国外页岩气勘探开发技术-崇铁.ppt

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1、页岩气勘探开发工程技术页岩气勘探开发工程技术中石化石油工程管理部：宗铁中石化石油工程管理部：宗铁2011.5.一、一、前前 言言二、二、页岩气勘探开发技术页岩气勘探开发技术三、三、中石化页岩气勘探开发现状中石化页岩气勘探开发现状提提 纲纲 我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资源条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资源已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、国务院的高度重视。目前我已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、

2、国务院的高度重视。目前我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解难题、国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解难题、创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国油气资源创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国油气资源领域重要而迫切的战略任务。领域重要而迫切的战略任务。为进一步加快中石化非常规储层（含非常规油气储层及低渗致密储层）为进一步加快中石化非常规储层（含非常规油气储层及低渗致密储层）的勘探开发进程，提高水平井钻完井及分段压裂技术水平，指导水平井钻完的勘探开发进程，提高水平井钻完井及分段压裂技术水平，指导水平井钻完井及

3、分段压裂的实施，中石化成立了非常规储层水平井钻完井及分段压裂技井及分段压裂的实施，中石化成立了非常规储层水平井钻完井及分段压裂技术攻关实施工作领导小组，统筹领导和协调中石化非常规储层水平井钻完井术攻关实施工作领导小组，统筹领导和协调中石化非常规储层水平井钻完井及分段压裂技术工作。及分段压裂技术工作。一、前一、前 言言 推进页岩气勘探开发技术创新。推进页岩气勘探开发技术创新。完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形成多学科、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对成多学科、

4、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井技术和压裂技术技术和压裂技术，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、

5、重大先导、推广技术、引进技术等分层科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、重大先导、推广技术、引进技术等分层次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水平和竞争力。平和竞争力。一、前一、前 言言一、一、前前 言言二、二、页岩气勘探开发技术页岩气勘探开发技术三、三、中石化页岩气勘探开中石化页岩气勘探开发技术现状发技术现状1.1.页岩气藏特点页岩气藏

6、特点2.2.选区评价技术选区评价技术3.3.物探技术物探技术4.4.水平井钻井技术水平井钻井技术5.5.水平井压裂技术水平井压裂技术6.6.“井工厂井工厂”理念理念提提 纲纲 美国美国48 48 个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。德克萨斯州个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。德克萨斯州初步开采的初步开采的Barnett Barnett 页岩提供了本土页岩提供了本土48 48 个州天然气生产总量的个州天然气生产总量的6%6%。分析。分析估计到估计到2011 2011 年底多数的储量增长（年底多数的储量增长（50%50%到到60%60%）将来自非常规的页岩气。）将来自非常规的页岩气。

7、四个新的页岩气（四个新的页岩气（HaynesvilleHaynesville，FayettevilleFayetteville，Marcellus Marcellus 和和WoodfordWoodford）可采气体总量可能超过）可采气体总量可能超过1515万亿方。万亿方。对比研究，中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内对比研究，中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内页岩气勘探的重要目标，专家初步估计页岩气资源量大约页岩气勘探的重要目标，专家初步估计页岩气资源量大约3030万亿方。万亿方。1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点1 1）页岩气资源丰富）页岩气资源丰富二、页岩气勘探

8、开发技术二、页岩气勘探开发技术页岩气储层物性差，低孔低渗，页岩气储层物性差，低孔低渗，孔隙度孔隙度约为约为4%-6%,4%-6%,基质基质渗透率渗透率小小于于0.001100.00110-3-3mm2 2。页岩储层发育较多天然微裂缝，页岩储层发育较多天然微裂缝，岩石具有一定的脆性，在改造过岩石具有一定的脆性，在改造过程中易形成网状裂缝系统。程中易形成网状裂缝系统。2010-1-28第7页2 2）页岩气藏物性差，需改造）页岩气藏物性差，需改造1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术01000200030004000020040060080010001200

9、0.01.02.03.04.0天数平均产量,MCFD0.0水平井/直井产量比水平井平均产量直井平均产量比率 水水平平井井是是目目前前主主要要的的页页岩岩气气藏藏生生产产形形式式。水水平平井井的的产产量量是是垂垂直直井井的的3-43-4倍倍多多，成成本本仅仅是是直直井井的的1.5-2 1.5-2 倍倍。目目前前85%85%的的开开发发井井为为水水平平井井多段压裂。多段压裂。3 3）开发方式对产能影响大）开发方式对产能影响大1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术kentucky东部泥盆系页岩气产量递减曲线，东部泥盆系页岩气产量递减曲线，xx井井26年累计产

10、量年累计产量1333104m34 4）产量递减先快后慢，生产周期长）产量递减先快后慢，生产周期长1.1.页岩气藏的特点页岩气藏的特点l生产周期比较长生产周期比较长早期以游离气为主，产量较高，递减快（第一年产量降到早期以游离气为主，产量较高，递减快（第一年产量降到65%）后期以吸附气产出为主，产量相对较低，年递减率后期以吸附气产出为主，产量相对较低，年递减率2%3%，单井日产，单井日产2-3万方万方预测页岩气田开采寿命可达预测页岩气田开采寿命可达3050年年保持合理的生产制度保持合理的生产制度l一一般般无无自自然然产产能能，所所有有井井都都要要实实施施压压裂裂改造改造。据美国据美国资料统计资料统

11、计：40%的井初期裸眼测试时无天然气的井初期裸眼测试时无天然气55%井初始无阻流量没有工业产能井初始无阻流量没有工业产能直井压裂平均产量达直井压裂平均产量达0.8万方万方/d左右左右水水平平井井压压裂裂平平均均产产量量可可达达10万万方方/d以上，最高达以上，最高达30万方万方/d二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术1)1)有效页岩的厚度有效页岩的厚度2)2)页岩的有机质丰度页岩的有机质丰度3)3)页岩的热演化程度页岩的热演化程度4)4)页岩的矿物组成页岩的矿物组成 5)5)页岩的含气量页岩的含气量 6)6)页岩的孔隙度页岩的孔隙度 7)7)页岩的渗透性页岩的渗透性 8)8)构造格局构

12、造格局北美地区页岩气评价包含北美地区页岩气评价包含1616个个参数，内容全面。内容全面。1 1）页岩气有利目标区优选技术）页岩气有利目标区优选技术9)9)沉积、构造演化史沉积、构造演化史 10)10)页岩横向连续性页岩横向连续性 11)3D 11)3D 地震资料情况地震资料情况 12)12)地层压力特征地层压力特征 13)13)压裂用水压裂用水 14)14)输气管网输气管网 15)15)井场情况与地貌环境井场情况与地貌环境 16)16)污水处理与环保污水处理与环保2.2.选区评价技术选区评价技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术 测井测井和和岩心分析岩心分析是页岩气储层评价的两种主要

13、手段。是页岩气储层评价的两种主要手段。2.2.选区评价技术选区评价技术2 2）页岩气储层评价）页岩气储层评价 测井：测井：数据主要包括数据主要包括ECSECS、GRGR、成像测井、声波测井等；、成像测井、声波测井等；从从CHEVRONCHEVRON（雪佛龙）、（雪佛龙）、HARDING-SHELTONHARDING-SHELTON（哈丁（哈丁-歇尔顿歇尔顿)、BPBP等公等公司的资料看，页岩气的测井技术与常规测井无异，但对于页岩参数的确司的资料看，页岩气的测井技术与常规测井无异，但对于页岩参数的确定，在勘探阶段需要通过定，在勘探阶段需要通过岩心资料的分析标定岩心资料的分析标定、ECSECS测井

14、测井获得。获得。通过对已知页岩气藏总有机碳含量、成熟度、含气性等通过对已知页岩气藏总有机碳含量、成熟度、含气性等地球化学参地球化学参数与测井资料标定数与测井资料标定建立建立气藏评价方法气藏评价方法的研究，在新井或新层评价时可通的研究，在新井或新层评价时可通过过测井模型测井模型确定各项参数。确定各项参数。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术2.2.选区评价技术选区评价技术2 2）页岩气储层评价）页岩气储层评价岩心分析：岩心分析：确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层的敏感性，并分析测试层的敏感性，并分析测试TOCTOC和吸附等温曲线。和

15、吸附等温曲线。BpBp通过参数井的系统取心，在通过参数井的系统取心，在“相控页岩分布相控页岩分布”的思路指导下，对的思路指导下，对岩岩心的层序心的层序和和沉积沉积细致细致描述描述，研究页岩的，研究页岩的沉积特征沉积特征，编制不同层系页岩沉，编制不同层系页岩沉积相平、剖面图。积相平、剖面图。Arkoma Arkoma 盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明，盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明，页岩气页岩气分布在碎分布在碎屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中，该段屑岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中，该段TOCTOC、RoRo指指标与页岩气产出有极为密切的关系。标与页岩气产

16、出有极为密切的关系。国内对页岩的岩心分析与国外比还存在较大的差距，特别是试验设国内对页岩的岩心分析与国外比还存在较大的差距，特别是试验设备与试验方法方面。备与试验方法方面。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术BPBP公司工作的公司工作的Arkoma Arkoma 盆地伍德福德页岩气藏盆地伍德福德页岩气藏,页岩厚度大于页岩厚度大于5050米、米、TOCTOC大于大于2%2%、Ro1.3Ro1.31.8%1.8%、钙质含量大于、钙质含量大于20%20%，由于富含，由于富含钙质钙质脆性矿物，通过压裂取得了很好的勘探开发效果。脆性矿物，通过压裂取得了很好的勘探开发效果。由此认识到除由此认识到除

17、硅质硅质含量越高，页岩脆性越大，有利于后期的压含量越高，页岩脆性越大，有利于后期的压裂改造形成裂缝外，只要富含裂改造形成裂缝外，只要富含脆性矿物脆性矿物的优质烃源岩均是有利的勘的优质烃源岩均是有利的勘探开发目标。探开发目标。3 3）富含）富含脆性脆性矿物的优质烃源岩均是有利的勘探开发目标矿物的优质烃源岩均是有利的勘探开发目标2.2.选区评价技术选区评价技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术 4)Ro4)Ro是热成因页岩气成藏的主控因素。是热成因页岩气成藏的主控因素。RoRo介于介于1.1%1.1%3%3%的范围是的范围是热成因型页岩气藏的有利分布区。热成因型页岩气藏的有利分布区。在北

18、美俄克拉荷马东南的阿科马盆地在北美俄克拉荷马东南的阿科马盆地RoRo达到达到4.89%4.89%，WoodfordWoodford页岩中也发现了页岩气藏，改变了以往对页岩页岩中也发现了页岩气藏，改变了以往对页岩RoRo上限小于上限小于3%3%的观点的观点,但但RoRo过高会导致页岩气藏中的二氧化碳含量增高。过高会导致页岩气藏中的二氧化碳含量增高。2.2.选区评价技术选区评价技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术3.3.地震资料的应用地震资料的应用 美国几个页岩气田都位于常规油气勘探程度较高的美国几个页岩气田都位于常规油气勘探程度较高的地区，常规油气勘探地震资料用来解释页岩层段的断层地

19、区，常规油气勘探地震资料用来解释页岩层段的断层和顶底板。和顶底板。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术4.4.页岩气水平井钻井页岩气水平井钻井1)1)水平段井眼水平段井眼位置位置及及方向方向的设计主要依据地应力资料的设计主要依据地应力资料水平井眼取向水平井眼取向 最大应力方向最大应力方向水平井眼水平井眼方向方向沿最小水平应力沿最小水平应力方向钻进，后期压裂裂缝与井眼方方向钻进，后期压裂裂缝与井眼方向向垂直垂直，压裂改造效果好。，压裂改造效果好。水平井眼水平井眼位置位置选择在低应力区、选择在低应力区、高孔隙度区、脆性矿物富集区和富干高孔隙度区、脆性矿物富集区和富干酪根区，为后期压裂提供有

20、利条件。酪根区，为后期压裂提供有利条件。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术2)2)丛式钻井丛式钻井 可采用底部滑可采用底部滑动井架钻丛式井组。动井架钻丛式井组。每井组每井组3 38 8口单支水口单支水平井，水平井段间距平井，水平井段间距300-400m300-400m左右。左右。4.4.页岩气水平井钻井页岩气水平井钻井二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术主要是三级结构主要是三级结构由于后期加砂压裂，由于后期加砂压裂，因此对因此对套管套管及及套管头套管头承压能力要求较高，固承压能力要求较高，固井质量要好，水泥返高井质量要好，水泥返高到到地面地面；水平段是套；水平段是套管管固井完

21、井固井完井。3)3)井身结构井身结构4.4.页岩气水平井钻井页岩气水平井钻井二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术直井段（三开前）对钻井液体系直井段（三开前）对钻井液体系无特殊要求无特殊要求，主要采，主要采用水基泥浆，水平段钻井液主要采用用水基泥浆，水平段钻井液主要采用油基泥浆油基泥浆。l防止粘土膨胀；防止粘土膨胀；l提高井眼稳定性；提高井眼稳定性；l预防钻井液漏失；预防钻井液漏失；l提高钻速。提高钻速。4)4)钻井液体系钻井液体系4.4.页岩气水平井钻井页岩气水平井钻井二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术1 1）页岩压裂工艺优化的内容）页岩压裂工艺优化的内容井筒井筒适应性分析适

22、应性分析射孔井段射孔井段选择选择地应力场地应力场分析分析压裂液压裂液优化优化支撑剂支撑剂选择选择施工规模施工规模优化优化 测井数据分析及经验总结；测井数据分析及经验总结；5-1/2”套管大排量压裂，降摩阻套管大排量压裂，降摩阻闭合压力，施工方案优化；闭合压力，施工方案优化；闭合压力，施工方案优化；闭合压力，施工方案优化；淡水、砂，淡水、砂，0.5%以下添加剂；以下添加剂；高强度、密度小，沉降速度小高强度、密度小，沉降速度小；目前是经验总结的结果；目前是经验总结的结果；5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术主要是根据产量与经济主要是根据产量与

23、经济效益总结中得出规律的。效益总结中得出规律的。裂缝半长裂缝半长400m400m。水平井。水平井分段每段长分段每段长100100130m130m左右左右压裂规模优化压裂规模优化因此，虽然各井压裂有不同的压裂规模，但主要情况差不多：水平井因此，虽然各井压裂有不同的压裂规模，但主要情况差不多：水平井水平段长水平段长1300m1300m，1010段压，每段加砂段压，每段加砂100100方左右，用水约方左右，用水约20002000方。方。5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术1 1）页岩压裂工艺优化）页岩压裂工艺优化二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术2 2）页岩气水平井单井分段多级

24、压裂工艺流程）页岩气水平井单井分段多级压裂工艺流程5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术 分段多级压裂：压裂的规模化、裂缝的网络化、作业的工分段多级压裂：压裂的规模化、裂缝的网络化、作业的工厂化，实现效益最大化。厂化，实现效益最大化。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术 一般页岩水平段长一般页岩水平段长1300m1300m，每个压裂段，每个压裂段100-130m100-130m，每段射，每段射簇，每簇射孔长度簇，每簇射孔长度2-32-3尺，孔密尺，孔密8-168-16孔孔/米，米，6060相位角。相位角。每段一次完成射孔及加塞。每段一次完成射孔及加塞。(1)射孔优化射孔优化趋

25、势：水平井分段数在增加，但每段的射孔数目在下降；3 3）页岩气水平井压裂配套技术）页岩气水平井压裂配套技术5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术第一阶段第一阶段TCPTCP射孔，套管压裂，座封压裂桥塞和射射孔，套管压裂，座封压裂桥塞和射孔一趟电缆完成，进行多级点火孔一趟电缆完成，进行多级点火,可多段射孔。可多段射孔。该技术该技术3.53.5”,4.5,4.5”,5.5,5.5”,7,7”套管完井水泥套管完井水泥固井的水平井固井的水平井，压后可快速钻塞，压后可快速钻塞 （十分钟便可钻掉一（十分钟便可钻掉一个），个），该桥塞该桥塞材质轻，易排出

26、，节约现场施工时间。材质轻，易排出，节约现场施工时间。投送射孔抢及桥塞的施工排量大于投送射孔抢及桥塞的施工排量大于6m6m3 3/min/min。(2)易钻桥塞易钻桥塞(FastDrill Plug)3 3）页岩气水平井压裂配套技术）页岩气水平井压裂配套技术5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术电缆射孔枪投送筒可钻桥塞套管 压裂关键技术之一，工具是贝克公司生产，需要技术引进。现在我们江汉油田正在技术攻关。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术(3)压后返排压后返排全部分段射孔和压裂后，用连续油管带钻头一次快速钻碎所有桥塞，全部分段射孔和压裂后，用连续油管带钻头一次快速钻碎所有桥

27、塞，返排至地面；返排至地面；几天后井开始间歇自喷，投产初期节流器加以控制，防止支撑剂返几天后井开始间歇自喷，投产初期节流器加以控制，防止支撑剂返排至地面，排液速度控制在排至地面，排液速度控制在5 52020方方/小时。初期压裂液返排率一般小时。初期压裂液返排率一般1/31/3。3 3）页岩气水平井压裂配套技术）页岩气水平井压裂配套技术5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术是近几年在是近几年在BarnettBarnett页岩气开发中页岩气开发中成功应用成功应用的的最新压裂技术。最新压裂技术。技术理论技术理论:同时对配对井同时对配对井(offs

28、et wells)(offset wells)进行进行压裂压裂,使压力液及支撑剂在高压下从使压力液及支撑剂在高压下从1 1口井向另口井向另1 1口井运移距离最短的方法口井运移距离最短的方法,来形成网络裂缝，增加来形成网络裂缝，增加裂缝密度及表面积裂缝密度及表面积,提高页岩气井的产量。提高页岩气井的产量。同步压裂最初是两口互相接近且深度大致相同步压裂最初是两口互相接近且深度大致相同水平井间的同时压裂同水平井间的同时压裂,目前已发展到目前已发展到3 3口、甚至口、甚至4 4口井间同时压裂。口井间同时压裂。3 3、4 4口井压裂时先压两侧的井，口井压裂时先压两侧的井，再压中间两口井。再压中间两口井。

29、(4)(4)同步压裂技术同步压裂技术(simo-fracturing)(simo-fracturing)3 3）页岩气水平井压裂配套技术）页岩气水平井压裂配套技术5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术(5)(5)页岩水平井压裂监测技术页岩水平井压裂监测技术监测的目的：监测的目的：掌握人工裂缝的实际几何掌握人工裂缝的实际几何学特征学特征(高度、长度和方位）；高度、长度和方位）；实时监测压裂过程，对压实时监测压裂过程，对压裂方案进行优化；裂方案进行优化；优化新井钻井井位。优化新井钻井井位。实施：实施：VSIVSI仪器放在观测井中仪器放在观测井中

30、（直井）（直井）,间距间距600600米米,持续监测持续监测地层破裂时产生的微地震地层破裂时产生的微地震,实时的实时的传输和处理传输和处理,可三维显示裂缝位可三维显示裂缝位置。置。仪器长约60m3 3）页岩气水平井压裂配套技术）页岩气水平井压裂配套技术5.5.页岩气水平井压裂技术页岩气水平井压裂技术二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术水平井分段多级压裂水平井分段多级压裂现场施工实景现场施工实景2 2套压裂设备同时施工套压裂设备同时施工 用用4 4根根1010”水管线连续供水，单井供水规模水管线连续供水，单井供水规模达达3 3万方，单段压裂供水大于万方，单段压裂供水大于1 1千方千方/小

31、时。小时。1 1个酸罐，单层酸液个酸罐，单层酸液1616方方连续加砂装置，单井砂量连续加砂装置，单井砂量1 1千方以上千方以上二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术水平井分段多级压裂水平井分段多级压裂现场施工实景现场施工实景可钻桥塞可钻桥塞10501050型压裂井口型压裂井口压裂管汇压裂管汇压后返排的分离装置压后返排的分离装置二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术6.6.“井工厂井工厂”的理念在非常规油气资源勘探开发中的意的理念在非常规油气资源勘探开发中的意义义2222口井的采气井厂口井的采气井厂非常规气的勘探开发效益需要综合批量化的工作部署。非常规气的勘探开发效益需要综合批量化的

32、工作部署。二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术 利用利用最小的丛式井井场使钻井开发最小的丛式井井场使钻井开发井网覆盖区域最大化。井网覆盖区域最大化。为为后期的批量化的钻井作业、压裂后期的批量化的钻井作业、压裂施工奠定基础。施工奠定基础。使使地面工程及生产管理也得到简化。地面工程及生产管理也得到简化。(路少、基础设施简单，天然气自发电，路少、基础设施简单，天然气自发电，管理集中管理集中)1)1)钻井部署钻井部署二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术6.6.“井工厂井工厂”的理念的理念2)2)钻井工程钻井工程 (1)(1)实现设备利用的最大化。实现设备利用的最大化。多口井依次一开，依

33、次固井，依次二多口井依次一开，依次固井，依次二开，再依次固完井。钻井、固井、测井设备无停待。井深开，再依次固完井。钻井、固井、测井设备无停待。井深1500m1500m左右的左右的致致密砂岩气井密砂岩气井丛式井单井平均钻井周期仅丛式井单井平均钻井周期仅2.92.9天，垂深天，垂深2500m2500m左右、水平段左右、水平段长长1300m1300m的的页岩气页岩气丛式水平井平均钻井周期仅丛式水平井平均钻井周期仅2727天。天。(2)(2)泥浆重复利用，减少泥浆的交替。泥浆重复利用，减少泥浆的交替。多口井一开泥浆体系相同，重多口井一开泥浆体系相同，重复利用；二开泥浆体系相同，重复利用。尤其是三开油基

34、泥浆的重复利复利用；二开泥浆体系相同，重复利用。尤其是三开油基泥浆的重复利用特别重要。用特别重要。列间距列间距2.5m2.5m行间距行间距3m3m二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术6.6.“井工厂井工厂”的理念的理念3)3)压裂工程压裂工程 压裂工厂化流程能够在一个压裂工厂化流程能够在一个丛式井平台上压裂丛式井平台上压裂2222口井，极大提口井，极大提高效率。高效率。致密砂岩气层致密砂岩气层“压裂工厂压裂工厂”作业作业二、页岩气勘探开发技术二、页岩气勘探开发技术6.6.“井工厂井工厂”的理念的理念 一一、前前 言言二、二、页岩气勘探开发技术页岩气勘探开发技术三、三、中石化页岩气勘探开

35、发现状中石化页岩气勘探开发现状提提 纲纲三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状 2009 2009年中石化正式启年中石化正式启动动了了页页岩气岩气选选区区评评价工作，随后价工作，随后进进行了以下几口行了以下几口页页岩气井的岩气井的压压裂改造及裂改造及试试气先气先导试验导试验，分，分别别是是:(1)(1)华东分公司的方深华东分公司的方深1 1井井 (2)(2)江汉油田的建江汉油田的建111111井井 (3)(3)河南油田的安深河南油田的安深1 1井井 (4)(4)华东分公司的黄页华东分公司的黄页1 1井井 20102010年中石化年中石化为为了加快了加快页页岩气开岩气开发发，先

36、后立，先后立项项了部分了部分页页岩气开岩气开发发关关键键技技术术重大先重大先导导、先、先导试验项导试验项目，分目，分别别是：是：(1)(1)页岩气钻完井及大型水力压裂页岩气钻完井及大型水力压裂 (2)(2)大液量滑溜水加砂压裂大液量滑溜水加砂压裂 (3)(3)复合材料桥塞技术复合材料桥塞技术 (4)(4)水平井水力推送电缆射孔技术水平井水力推送电缆射孔技术(5)(5)水平井电缆桥塞与射孔联作技术水平井电缆桥塞与射孔联作技术 (6)(6)水平井连续油管射孔和钻塞技术水平井连续油管射孔和钻塞技术 从该井的情况看，方深1井钻遇页岩厚度达到99m，总有机碳丰度达到2以上，最高可以达到9.94，渗透率为

37、0.05md,与美国页岩气开发最低指标相比，尽管有些数据还需确认，但这几项指标具有明显优势，可见该段页岩具有较好的产气潜能。（1 1）方深）方深1 1井压裂施工概况井压裂施工概况三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状（1 1）方深）方深1 1井压裂施工概况井压裂施工概况 方深方深1 1井经井经15%HCl15%HCl酸预处理降低破裂压力、酸预处理降低破裂压力、测试压裂测试压裂与净压力拟合分析储层参数后，主滑溜水压裂施工（与净压力拟合分析储层参数后，主滑溜水压裂施工（泵泵注液体注液体2121.62121.6方，方，30/6030/60目砂目砂270270吨）吨），施工顺利。，施

38、工顺利。三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状（2 2）建）建111111井压裂施工概况井压裂施工概况注入压裂液总量（m3）2083最高砂比10%顶替液量（m3）7.7施工排量（m3/min）9.0粉陶15摩阻损失（MPa）2石英砂（m3/t）50/80泵注压力（MPa）24 江汉油田建江汉油田建111111东岳庙页岩气井经清水压裂后试气，获得工业气流，目东岳庙页岩气井经清水压裂后试气，获得工业气流，目前日产气前日产气3000m3000m3 3，为我中石化目前页岩气产量最高的探井。为我中石化目前页岩气产量最高的探井。三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状（3

39、 3）安深）安深1 1井压裂施工概况井压裂施工概况 4小时43分钟，共挤入液量2280.56 m3，加入粉陶10.0 m3，平均砂比3.69%，加入陶粒65.21 m3，平均砂比7.64%，最高砂比11.01%。施工压力，施工排量：，最高排量10.73 m3/min。三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状（4 4）黄页）黄页1 1井压裂施工概况井压裂施工概况 黄页1井最终用酸液15m3,降阻水906m3，线性胶325 m3，总液量1246 m3,施工压力34.5-70 Mpa，加100目粉陶1 m3,30-60目陶粒32 m3。三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探

40、开发现状 从国内已经施工的的页岩气井的生产情况来看，我国从国内已经施工的的页岩气井的生产情况来看，我国页岩气藏压裂仅局限于直井，且没有成型的压裂理论与方页岩气藏压裂仅局限于直井，且没有成型的压裂理论与方法，基于我国页岩演化程度较高，含气量偏低法，基于我国页岩演化程度较高，含气量偏低,开发工艺和开发工艺和技术与国外不尽相同现状，应加强页岩气的基础研究，引技术与国外不尽相同现状，应加强页岩气的基础研究，引进消化吸收国外先进页岩气完井工具及压裂技术，进行现进消化吸收国外先进页岩气完井工具及压裂技术，进行现有压裂技术适应性评价和优化及水平井分段压裂改造技术有压裂技术适应性评价和优化及水平井分段压裂改造技术先导性试验，对降本增效，形成适合我国的页岩气储层改先导性试验，对降本增效，形成适合我国的页岩气储层改造及其配套技术具有重要意义。造及其配套技术具有重要意义。三、中石化页岩气勘探开发现状三、中石化页岩气勘探开发现状42