页岩气钻井技术
页岩气钻采技术综述
1前言页岩气是从页岩层中开采出来的，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态存在于泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气聚集。
近年来由于天然气供需关系、价格上涨、开采技术进步等因素的影响，页岩气的开采已成为全球资源开发的一个热点。
2开采特点页岩气产自渗透率极低的沉积岩中，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。
一般情况下，页岩气开采具有3个特点：①生产能力低或无自然生产能力。
由于页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率，气流阻力比常规天然气大，难以开采，因此所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来。
目前，在页岩气井中实施2次以上增产措施的尝试已在美国实现了。
②井的寿命和生产周期长。
页岩气在泥页岩地层中主要以游离态和吸附态存在。
游离气渗流速度快，初期产量较高，但产量下降快；相反，吸附气解析、扩散速度慢，产量相对较低，但属于页岩气稳产期，进入该时期后产量递减速度慢，使得生产周期变长，一般页岩气井生产寿命可达30~50年[1]。
③采收率变化较大，并且低于常规天然气采收率。
根据埋藏深度、地层压力、有机质含量和吸附气量等，不同页岩气藏的采收率不同(见图1)[1]。
而且相关数据还表明，页岩气采收率通常低于常规天然气采收率，常规天然气采收率可达60%以上，而页岩气仅为5%～60%。
页岩气钻采技术综述张卫东1，郭敏1，杨延辉2(1.中国石油大学(华东)石油工程学院，山东东营257061；2.中国石油华北油田勘探开发研究院，河北任丘062552)摘要页岩气开采已成为全球资源开发的一个热点。
页岩气储集层通常呈低孔、低渗透率，开采寿命长，生产周期长，采收率变化较大，且低于常规天然气采收率。
不同于常规天然气的开采特点决定了页岩气开发具有其独特的方式。
水平井技术对于扩大页岩气开发具有重大意义，水平井的成本一般是垂直井的1～1.5倍，而产量是垂直井的3倍左右。
水平井技术结合geoVISION 随钻成像服务和RAB 钻头附近地层电阻率仪器等LWD 技术可进行更高效、更合理的开采。
页岩气钻井技术
页岩气钻井技术作者：达瑞来源：《石油知识》 2017年第6期钻井工程无疑是工业中的“大哥大”，它们的进步与否直接影响着石油天然气勘探开发的成果与进展。
随着能源需求的不断增大，常规化石能源的日益消耗及消费结构的转变，导致非常规油气资源的开发利用日益升温，钻井技术也取得了—系列进步与提高。
美国、加拿大等国开发利用页岩气的成功经验在全球引发了“页岩气革命”；2009年国土资源部重庆綦江页岩气资源勘查项目的启动，中石油第一口页岩气井一威201井的开钻，2010年中石化第一口页岩气井一河页l井的开钻，标志着我国正式开始页岩气资源的勘探开发。
2012年3月国土资源部《页岩气“十二五”规划》公布我国页岩气可采资源为25.08×1012m3，展现了页岩气开发利用的良好远景，也预示着我国页岩气的勘探开发已进入机遇或黄金期。
结合国内外页岩气的勘探开发实践，页岩气井钻井工程中需解决的技术难题主要有以下几个方面。
水平井井眼轨迹的优化页岩气勘探开发钻井中，不仅要钻遇更多的裂缝，获得更大的储层泄流面积，显著改善储层流体在井筒周围的渗流状态；利用最小的丛式井井场，使开发井网覆盖区域最大化，以简化地面工程及后期生产管理，为批量化钻井、压裂施工作业奠定基础，以减少地面设施，延伸开采范围，规避地面不利条件的干扰等。
页岩气水平井井眼优化设计的关键是充分利用三维地震及储层应力资料选择井位和井眼方位，规避井漏、断层等工程复杂问题，确保后期压裂裂缝与井眼方向垂直，以提高储层压裂改造效果，提高页岩气的采收率。
测量与导向工具的选择水平井钻井是一项综合工作，需要工具、测量、钻井与油藏等学科有机结合，涉及测量和导向工具的选择、使用与控制问题。
合理选择测量和导向工具用于水平井井眼的精确定位、地层评价，以引导中靶地质目标。
及时根据地层条件的变化，实时调整井眼轨迹，滑动复合交替进行以提高水平井段的机械钻速，避免井下复杂和事故。
地质导向可根据随钻测量和随钻地质评价的测井数据，控制井眼轨迹使钻头始终沿储层钻进。
页岩气钻井技术(中)PPT课件
完钻日期
2000.4.17 2001.5.5 2011.3.23 2011.1.26
完钻 井深m
1423
2030
1433
3145
水平 位移m
1150
1090.8
613.5
509.3
钻井 周期d
28
28
9
14
科学钻探 永无止境
提
纲
一、
页岩气基本情况
二、
页岩气开发情况
三、 页岩气钻井关键技术 四、 页岩气钻井技术难点 五、 页岩气钻井技术措施
8、钻具组合选择局限性大 浅层大位移水平井，由于造斜点浅，上部地层疏松，胶结质量差，同时页 岩易垮塌的特性，上部钻具自身重量轻，加压困难，导致整个钻具组合的 选择更加受限制。如果钻具组合选择不恰当，极易偏磨套管。扭矩、摩阻 过大，也将极易导致发生钻具事故
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点
9、套管居中程度差
由于造斜点浅，从造斜点至至A靶点，井斜将达最大井斜，下套管时，斜井段套 管易与井壁发生大段面积接触。当井斜超过70°时套管重量的90%将作用于井眼 下侧，套管严重偏心，居中度难以达到66.7％以上
10、固井前洗井、驱替效果差，水泥浆胶结质量差
岩屑床中的岩屑也难以清洁干净。 油气层顶界埋深浅，顶替时接触时间短， 不容易顶替干净。 井斜角大、水平位移长，套管在井眼内存 在较大偏心，低边泥浆难以驱动，产生“拐 点绕流”现象 油基钻井液必须进行润湿反转后，水泥浆 才能有够胶结
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点
7、套管受损 套管柱通过水平井弯曲段时随井眼弯曲承受弯曲应力作用。 同时，套管属 于薄壁管或中厚壁管,套管柱随井眼弯曲变形时,即使弯曲应力未超过其材 料的屈服极限,但套管截面已成为椭圆形状而丧失稳定性。由于椭圆的短轴 小于套管公称尺寸,故一些工具无法下入。套管柱弯曲严重时也有可能产生 屈曲变形破坏
页岩气三代钻井技术、压裂技术
页岩气三代钻井技术、压裂技术怎样开采页岩气？页岩气是充填于页岩裂隙、微细孔隙及层面内的自然气。
开采页岩气通常要先打直井到几千米的地下，再沿水平方向钻进数百米到上千米，并采纳大型水力压裂技术，也就是通过向地下注入清水、陶制颗粒、化学物等混合成的压裂液，以数十到上百兆帕的压力，将蕴含自然气的岩层“撬开”，就像在致密的页岩中建设一条条“高速大路”，让深藏于页岩层中的页岩气沿“高速大路”跑到水平井段，最终从直井中采出来。
页岩气井钻井示意图页岩气三代钻井技术●一代技术2023年~2023年，勘探开发初期，水平段1000~1500米，周期80~100天。
主要以常规油气钻井技术工艺+水平井钻井技术+油基钻井液为主。
●二代技术2023年~2023年，一、二期产能建设时期，水平段1500~2200米，周期60~80天。
针对页岩气开发特点，开展页岩气工程技术“一次革命”，攻关完成了“井工厂作业+国产化工具+自主化技术+系列化工艺”，实现提速降本增产。
●三代技术2023年至今，页岩气大进展时期，水平段2000~3000米，周期40~60天，围绕“四提”目标，开展页岩气工程技术“二次革命”，主要技术路线是“个体突破向综合配套转变，单项提速向系统提速进展”，技术要点是两个方向（钻井工艺+钻井工具）、三大核心（激进参数+精益施工+超常工艺）、三大基础（地面装备+井下工具+钻具组合）。
页岩气三代压裂技术●一代技术2023年~2023年，渐渐形成自主化的以“桥塞分段大规模体积压裂+井工厂运行”为核心的页岩气长水平井高效压裂技术系列。
●二代技术2023年~2023年，自主页岩气压裂技术转变为追求改造体积裂缝简单度最大化，攻关形成了“多簇亲密割+簇间暂堵+长段塞加砂”主体压裂工艺等低成本分段工具及工艺为代表的二代压裂技术系列。
●三代技术2023年至今，为满意多层立体开发和不同类型储层要求，乐观开展全电驱压裂装备配套适应性讨论，推广牵引器射孔技术和延时趾端滑套工艺，优化高效可溶桥塞结构，研发井口快速插拔装置、多级选发点火装置、高效连续油管钻塞液体系，持续更新升级压裂装备及其配套工具，全面提升了装备作业水平，实现低成本、规模化、绿色施工。
页岩气开采原理
页岩气开采原理
页岩气开采原理是通过水平钻井和水力压裂技术将水和添加剂注入页岩岩层，使岩层裂缝扩大并释放出内部储存的天然气。
具体步骤如下：
1. 水平钻井：首先，在地表选择合适的位置进行垂直钻井，当钻杆到达目标页岩层时，钻井工程师会改变钻头方向，将钻孔延伸成水平方向。
这样可以增加页岩岩层与钻孔的接触面积，提高天然气的开采效率。
2. 水力压裂：完成水平钻井后，高压水和添加剂（如砂岩颗粒）被泵送到井中，进入页岩岩层。
压力和添加剂的作用下，岩石发生裂缝和断裂，从而使天然气能够逸出。
水力压裂也可以同时增加岩石孔隙的连接性，便于天然气在岩层内流动和采集。
3. 采集天然气：一旦页岩层被水力压裂，天然气开始从岩石毛细孔隙中释放出来，并通过新形成的裂缝流向水平井筒。
然后，运用抽油泵等装置将天然气输送到地面设备进行储存和处理。
4. 环境保护：在整个开采过程中，需要严格控制水和添加剂的使用，以减少对地下水资源的污染。
此外，储存和处理阶段也要采取相应的措施，以确保环境不受污染。
以上就是页岩气开采的基本原理。
通过水平钻井和水力压裂技术，能够充分利用页岩岩层内部的天然气资源，提高天然气开采效率，促进能源产业的发展。
页岩气钻井技术浅析
页岩气钻井技术浅析我国页岩气勘探开发技术处于初级发展阶段，缺乏新技术及丰富经验。
本文介绍了国外页岩气钻完井技术的发展历程，从直井、单多支水平井到目前应用范围较广的丛式水平井钻井即PAD水平井。
通过对国外的页岩气钻完井技术及难点进行分析，从而阐述了国内的页岩气钻井的重点是解决井壁稳定、事故预防、降低成本、仪器研发及钻井液配方选择等问题上。
标签：页岩气;钻完井技术;现状;难点1 页岩气钻井的发展美国的页岩气开发技术处在世界前列，已经进入了快速发展的阶段，其产量在天然气总产量中占据较大比例。
美国自1821年完钻世界上第一口页岩气井以后，页岩气钻井经历了直井、单多支水平井到目前应用范围较广的丛式水平井钻井即PAD水平井。
直井主要运用于了解页岩气特征的试验，并对水平井钻井技术进行优化，从而获得更多的钻井和投产的经验，直井是美国在2002年以前主要的开发页岩气的钻井方式;在2002年Devon能源公司7口Barnett页岩气实验水平井取得成功之后，水平井便成为页岩气开发的主要钻井方式，它主要运用于生产，其优点是储层泄流面积更大，且天然气产量更高;PAD水平井钻井是一种将一个钻井平台作为基点钻多口水平井的技术，可以降低成本并节约时间。
2 页岩气钻井液技术页岩气区别于常规天然气的特征之一是以吸附和自由气的形式存在于页岩之中。
由于页岩的致密性，具有商业开发价值的页岩气藏储层厚度都比较大。
自从页岩气产业化以来，国内外都在储层评价、水平井增产、射孔优化和压裂增产技术上不断创新以寻求最佳的经济效益。
2.1储层评价技术页岩气储层评价的两种主要手段是测井和取心应用测井数据，包括EC （Elemental Capture Spectroscopy）来识别储层特征。
单独的GR 不能很好地识别出粘土，干酪根的特征是具有高GR 值和低Pe 值。
成像测井可以识别出裂缝和断层，并能对页岩进行分层。
声波测井可以识别裂缝方向和最大主应力方向，进而为气井增产提供数据。
页岩气井施工技术总结
页岩气井施工技术页岩气属于非常特殊的天然气类型，它通常被嵌藏在岩石之中，难以开采。
在过去，技术难以突破，需要耗费大量时间和资金才能提取出来。
但是，页岩气却是未来能源的一个非常重要的来源，因此我们需要了解更多关于页岩气的井施工技术来提高开采效率。
一、井底钻探井底钻探技术对于页岩气井的施工非常重要，因为只有在掌握了页岩岩层信息的同时，才能够制定出合理的施工方案。
在井底钻探过程中，需要在钻头周围布置一些传感器来进行测量，以便收集相关数据。
在采集到数据后，需要进行分析和处理，以便更准确地进行井斜、方向和位置控制。
二、地质特征分析在进行井底钻探时，需要将收集到的岩层特征和井口到井底的井眼轨迹分析。
这样可以进一步准确了解到岩层的厚度、硬度、稳定性和孔隙度等参数信息。
这些参数信息是制定后续井施工方案的重要基础。
三、深度呼吸深度呼吸是指在施工过程中采取的为保障施工人员安全而进行的一种技术措施。
当井底深度达到1000米或更深时，井内空气中的氧气含量会减少，其中二氧化碳和甲烷的含量则会增加。
这种深度呼吸技术可以调节井内空气成分，从而保证施工人员的安全。
四、水力压裂水力压裂（Fracking）是进行页岩气开采的一种重要技术。
在施工水力压裂之前，需要对井眼进行钻孔，然后启动一个产生压力的泵。
具体操作需要在钻孔周围注入含有砂和水的液体钻井泥浆，以产生压力,从而形成裂缝以便天然气出现和流动到井眼内。
然后将砂和水混合物继续注入，以保持这些裂缝的开放状态。
五、固井固井是指在进行页岩气井施工时用于保护井身的管道并防止岩石塌方的一种技术。
它涉及到将水泥和其它添加剂注入到井中，以填满井中空间并稳定周围地层。
固井技术不仅可以加强结构，还可以保护井壁和限制压力泄漏。
六、气井开发气井开发是指将页岩气井从钻探状态转化为生产状态的过程。
它需要采取一系列的技术措施，以便将气体从岩石中提取出来。
根据页岩气井不同的特征，气井开发的具体技术会有所不同。
川庆页岩气钻井技术
面积：543.35km2,资源：2576亿
威远区块龙马溪组资源量7290亿立方。
二 、四川油气田页岩气气藏概况
类比美国页岩气，长宁-威远区块页岩储层具有良好的开发前景
资料说明2021年Haynesville页岩气产量已到达518亿方，已经成为第一大页岩气产量盆地。 Haynesville与长宁-威远区块页岩储层指标相近。
2、页岩气开发的特点
“制造业〞的开发模式： 与常规油气开发相比、页岩气投资、生产规模大，利润低，是制造业的运行模式；技术、管理的高效是规模效益开发的关键。
一 、前 言
3、国外页岩气钻井关键技术
降低井场占用面积，快速钻进、工厂化作业，降低综合本钱。
国外形成了“丛式水平井工厂化钻井、页岩气防塌钻井液、高效地质导向、页岩气井长水平段固井、清洁化生产〞五大关键钻井技术
位于盆地南部，面积3800km2 主要目的层：S1l 与壳牌公司合作
富顺-永川区块
二 、四川油气田页岩气气藏概况
长宁区块龙马溪组资源量6699亿立方。
埋深<4000米，去合作区剩余面积2430Km2，资源7290亿
面积：215.71km2,资源：1041亿
面积：383.11km2,资源：1832亿
确保井壁稳定，利于回收利用，降低本钱，不污染环境
一 、前 言
〔3〕高效低本钱的地质导向技术：
采用MWD+伽马到达提高优质储层钻遇率和降低本钱的作用。
一 、前 言
〔4〕页岩气井长水平段固井：
开发出顶驱下套管、划眼引鞋、高效油基泥浆冲洗液、泡沫水泥浆、塑性水泥浆等技术，确保套管顺利下入、固井质量、和压裂改造效果。
纯钻时效%
页岩气开采的关键技术
页岩气开采的关键技术常治辉自从美国1821年完钻世界上第一口页岩气井以来，页岩气钻井先后经历了直井、单支水平井、多分支水平井、丛式井、丛式水平井的发展历程。
２００２年以前，直井是美国开发页岩气的主要钻井方式.随着２００２年Devon能源公司７口Barnett页岩气实验水平井取得巨大成功，水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式。
丛式水平井可降低成本、节约时间、在页岩气开发中的应用正逐步增多。
实际上，海上钻井平台就采用丛式水平井，中国长庆油田的低渗透油气藏，采用丛式水平井后，开采成本大幅度降低，环保效应迅速提高。
国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有：1）旋转导向技术。
用于地层引导和地层评价，确保目标区内钻井；2）随钻测井技术和随钻测量技术。
用于水平井精确定位、地层评价，引导中靶地质目标；3）控压或欠平衡钻井技术。
用于防漏，提高钻速和储层保护，采用空气作循环介质在页岩中钻进；4）泡沫固井技术。
用于解决低压易漏长封固水平段固井质量不佳的难题；5）有机和无机盐复合防膨技术，确保了井壁的稳定性。
二、固井技术页岩气固井水泥浆主要有泡沫水泥、酸溶性水泥、泡沫酸溶性水泥以及火山灰＋Ｈ级水泥等４种类型。
其中火山灰＋Ｈ级水泥成本最低，泡沫酸溶性水泥和泡沫水泥成本相当高于其他两种水泥，是火山灰＋Ｈ级水泥成本的１．４５倍。
固井水泥浆配方和工艺措施处理不当，会对页岩气储层造成污染增加压裂难度，直接影响后期采气效果。
三、完井技术国外一些公司认为，页岩气井的钻井并不困难，主要难在完井。
由于页岩气大部分以吸附态（液滴、气水混合物）赋存于页岩中，而其储层渗透率低，既要通过完井技术提高其渗透率，又要避免其地层损害。
这是施工的关键，直接关系到页岩气的采收率。
页岩气井的完井方式主要包括套管固井后射孔完井尾管固井后射孔完井裸眼射孔完井组合式桥塞完井机械式组合完井等完井方式的选择关系到工程复杂程度成本及后期压裂作业的效果适合的完井方式能有效简化工程复杂程度降低成本为后期压裂完井创造有利条件三、储层改造技术页岩气储层改造技术包括水力压裂和酸化，可以通过常规油管或连续油管进行施工。
涪陵页岩气田钻井关键技术
涪陵页岩气田钻井关键技术一、绪论A. 研究背景B. 研究目的与意义C. 研究现状二、钻井前期技术A. 勘探工作B. 钻井设计C. 钻井液技术三、钻井中期技术A. 钻井人员与设备管理B. 钻具技术C. 钻井作业管理四、钻井后期技术A. 测井技术B. 钻井液回收利用技术C. 空气钻井技术五、钻井安全技术A. 风险评估B. 应急预案C. 安全监控六、结论与展望A. 结论B. 展望未来研究方向第一章绪论A. 研究背景页岩气作为一种新兴的能源形式，被视为一种对传统燃料发电厂和其它污染或天然资源密集型的能源形式的良好补充。
涪陵页岩气田是中国西南地区最大的页岩气田之一，它的开发利用，将对中国能源结构的调整，推动我国能源供应结构优化和经济可持续发展产生重要影响。
B. 研究目的与意义涪陵页岩气田是一个拥有巨大资源潜力的矿产资源田，然而，钻井技术是开发页岩气田的关键环节。
因此，本论文的主要目的是探讨涪陵页岩气田钻井关键技术。
本论文将从勘探、钻井设计、钻井液技术、钻井人员与设备管理、钻具技术、测井技术、钻井液回收利用技术、空气钻井技术、风险评估、应急预案、安全监控等方面进行综合研究，并探讨其操作方法和现实意义。
此外，本文还将提出进一步改进开发涪陵页岩气田的建议。
C. 研究现状涪陵页岩气田的开发工作已经进入到了井网加密和高效破产压裂阶段。
国内外对于页岩气田的钻井技术已经进行了一系列的研究，涉及到了勘探、钻井设计、钻井液技术、钻井人员与设备管理、钻具技术、测井技术、钻井液回收利用技术、空气钻井技术、风险评估、应急预案、安全监控等方面。
然而，对于涪陵页岩气田钻井关键技术的综合研究还比较薄弱，因此，本文将对此进行深入探究和研究。
第二章钻井前期技术A. 勘探工作勘探工作是后续工作的基础，对于开发涪陵页岩气田的钻井关键技术至关重要。
勘探包括地质、地球物理和地球化学勘探。
其中，地质勘探涉及了地层分析、沉积学和构造地质学。
地球物理勘探包括地震勘探、重磁电场勘探和电磁勘探。
页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术介绍
页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术介绍伴随页岩气在国内市场逐渐兴起，这个产业的投资逻辑也在逐渐发生变化。
据中石化江汉油田一位专家介绍，中国已经初步掌握从地震技术测算页岩气储层到钻井到完井到勘探开采的全部技术。
一、钻井关键技术及钻井成本钻井的核心技术主要有两个：一是在长水平段使用的地质导向，即LWD，俗称“随钻录井”(Logging While Drilling )；另一个是钻井液，俗称“泥浆”。
**LWD**目前中国已经初步掌握LWD，胜利油田已可以生产相关低端产品，价栺在300万元左右，国外LWD低端产品也只有几百万元，但高端产品近5000万元。
目前，在中国将要开钻的区块内，胜利油田生产的LWD可以胜仸，三大油从国外购买的LWD，大约也是300-400万元的产品。
**钻井液**三大油已经建成或在建的页岩气井使用的钻井液多是哈里伯顿和贝克休斯生产。
此前，钻井液的主要技术只有哈里伯顿、贝克休斯和斯伦贝谢拥有，这些企业一般只卖配方。
一张配方价栺约600-800万元。
由于地质条件不同，一张配方只能供应一口井，但是现在随着试验井的频繁试验，中石化已经初步掌握相关配方的技术，同时由于同一地区地质条件有相似处，所以钻井液未来在规模化生产后可以反复利用，那么钻井液的成本将大幅下降。
关键技术掌握后主要是成本是否经济。
目前勘探开采主体，主要是将钻井工程交给钻井队，钻井所需的设备、人员、技术都由钻井队购买配置，如LWD、钻井液、钻头、钻井等。
钻井队目前的成本核算方法有两种：一是如果钻井队没有工作，人员加设备每天的费用为2.5万元；另一个是如果钻井队工作，成本为每米1000-2000元左右。
目前，一个水平井长度约3000米(垂直段+水平段+弯曲段)，那么钻井成本为450万元左右。
根据测算，未来打生产井按主流3500-6000米的垂直深度、1000米的弯曲长度、1500米的水平长度，按最快每天钻1000米，60天一个水平井的周期，那么一个钻井队工作9天，休息51天，钻井的最大成本为1827.5万元(1700万元+127.5万元).二、测录井关键技术及测录井成本**录井**录井就是随着钻头测试地层的岩石性质，有没有油气，该技术国内已经比较成熟，成本为每月16-20万元左右。
页岩气开采技术研究
页岩气开采技术研究一、页岩气概述页岩气，是指存在于页岩岩层中，通过水平钻井及压裂等技术获得的天然气资源。
随着天然气需求的增加和传统天然气储量的逐渐枯竭，页岩气逐渐成为全球能源领域的新热点。
二、页岩气开采技术1.水平井钻探技术水平井钻探技术是页岩气开采的关键技术之一。
它的原理是将垂直钻探井逐渐转向为水平或近水平方向，穿过页岩岩层，实现页岩气的开采。
水平井钻探技术主要分为两种：一种是常规水平井钻探技术，另一种是超长水平井钻探技术。
常规水平井的长度一般为300~500米，而超长水平井的长度则可以达到1500米以上。
超长水平井技术可以最大限度地提高单井生产能力，降低单井成本，能够有效提高页岩气的开采效率。
2.压裂技术压裂技术是页岩气开采的另一项重要技术。
它通过注入高压液体进入井口，使页岩岩层内部的岩石裂缝扩张，从而释放出嵌藏在其中的天然气。
目前，常用的压裂技术有液态压裂技术和油酸压裂技术。
液态压裂技术是使用高压水液作为压裂介质，能够更加深入地刺激岩石裂缝；而油酸压裂技术则是使用油酸作为压裂介质，能够更好地与页岩岩层内的油气相容，从而提高压裂效果。
3.人工虚高势能储层技术人工虚高势能储层技术是近年来刚刚兴起的一项新技术。
它的原理是将水射进垂直井口，形成向上喷涌的水柱，从而产生虚高势能，压力垂直传递到页岩岩层，使其裂缝扩张，释放出天然气。
这种储层技术具有无需压裂、安全环保、成本低等优势，能够在一定程度上解决传统压裂技术对环境的影响，适用于页岩气开采中深部高渗透率储层的开采。
4.非常规页岩气采集技术非常规页岩气采集技术是一种新型的天然气采集技术。
它的原理是利用天然气的渗透性，利用渗透引力或静电吸附等方式集中气体，再通过分离提纯的方式得到天然气。
这种非常规技术有很大的创新性，便于在资源丰富而之后探明的油气区进行页岩气采集和二次回采。
此外，采用此技术还能够大幅度减少煤炭矿山火灾事故的发生，提高安全性和效率。
三、结语随着页岩气开采技术的不断发展，页岩气正逐渐成为全球能源领域的新希望。
页岩气开采技术
2010，宣页1、河页1井——找到页岩，见气显示；
2011，黄页1、湘页1井——找到页岩，获低产气流；
2012.7, 彭页HF-1井——找到优质页岩，产工业气流；
2012.12,焦页1HF井——找到优质页岩，获高产气流。
2012年，勘探分公司针对焦石坝区块志留系龙马溪组部署
钻探了焦页1HF井，11月28日放喷测试获20.3万方/天的工业气
射孔弹——聚能射孔弹是根据聚 能效应原理设计的。聚能射孔弹是射 孔器的主体部件，由传爆药、主炸 药、药型罩和壳体四部分构成，当射 孔弹被引爆后，装药爆轰，压垮药型 罩，形成高温高压高速聚能射流，射 流冲击目的物，在目的物内形成孔 道，达到射孔目的。装药量、药型罩 配方及药型罩几何形状尺寸决定了聚 能射孔弹的穿透深度。
课程目录
第一章 页岩气开采概述 第二章 页岩气钻井技术 第三章 页岩气完井与射孔作业 第四章 页岩气分段压裂技术 第五章 页岩气连续油管技术 第六章 页岩气试气工艺 第七章 页岩气井的生产管理技术
第二章 页岩气钻井技术
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国外页岩气钻井分析
2002年Devon能源公司在沃斯堡盆地进行了7口页岩气试验水 平井的试采，取得了巨大成功。水平井最终评价的开采储量是直 井的3倍以上，成本只相当于直井的1.5倍，初始产量与最终总产 量也有很大关系，由此，业界开始大力推广水平钻井 。
二、页岩气特点
3.较常规天然气相比，具有单井产量低、开采寿命长、生产 周期长、产量稳定的特点。
4.分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中，连 续性分布。
抛光前
抛光后
三、页岩气赋存页岩类别
——页岩气主要赋存在黑色富有机质泥页岩中
四、页岩气与常规油气的关联性
页岩气水平井钻井技术
页岩气水平井钻井技术摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。
针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。
关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。
政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。
与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。
当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。
页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。
页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。
页岩气开采原理
页岩气开采原理
页岩气是一种非常重要的天然气资源，它存在于页岩岩石中，
开采页岩气的原理是通过水力压裂和水平钻井技术来释放岩石中的
天然气。
在进行页岩气开采时，需要了解一些基本的原理和技术，
下面将详细介绍页岩气开采的原理。
首先，页岩气开采的原理是利用水力压裂技术。
水力压裂是指
在井下注入高压水和一定比例的添加剂，通过高压水的作用使岩石
发生裂变，从而释放出岩石中的天然气。
这项技术可以有效地提高
页岩气的开采效率，使得原本无法开采的天然气资源得以充分利用。
其次，页岩气开采还需要运用水平钻井技术。
水平钻井是指在
垂直深井的基础上，通过一定的技术手段将钻井方向转为水平方向，使得钻井能够在页岩层内进行水力压裂作业。
这项技术的应用可以
使得页岩气的开采更加高效，同时减少地表对环境的影响。
此外，页岩气开采还需要考虑地层条件和岩石性质。
不同的地
层条件和岩石性质会对页岩气的开采产生影响，因此需要进行详细
的地质勘探和岩石分析，以便确定最佳的开采方案和工艺流程。
最后，页岩气开采的原理还包括对天然气的收集和处理。
在水力压裂和水平钻井技术的作用下，释放出的天然气需要通过管道输送至地面设施进行收集和处理，以便最终投入市场使用。
综上所述，页岩气开采的原理主要包括水力压裂技术、水平钻井技术、地层条件和岩石性质的分析，以及天然气的收集和处理。
这些原理和技术的应用可以有效地提高页岩气的开采效率，为人们提供更多的清洁能源资源。
随着技术的不断进步和完善，相信页岩气开采将会在未来发挥更加重要的作用。
页岩气钻完井技术 精品
一、页岩气钻完井技术
页岩气井完井方式：
水力喷射射孔完井
适用于直井或水平套管井。该工艺利用柏奴
利（Bernouli）原理，从工具喷嘴喷射出的高速
流体可射穿套管和岩石，达到射孔的目的。通过
拖过管柱可进行多层作业，免去下封隔器或桥
塞，缩短完井时间。
一、页岩气钻完井技术
页岩气井完井方式：
机械式组合完井
采用特殊的滑套机构和膨胀封隔器，适用于水 平裸眼井段限流压裂，一趟管柱即可完成固井和分
四、页岩气开发特征
3、气藏采收率变化较大 据美国主要页岩气产气
盆地统计，采收率变化
范围为5％～60％： 较高者采收率可达60％； 较低者采收率早期为7 ％～8％，通过水平井和 压裂，目前的采收率达 到16％，预计最终可达 25％左右。 地层压力、有机质丰度和含气量是决定因素
（闫存章）
页岩气井完井方式：
组合式桥塞完井 水力喷射射孔完井 机械式组合完井
一、页岩气钻完井技术
页岩气井钻井方式:
直井 水平井
一、页岩气钻完井技术
页岩气井钻井方式—直井
直井主要目的是用于试验，了解页岩气藏
特性，获得钻井、压裂和投产经验。
一、页岩气钻完井技术
页岩气井钻井方式—直井
设备和系统条件
三、页岩气储层及流体特征
3、商业开发的储层参数界限
在页岩中进行商业开采主要取决于天然气含量、天然储量和岩石的
供油能力。
四、页岩气开发特征
1、自然产能低或无自然产能 据美东部早期页岩气井完井数据统计，40％页岩气井初期裸眼 测试无天然气流，55％页岩气井初始无阻流量没有工业价值。 所有页岩气井都要实施储层压裂改造。直井压裂改造后产能平 均为0.8063 ×104 m3／d，水平井压裂改造后产能最高可超过 10×104 m3／d。
页岩气钻井工程中的钻井液技术
页岩气钻井工程中的钻井液技术页岩气是当前我国绿色可持续发展战略支撑下的，一项绿色能源热点开发工程。
我国贵州省遵义市正安县有着储量丰富的页岩气资源，是我国绿色能源开发的重要地点之一。
本文就围绕这一地区的页岩气钻井开发工程中的钻井液技术，展开了相关探讨和分析。
标签：页岩气;钻井工程;钻井液;技术分析引言钻井液技术是当前国际上开采页岩气的关键点，是保证页岩气开采过程中提高钻井效率和保障紧闭安全的重中之重。
随着我国绿色可持续发展战略对绿色能源开发的力度加大，钻井液技术在页岩气的开采中受到了越来越多的关注。
本文就贵州省遵义市正安在页岩气的开采过程中的钻井液技术进行了分析和探讨。
一、针对遵义正安页岩气钻井的简介随着我国新时期绿色可持续发展战略在社会发展中的不断实施，在极大程度上改变了我国工业发展和社会发展对能源类型的针对性，随着天然气等绿色能源在社会发展中的应用力度不断扩大，我国也加大了对该类能源的探索和开发程度。
而在这其中页岩气就是以多种形态汇聚并存在的一类天然气，为响应我国绿色可持续发展战略和促进经济发展的需求，存在广大面积页岩气的遵义正安县，对页岩气的钻井开发技术和储层压裂改造技术，以及水平井等多方面进行了重点开发和研究，而通过广泛的页岩气开发实践证明，水平井是当前形势下开发的主要方式。
但依托于当前科技的页岩气开发技术在实际操作中，仍有着一系列亟需解决的问题存在，其中地层污染、摩阻以及卡钻和井壁坍塌是其中的重点问题。
针对这些问题在施工过程中，工作人员可以利用欠平衡气体钻井技术和钻井液技术，来防止页岩水化和促进页岩气开发工程顺利进行。
其中钻井液技术在实际应用中对页岩气气钻井的实际效率和储层保护有着极大的影响[1]。
二、在页岩气开发过程中利用钻井液技术时应解决的相关问题（一）利用相关技术对岩屑进行清理在实际的页岩气开发过程中对水平井井眼进行清理是一项非常重要的工作，但是因为水平井井眼清理难度大，受岩屑重力影响和水平段页岩坍塌以及经验空间较小和泵压较高等众多因素的影响，导致这一工作环节在实际实施过程中增加了许多难度。
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二、页岩气开发情况
2、加拿大页岩气勘探开发情况
加拿大是第二个开发页岩气勘探、研究和开发的国家。据估算加拿大西部沉 积盆地页岩气原资源量约24.4×1012m3。加拿大不列颠哥伦比亚东北部页 岩气资源量超过28.3×1012m3，保守估计也有7.1×1012m3，占该地区未发 现天然气资源(包括常规和非常规)的34%。目前加拿大商业开采还处于起步 阶段，1998 年底开始页岩气商业开采，2008年的日产量超过2.3× ×106 m3；而欧洲才刚刚起步。
二、页岩气开发情况 2011年4月18日，勘探南方分公司第一口页岩气水平井——涪页HF1 井通过集团公司专家审查。该井构造位于川东弧形高陡褶皱带拔山寺向斜， 以页岩气勘探有利层系下侏罗统自流井组大安寨段页岩层为目的层，设计 完钻井深3692米，水平段长度1200米左右，钻井的目的是评价该地区页 岩气产能，准确获取页岩气评价指标参数，力争涪陵地区页岩气勘探突破， 为页岩气开发奠定基础。 勘探南方从2010年开始着手页岩气的勘探研究，通过与Weather Ford和国内高校共同研究后认为，涪陵地区页岩气分布广，厚度大，总资 源量达到1.028亿方，有着良好的勘探开发前景。
2011年 2010
2009
2007
二、页岩气开发情况 页岩气钻井近况
2009年12月18日中石油第一口页岩气井威201井开钻， 2010年4月 18日完钻。此井是四川盆地威远构造上的一口评价直井，设计井深2851 米钻探此井的目的是为了获取黑色页岩的地化、岩矿、物性、岩石力学等 资料，了解志留系龙马溪组和寒武系九老洞组含油气性资源
一、
页岩气基本情况
二、
页岩气开发情况
内 容
五、
三、
四、
页岩气钻井关键技术
页岩气钻井技术难点页岩气钻井技术措施来自 二、页岩气开发情况 1、国外
单位：亿m3 900 500
2009 2007年 2004年 1999年 70年代
200
107.5
19.6
二、页岩气开发情况
二、页岩气开发情况
页岩气挽救了美国乙烯产业
新世纪初，石油20$/桶，后来当时 电力不足的美国新电厂大半使用天 然气，致使天然气的价格一度涨到 10美元/百万英热单位。由于后来 的经济衰退以及原料上涨的问题， 导致美国的乙烯产品失去了竞争优 势，石化工业随之陷入困境。随着 页岩气的开发，2006年左右天然气 产量大幅度增加，并且价格稳定， 与原油价格联动淡化。尽管2008年 经济危机程度超过前次，相反价格 大幅度低于原油的页岩气成为美国 石化工业复苏的“援军”。2010年 石油平均价格在80$/桶，但由于页 岩气供应的大幅度增加，天然气的 价格仅约4美元/百万英热单位，于 是美国乙烯产业的竞争力复活
赋存状态
吸附气20% ～85%
生成、运移、聚集 气藏特征
渗透率
1、页岩气
自生、自储、自保
无明显的盖层和圈闭 低孔、低渗
一、页岩气基本情况
分布范围广
厚度大
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 2%～3%，产量稳定 预测页岩气田开采寿命可 达50～80年
资源潜力
开采特点
456×1012m3
排气降压解析开采
37×1012m3
排水降压解析开采
44×1012m3
自然压力开采
一、页岩气基本情况
3、页岩气运移特征
流动机理
微小的基质孔隙中的气体向大孔隙和裂缝作扩散运动，达西定律; 基质孔隙表面的吸附气一定压力下发生解吸。
从基质表面解吸
通过基岩和微孔隙扩散
页岩气钻井技术
勘查关键技术
一、 二、
页岩气基本情况
页岩气开发情况
内 容
五、
三、 四、
页岩气钻井关键技术
页岩气钻井技术难点
页岩气钻井技术措施
一、页岩气基本情况 1、页岩气 黑色页岩 碳质页岩 页岩 主要类型 油页岩
主要产气页岩
硅质页岩 铁质页岩
粘土 页岩 成份
主要成份
泥质
砂岩
一、页岩气基本情况
在天然裂缝中的达 西渗流
一、页岩气基本情况 4、世界页岩气分布情况
总量：456 单位： 1012m3 （千亿）
一、页岩气基本情况
5、中国页岩气分布情况
我国探明储量约30千亿立方米，超过常规天然气4.1千亿立方 米
一、页岩气基本情况 6、页岩气开采方式
页岩气层低孔、低渗，多数含气页岩都需要实施水力压裂
二、页岩气开发情况 3、中国
建111，建页HF-1井、涪页1等大量页岩气井陆续生产 、开钻和通过井位论证
2010年4月16日至17日，国土资源部油 气战略研究中心在重庆市组织召开全国页 岩气资源战略调查和勘探开发学术研讨会 ， 2009年8月，国土资源部在重庆 市綦江县启动了中国首个页岩气 资源勘查项目 2004年开始前期基础性研究 工作，2007年10月中国石油 与美国新田石油公司签署了《 威远地区页岩气联合研究》
普遍含气
一、页岩气基本情况 2、页岩气、煤层气、天然气对比 页岩气
成因类型 主要成分 成藏特点 分布特点 储集方式 储层特征 埋藏深度
有机质热演化成因，生物成因 甲烷为主，少量的乙烷丙烷等 自生、自储、自保 受页岩分布控制，有广布性 吸附气和游离气并存，吸附气占 20%～85%
煤层气
有机质热演化成因，生物成因 甲烷为主 自生、自储、自保 受煤层分布控制，有广布性 吸附气为主，占85%以上
天然气
有机质热演化成因，生物成因，原油裂解 成因 甲烷为主，乙烷、丙烷等含量变化较大 生、储、盖合理组合 受生、储、盖组合控制 受生、储、盖组合控制
低渗：φ 为8%—20%，k为0.1—50md; 低孔、低渗特征，φ 为4%-6%， 双重孔隙（基质和割理系统），φ 为1%— 中渗:φ 为20%—25%，k为50—300md; k<0.001md 5%，k为0.5—5.0md 高渗：φ >25%，k>300md 较浅，最浅8.2米 一般大于300米 一般大于500米
二、页岩气开发情况
由国土资源部油气资源战略研究中心 组织施工的第一口井深超千米战略调查井 －岑页1井，于2011年4月13日在贵州省 黔东南州开钻，设计垂深1500m。钻探 目的是为开展页岩气资源潜力评价和有利 区优选提供依据。
二、页岩气开发情况
中石化第一口页岩气水平井通过 论证，并于2011年6月3日开钻。 在建111井侏罗系自流井组东 岳庙页岩段钻探获工业气流之后， 为了加快鄂西渝东建南地区页岩气 勘探步伐，获取页岩气评价参数， 整体评价该区勘探潜力提供地质依 据，通过科研人员精心准备，部署 建页HF-1井，目的是进一步落实单 井产气能力，探索页岩气钻井工程 及储层改造工艺技术。