水平井钻井技术在页岩气井的应用.pdf

222 | 2017年6月2017年6月 | 223222 | 2017年6月2017年6月 | 223 水平井钻井技术在页岩气井的应用 戴昆( 中国石油川庆钻探公司页岩气勘探开发项目经理部， 四川 成都 610000) 摘要 ： 在天然气的供需矛盾日益扩大以及相关辅助技术逐渐进步的时期， 页岩气作为一种低品位、 低风度的非常规天然气藏增逐渐走 向大众视线。 勘查得知， 四川长宁威远地区内涵十分丰富的页岩气数量、 但这一地区的地质条件复杂、 埋藏较深， 因此对开发的技术要 求也就更高。 本文主要对水平钻井技术对长宁威远页岩气开发的应用展开探究， 并对其开发中的难点问题、 待改进为题进行总结， 为 页岩气藏中水平钻井技术的应用发展提供稳固的技术支撑。 关键词 ： 水平井钻井技术 ； 四川长宁威远 ； 页岩气井 页岩气井的勘察力度随着水平井钻井技术的发展也逐渐 加大， 并在国内外的页岩气藏水平钻井技术中得到了应用对 光。 通过对四川长宁威远的页岩气示范区进行调查， 发现这 一区域内还没有相关钻井技术方向的总结， 缺乏对当前钻井技 术中应用现状。 存在问题的探究分析。 因此， 在综合的研究实验 工作下， 技术人员应积极对长宁威远示范区内的水平钻井技 术展开分析， 从而对国内其他地区的页岩气藏开发起到应有的 借鉴意义。 1 地质特征与钻井难点分析 第一， 四川长宁- 威远在地质构造中属于纵向上孔隙、 裂 缝发育， 因此这一结构中容易出现钻井口的出口失返、 或是千 层漏水影响了钻井防漏技术的使用。 钻进水平井施工中也可能 发生井漏复杂、 加大了钻井工作周期。 第二， 地表的沉岩性过 差， 容易发生破碎性垮塌或是掉块现象。 在井壁切向应力同水 平井等多种因素的影响下， 水平井、 大斜度井中可能发生井壁 垮塌等现象。 第三， 四川威远长宁地区的地层构造中可钻性 较差、 地层中夹层较多、 所以对钻头的要求较高， 通常使用单只 钻头进尺低， 避免对整体钻井速度产生干扰。 第四， 由于页岩气 藏中的资金回收时间过长， 且产能较少， 需要对生产工艺持续 优化， 因此对于页岩气长水平段的钻井配套装备， 应不断提升 其采收效率， 并减少钻井中的工作成本， 使页岩气的开发工作 更加高效。 2 水平钻井技术在威远页岩气井中技术应用 (1) 井身结构方案 对于威远页岩气井中的地质项目与压 力剖面特征， 可使其逐渐形成三开三完、 二开二完等两种结构 的建设方案， 并在表层套管的水平段、 上部漏层与疏松层使用 油层套管固定， 通过三开三完的结构模式对其中间增加套管， 隔离其中的复杂层、 上部二叠系垮塌。 依照各种复杂的地质结 构特点， 对其中井身结构模式进行总结， 并缩减水平段的裸眼 段长、 减少井眼大小， 使钻井的工作成本得到缩减， 并缓解井 下的复杂情况， 使得页岩气藏的工作效率得到提升， 技术有所 支持。 (2) 井眼工作轨迹规划与控制 通过地震、 压裂、 测井等相 关资料， 构建模拟的分析模型， 推算出威远页岩气地区的地应 力表现， 可对地应力的方向、 大小有初步判断， 进而对水平段的 稳定要求与储层改造工作达到兼顾。 并总结出水平井眼能够跟 随最小主应力偏离三十至四十度的两种模式。 当水平段是在优 质页岩层中发展的， 就可以结合其现场的试验资料， 对井壁失 衡现状进行评价。 并通过分析水压的改造压裂能力， 制定能够 在水平段页岩层中穿行的方案。 进而减少水平段中的作业消耗 费用， 使储层地质中的不稳定能力得到提升。 为使作业成本减 少、 并使页岩气藏水平井的工作方式能够推广使用， 应使用密 集从事的水平井进行定向段扩展与斜点上移。 并使不同水平段 的长度、 间距得到增加， 使得三维的井眼能够得到轨迹控制与 优化， 并减少工程施工中的难度与复杂程度。 (3) 防塌钻井液系统 针对页岩层中的各种结构发育、 储层 延性脆、 容易产生层间剥落以及水敏性较强等特征， 应对其白 油基、 柴油基、 合成基钻井液体系， 并对有机钻井液体系的处理 机与配方采用室内试验展开评价， 进而产生了钻井液的防塌技 能。 这项技术产生的主要目的时能够科学调整钻井液的默读， 具有较强的携砂能力与丰富性， 且低率失量的特征能够在实钻 中构建地下的全部岩石流体中水， 并为钻井的液性优化构建优 良的理论基础。 3 水平钻井技术在应用中的效果评价 页岩气的水平钻井技术是在理论经验与室内试验的基础 上展开的， 通过在威远地区的试验总结， 机械钻速能够比邻井 钻速大大提升， 并实现了常规技术下水平段钻长在一千米以上 页岩气中延伸的目标。 对于页岩气表层中容易出现的井漏状 况， 试验井通常是泥浆盖帽强钻技术、 充气钻井治漏技术等展 开应用， 能够有效提升钻井工作的连续性， 并节约其中的等水 时间消耗。 但是在这一区域的无土相合成基钻井液、 柴油基、 合 成基等展开现场测试， 试验中可以利用化学调整、 物理作用等 防止页岩壁段出现垮塌， 但仍旧在施工中存在一定成本较高、 性能较差、 环保压力大等状况。 使得钻井过程中的井壁垮塌问 题， 加大了下套管固井与钻井的工作难度。 4 结语 四川页岩奇景中水平井快钻技术的应用， 能够快速钻成大 延伸水平井， 从而给页岩气的更多开发奠定技术基础。 在对工 程的作业难度与地址条件综合考虑后， 可以对水平段长进行优 化、 并使页岩气的水平井能够安全、 高效钻进。 使用工厂化的工 作方式对丛式水平井互相配合， 能够进一步提升页岩气藏在经 济方面的开发效益。 参考文献: 1 刘伟, 伍贤柱, 韩烈祥, 等. 水平井钻井技术在四川 长宁- 威远页岩气井的应用J. 钻采工艺,2013,36(1):114- 115. 2 聂靖霜,