頁巖氣鉆井完井技術(shù)調(diào)研(參考版)
2024-11-12 17:42本頁面
【正文】 該成果已廣泛應(yīng) 用于中原、江漢、塔里木油田的鹽層鉆井技術(shù)和套損防治技術(shù)，為油田創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益 12億多元，受到了油田領(lǐng)導(dǎo)、專家的高度評(píng)價(jià)，參加研究的《塔里木深井超深井鉆井技術(shù)》獲 1999年度中國石油天然氣科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，通過該項(xiàng)目的研究與實(shí)施，解決長(zhǎng)期困擾塔里木油田勘探開發(fā)進(jìn)程的井壁不穩(wěn)定問題，另外，還獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng) 5項(xiàng)，局級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng) 12項(xiàng)。 石油工程學(xué)院巖石力學(xué)研究室隸屬于長(zhǎng)江大學(xué)（原江漢石油學(xué)院），通過長(zhǎng)期與油田及企事業(yè)單位合作研究，形成了一支以樓一珊教授為學(xué)術(shù)帶頭人，由教授、副教授、博士組成的專門從事巖石力學(xué)在石油工程中的應(yīng)用及石油鉆井完井的研究隊(duì)伍。 ，提供合理的鉆井液參數(shù)，井身結(jié)構(gòu)方案和工藝措施。 確定井壁穩(wěn)定因子及臨界井壁穩(wěn)定因子，判斷環(huán)空返速對(duì)井壁穩(wěn)定性的影 響。 根據(jù)相關(guān)理論確定流變參數(shù)， 并 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，擬合出流變參數(shù) 。 在對(duì)頁巖氣地層開展理化性能分析的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地改善鉆井液性能，提高鉆井液體系對(duì)地層的封堵性和抑制性，減少濾液侵入地層對(duì)儲(chǔ)層帶來的傷害，防止泥頁巖水化膨脹，同時(shí)保持適當(dāng)?shù)幕疃龋蛊渑c地層流體相匹配。 鉆井液體系優(yōu)選研究 鉆井液是鉆井工程的“血液”，對(duì)于水平井來說 尤 為重要。 同時(shí) ，結(jié)合井眼軌跡，分析不同造斜半徑和方位角條件下的鉆井風(fēng)險(xiǎn)，給水平井的布井及軌跡設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。對(duì)于井壁坍塌的控制來說，要在分析井壁圍巖應(yīng)力分布狀態(tài)函數(shù)的基礎(chǔ)上，建立地層坍塌壓力預(yù)測(cè)模型， 結(jié)合地層特性參數(shù)確定地層坍塌壓力 的分布規(guī)律。 ①、 利用地層傾角測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，依據(jù)井壁崩落橢圓法確定水平地應(yīng)力方位，依據(jù)地層微壓裂試驗(yàn)數(shù)據(jù)或地漏試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及室內(nèi) Kaiser效應(yīng)試驗(yàn)確定地應(yīng)力的 13 大小，并優(yōu)選地應(yīng)力預(yù)測(cè)模型，建立地應(yīng)力縱向分布剖面； ②、 利用有限元數(shù)值模擬技術(shù)，結(jié)合斷層、裂縫分布規(guī)律研究結(jié)果及地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果，研究地應(yīng)力場(chǎng)的三維分布狀態(tài)，并形成地 應(yīng)力橫向分布等高線圖。 地應(yīng)力分布規(guī)律的研究 要提高 頁巖氣的 產(chǎn)量 就必須要對(duì)原始地層裂縫狀況進(jìn)行改造，這就需要進(jìn)行壓裂 作業(yè)。 頁巖氣藏地層巖石力學(xué)特性研究 巖石 的力學(xué)特性參數(shù)是實(shí)現(xiàn)安全鉆井，提高壓裂效果的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在水平井的鉆井中顯得尤為重要， 如果不弄清巖石在不同應(yīng)力條件下所表現(xiàn)出來的力學(xué)特性，會(huì)對(duì)鉆井液體系的優(yōu) 選帶來影響。由于頁巖氣藏屬于低滲型油氣藏，在開發(fā)時(shí)通常要進(jìn)行壓裂，以擴(kuò)大頁巖氣向井筒流通的通道 才具有開發(fā)價(jià)值 。清水壓裂的壓裂液中一般已加入適量抑制劑 ， 但仍要求儲(chǔ)集層中膨脹性蒙脫石含量不能很高 ， 原因是其水敏性強(qiáng) ， 遇水易膨脹、分散和運(yùn)移 ， 導(dǎo)致巖石滲透率下降 ， 所 12 以 ， 利用 X衍射和 SEM測(cè)試結(jié)果分析黏土礦物的類型和含量十分 有 必要 。 需要注意的是 ， 頁巖儲(chǔ)集層改造技術(shù)的應(yīng)用始終不能脫離地質(zhì)條件的約束 ,要針對(duì)頁巖儲(chǔ)集層特點(diǎn)優(yōu)選壓裂層位和施工工藝 ， 才能取得比較好的開發(fā)效果和經(jīng)濟(jì)效益。 當(dāng)開采進(jìn)入到產(chǎn)量遞減階段時(shí) ， 需要采取再次增產(chǎn)措施以提高采收率。 水力壓裂施工時(shí) ，應(yīng) 采用大量的活性水和少量的支撐劑。 對(duì) 壓裂液處理 ， 除了使用大量的活性水外 ， 還要加入一些特殊的添加劑 ， 如特殊的降阻劑 (不含苯酚 )、微乳化表面活性劑、裂縫清潔加強(qiáng)劑和導(dǎo) 流增強(qiáng)劑等。但裂縫的形成、擴(kuò)展以及延伸 與地應(yīng)力是有密切關(guān)系的。按照 Quicksilver公司公布的數(shù)據(jù) ， FortWorth盆地外圍區(qū)域 Johnson區(qū)水平井日產(chǎn)量已達(dá)到 104～ 105m3 (～ 5mmcf)水平。自 20世紀(jì) 90年代后期以來 ， 各種先進(jìn)的壓裂技術(shù) (如清水壓裂、 多段壓裂、重復(fù)壓裂 )和壓裂實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù) (如微地震測(cè)繪 )使 Bart組頁巖儲(chǔ)集層 改造成本降低 70 %， 地層傷害降低 ， 儲(chǔ)集層有效厚度增加 ， 烴類排泄面積擴(kuò)大 ，單井產(chǎn)能和生產(chǎn)潛力大大提高 ， 如 1985 年至 1989年、 1999 年和 2020 年 3 個(gè)時(shí)期平均單井最終可采儲(chǔ)量依次為 106 m3 (0. 35bcf ) 、 107 m3 ()和 107 m3 ( )， 產(chǎn)區(qū)也向外圍逐漸拓展 ， 克服了 Bart組頁巖上下灰?guī)r層的限制 ， 避免了 Ellenburger組白云巖層的水侵 ， 使可采儲(chǔ)量在氣窗范圍內(nèi)得到最大程度動(dòng)用 。美國 FortWorth盆地 Bart組頁巖埋藏較深 ， 地層壓力較高 ， 其開發(fā)歷程 (見表4) 印證了鉆采技術(shù)的不斷更新 (如 N2壓裂、泡沫壓裂、凝膠壓裂、清水壓裂、水平井鉆探技術(shù) ) 帶來的成果 。機(jī)械式組合完井采用特殊的滑套機(jī)
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