盘活该类页岩气资源。中石化华东油气分公司在渝东南武隆地区从钻、测、录、固等方面开展了低成本钻井技术研究。通过分析导致钻井成本高的原因,重点从井身结构优化、井眼轨迹控制优化、钻井工具优选、防漏堵漏措施以及测井、录井、固井工艺优化等方面进行了技术研究与现场实践,试验井隆页2HF井由导眼井与侧钻水平井两部分构成,钻井成本较邻井降低了30%,为武隆地区常压页岩气开发奠定了基础。     

页岩气富集带地质控制因素及地震预测方法

首先对页岩气富集带的地质控制因素及各家的评价指标进行了探讨,认为页岩气的评价指标可以分为两大类：一类是评价页岩气量的多少,即资源因素,它决定了该区页岩气资源潜力及储量的多少,是页岩气资源评价、有利区块优选的关键指标。主要包括页岩厚度、有机质（TOC）丰度、干酪根类型、成熟度(Ro)、天然气含量及状态（游离、吸附）等。另一类决定了页岩气能否经济地开采出来,以及产量的高低,即所谓的“核心区”或“甜点”区。包括埋藏深度、页岩本身的矿物成分、脆度、孔隙度（裂缝）、渗透率以及原始地应力大小、方向及差异等。这两类指标共同控制了页岩气的富集和最终产量。因此,在页岩气勘探开发过程中,应首先利用地质和地球化学方法对第一类指标进行评价,从中优选出有利区块。在有利区块内,可以利用地震相关技术对第二类指标预测和评价,从中优选出适合钻井和开采的页岩气富集带或“甜点”区。根据对页岩气富集带（甜点）地质控制因素的讨论,可以将页岩气划分为“裂隙” 型页岩气藏及“脆性”型页岩气,两种类型均需位于弱应力各向异性区,以便于压裂过程中得到理想的复杂网状裂缝系统。笔者认为,对于“裂隙”型页岩气藏,几何地震属性分析技术（包括相干体、蚂蚁体、曲率体等）可以很好地刻画断层、隐伏断层及裂缝发育带,对这些成果的解释可以以玫瑰图的方式展示,从而可以揭示该区域的裂缝的主要发育方向及次要方向,进而推断该区的局部主应力方向,为水平井位部署提供依据。而对于“脆性”型页岩气藏,叠前反演技术、叠后反演技术可以揭示低泊松比(υ),纵横波速比等来进行有利目标（甜点）识别。曾经在常规油气勘探中发挥重要作用的地震技术,在页岩气等非常规油气资源勘探开发中,仍然是一种不可或缺的关键技术。     

川东盆缘带龙马溪组关键保存要素对页岩气富集的控制作用

川东盆缘带是南方地区龙马溪组页岩气勘探的重点地区,已经在涪陵地区建成我国第一个页岩气大气田。研究区页岩气原始地质条件优越,但由于后期构造改造强烈,保存条件十分复杂,直接影响到页岩气的富集程度,除涪陵地区外的其他地区尚未取得产能建设的重大突破。笔者等利用钻井、野外、测井、地震及分析测试资料分析了研究区构造及演化特征、抬升剥蚀、构造样式、断裂、裂缝等对页岩气富集的影响,结合区域间接盖层、直接盖层及底板条件、地层压力、含气量、测试产量等对研究区的保存条件及判别指标进行了分析,研究认为具有正向构造背景、地层宽缓t、埋深适中及抬升剥蚀时间较晚的地区有利于页岩气的富集;断层不发育或断层封堵性好、距剥蚀区或控盆断裂越远越有利于页岩气的保存;区域性间接盖层特别是膏盐岩盖层的发育、良好的直接盖层和底板条件是页岩气能够保存的重要因素;盆内地层压力系数高,平均在1.5以上,保存条件好,页岩气富集程度高,向盆缘、盆外地区地层压力系数变低,保存条件变差,不利于页岩气的富集。综合评价川东盆缘带靠近盆内一侧为Ⅰ类保存有利区,盆内高陡背斜、盆缘斜坡及盆外残留向斜区为Ⅱ类保存有利区,盆外向斜与背斜间的区域为Ⅲ类保存有利区。     

南方地区页岩气基础地质调查黔绥地1井钻井工艺及完井地质

通过黔绥地1井钻井工程实践,从井身结构、取心工艺、护壁堵漏技术措施、井身质量控制等方面分析总结了南方岩溶地区页岩气基础地质调查井施工工艺,并通过黔绥地1井钻井岩心地质编录、随钻气测、有机地化、浸水试验,分析总结黔北绥阳地区地层结构和页岩气含气性特征,为该区的页岩气勘探开发提供地质依据。     

焦页非常规页岩气井优快钻井技术

重庆涪陵焦石坝地区上部地层岩性致密、研磨性强、可钻性差,长兴组浅层气活跃且含硫,三开水平段长、摩阻大、泥质页岩层易垮塌。钻井面临的突出问题是机械钻速低、井控难度大、钻井周期长。针对上述气藏钻井难点,重点从钻井工艺、维持井壁稳定以及钻井液方面进行分析,优化钻具结构、优选钻头选型、抑制井壁失稳以加快焦石坝区块钻井速度。“油基螺杆＋高效PDC钻头”配合优质钻井液,经过焦页12平台4口井的实践应用,大大缩短了钻井周期,焦页12-4 HF井创下了中石化集团公司非常规页岩气水平井最长水平段记录,提速效果显著。