北美页岩油气开发关键技术.ppt

北美页岩气开发关键技术,2012年 9月12-13日,页岩油/气主要分布于14个区带,页岩气藏有效开发的四项关键技术 气藏表征识别“甜点区” 长水平段水平井 分段清水压裂 微地震监测 同井场钻井 有效压裂液水资源管理,气藏表征识别“甜点区”,综合应用地震、地质、地球化学和岩石物理多学科方法 更强调地球化学和地质力学的应用 要图件：构造图、地层剖面图、厚度等值图、含气量等值图、toc等值图、热成熟度（ ro)等值图、孔隙度等值图,页岩气表征流程 （据chong等2010修改）,有效厚度：30m 适中的孔隙度：6-12% 足够的热成熟度（ro）：1.4%3m3/t 脆性矿物含量（石英、长石、碳酸盐）：50% 断层、喀斯特地层不发育 天然裂缝发育适中,已开发页岩气藏的油藏管理经验，甜点区：,气藏表征识别“甜点区”,页岩气藏气藏表征应用,为开发方案提供依据 识别钻井有利区 确定地质灾害因素降低钻井、完井风险 优化增产措施,气藏表征识别“甜点区”,mcdaniel, 2010,如果按等分水平段压裂，压裂段1，2无效，压裂段9导致水层突进,1-2压裂段,9压裂段,气藏表征识别“甜点区”,应用3-d地震识别断层和喀斯特地层,气藏表征识别“甜点区”,页岩气藏有效开发的四项关键技术 气藏表征识别“甜点区” 长水平段水平井 分段清水压裂 微地震监测 同井场钻井 有效压裂液水资源管理,长水平段水平井,barnett 2003年大规模应用水平井，页岩气产量大幅度上升 2010年水平井9757口，为总井数的66%，日产气量达到1.4108 m3,c&c reservoirs, 2011,初期日产4-20104 m3，是直井的3-8倍 单井可采储量 0.2-1.5108 m3,是直井的4-14倍,长水平段水平井,长水平段水平井,页岩气藏有效开发的四项关键技术 气藏表征识别“甜点区” 长水平段水平井 分段清水压裂 微地震监测 同井场钻井 有效压裂液水资源管理,分段清水压裂,压裂段数初期一般4-6段 目前达到10-12段 最大达到24段 每段压裂的长度由2002年的900-1200m 到目前的80-120m,清水压裂 （slick water fracturing) 利用含有减阻剂、黏土稳定剂和必要的表面活性剂的水为压裂液，以这种压裂液作为前置液来提供支撑剂输送,少量砂支撑剂的应用费用节省了35% 避免了凝胶压裂液产生的储层伤害 降低压裂液粘度，更多压裂液进入微裂缝，扩大扩散通道 有利于体积改造，通过分段多簇射孔形成次生裂缝和裂缝网络 产气量更高并增加可采储量,分段清水压裂,清水压裂 （slick water fracturing),分段清水压裂,页岩气藏有效开发的四项关键技术 气藏表征识别“甜点区” 长水平段水平井 分段清水压裂 微地震监测 同井场钻井 有效压裂液水资源管理,微地震监测技术在气藏管理中的应用,最大主应力方位 与裂缝连通的储层体积 裂缝网络的规模等,实时提供,估算波及体积 优化水平井方位 评价分段压裂效果 预测分段压裂产量贡献率 优化射孔及压裂段、避免地质灾害层 指导再完井增产措施,微地震监测技术在气藏管理中的应用,根据微地震事件确定最大主应力方向，新井水平井通常平行或以大角度交于最大主应力，以获得最佳的分段压裂效果,水平井平行于最大水平主应力方向,水平井平行于最小水平主应力方向,优化水平井方位,微地震监测技术在气藏管理中的应用,预测分段压裂产量贡献率,改造的储层体积,（inamdar 等，2010）,（chong 等，2010）,优化射孔及压裂段、避免地质灾害层,微地震监测技术在气藏管理中的应用,地质灾害层,微地震监测技术在气藏管理中的应用,监测再完井增产措施,banett 页岩平行最小水平主应力水平井，初始投产单段压裂及微地震监测结果,投产4.5年后分两段重复压裂,页岩气藏有效开发的四项关键技术 气藏表征识别“甜点区” 长水平段水平井 分段清水压裂 微地震监测 同井场钻井 有效压裂液水资源管理,同井场钻井及有效的压裂液水资源管理,页岩气开发井位分布于不同的私人土地上或恶劣条件下的原始森林,同井场钻井及有效的压裂液水资源管理,同井场多井水平井钻井 同一井场通常钻6-8口水平井 减少总的井场数量 易于连接交通路线、传输管线和生产设施 提高整体经济效益 减少对生物栖息、公众和环境的影响,同井场钻井及有效的压裂液水资源管理,(horn river 页岩气开发概念模型， pflug, 2009),双层水平井开发 上层段页岩厚度320ft 中间60ft碳酸岩盐 下层段：150 ft 28口水平井/井场 地质储量：400 bcf(112108m3)/井场 驱替面积：7 km2 可采储量：150 bcf(42108m3)/井场 单井可采储量：5.4 bcf 采收率：37.5% 水平段长度5400ft 水平井间距：820ft,1mi2=2.6 km2,同井场钻井及有效的压裂液水资源管理,页岩气水平井平均单井钻井和压裂过程需1.2104m3水,压裂液水资源管理 3 “r” 政策：reduce, re-use, recycle