页岩气完井工艺方式的选择
页岩气开发水平井技术
水平钻井:页岩气开发的“杀手锏”
今天,水平井已经成为美国页岩气开发最主要的方式,也是页岩生 产井最有利的完井方式。水平井单井产量大,生产周期长,特别是对 于页岩这样的产层薄,孔隙度小、渗透率低的储层开发,显示出直井 无法比拟的效果。页岩气从水平井中获得的估计最终采收率大约是直 井的3倍。 水平钻井技术是页岩气开发的核心技术之一,广泛应用于页岩气开 发钻井。水平井页岩气单井产量高,生产时间长,是页岩气开发最合 理的方式,水平井井位应该尽量选择在天然裂缝系统发育、有机质富 集、泊松比低和杨氏模量高的地方。 水平井钻井主要有低压欠平衡空气钻井、控制压力钻井和旋转导 向钻井等技术,低压欠平衡空气钻井技术应用较成熟,控制压力钻井 技术能够很好的克服井壁坍塌问题,旋转导向钻井技术是页岩气水平 钻井技术发展的方向。水平钻井结合合理的增产措施是提高页岩气产 量的必要手段。
杨氏模量是描 述固体材料抵 抗形变能力的 物理量。
页岩气水平井钻井井位的选择
天然裂缝系统发育程度是影响页岩气开采效益的直接因素,因此页岩气水平井井位应选择在裂 缝发育程度高的页岩地区及层位,特别是垂直裂缝发育的地方,除此之外,还应尽量选择在有机质 富集、黏土含量中等,脆性成分含量高,泊松比低和杨氏模量高的地方。在作业过程中,一般选择 与主要裂缝网络系统大致平行的方位钻井,这样能够产生较多的横向诱导裂缝,使天然或诱导裂缝 网络彼此连通,沿垂直最大水平应力方向钻井可以增加井筒与裂缝相交的可能性,增大气体渗流面 积,从而提高页岩气的采收率。通常情况下,页岩气井的水平段越长,初始开采速度和最终采收率 就会越高,美国Barnett页岩水平井水平段长为457.20~1371.60m,据资料统计,页岩气井最有效的 造斜及水平段总长度一般为914~1219m。 在页岩地层的钻井中,作业者面临着井塌、扭矩和阻力方面的问题,难度比普通钻井更大,特 别是完井方案的设计,这是在井身设计阶段就必须考虑好的问题,它对井眼的稳定性及能否获得持 续产量至关重要。 页岩水平井完井方式有裸眼完井、滑动套管完井、连续油管完井、井下钻具组合完井等。裸眼 完井的后期压裂作业难度大,对水力压裂技术的要求较高,往往需要与先进的现代水力压裂技术结 合使用,如使用滑动套管压裂,适用于黏土含量小的井。套管完井井筒稳定,在储层改造时能够选 择性地射孔,从而进行优化增产作业,套管完井后,可以采用连续油管压裂对页岩储层进行改造。 页岩气井的水平井段多采用套管完井。不同完井方式对钻井工艺要求不同,因此在钻井设计时应注 意考虑完井方式这一因素。在页岩气井固井和分段隔离作业时,作业者一般使用酸溶性水泥(ASC) 作为常规水泥的替代品。酸溶性水泥物理性能和常规水泥十分相似,但不会抑制裂缝的产生,它在 酸基压裂液里溶解度很高(>90%),容易清除。
页岩气水平井钻完井和水力压裂技术
( Y a n g t z e U n i v e r s i t y M n 如 £ r y o f E d u c a t i o n O i l a n d G a s R e s o u r c e s E x p l o r a t i o n a d n T e c h n o l o g y L a b o r a t o r y
t e c h n i q u e s , b u t a l s o t h e i r a d v a n t a g e s , d i s a d v a n t a g e s , a p p l i c a t i o n c o n d i t i o n s a n d c a s e h i s t o ie r s . I t a l s o a n a l y z e s t h e
摘要 : 页岩 气藏作为 一种清 洁、 高效 的非常规 资源 , 受到全世 界 的关 注。 而水平 井钻 完井技 术和水 力压裂 技术更 是 页岩气开发 技术 的关键 。文章 综述 了几种 页岩气水平 井 的完井方法 , 包括 欠平衡钻 井技 术、 旋 转导 向钻 井技术 和控 制压力钻 井技术 , 介绍 了其各 自的优 缺点 、 适用 条件和 国 内外 的应 用实例。分 析 了现今 页岩气水力压 裂 的几 种 主要压 裂 技术 , 如重 复压 裂 、 多级压 裂 、 清水压 裂 和 同步压 裂 等几种 压裂 技 术 的特 点和 适 用性 。并在 此基 础 上, 提 出加 强在 页岩地 质理论 、 精确 导 向与储 层改造 、 含 气特 点 与模 拟等开发瓶 颈方面 的探 索与研 究等建议。
s e v e r a l ma j o r h y d r a u l i c f r a c ur t i n g t e c h n i q u e s( r e - f r a c ur t i n g ,mu l t i p l e s t a g e f r a c t u i r n g , r i v e r f r a c t r e a t me n t a n d s y n c h r o n o u s f r a c t u r i n g )f or s h a l e g a s d e v e l o p me t n a n d t h e i r c h a r a c t e r i s t i c s a n d a p p l i c a b i l i t y , S o me p r o p o s a l s a r e
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。
区块页岩气水平井钻井完井技术
区块页岩气水平井钻井完井技术摘要:相对于发达国家,我国区块页岩气勘察起步较晚,仍然处于起步阶段,勘察技术有待提高。
而一些发达国家已经积累了丰富的经验,特别在页岩气水平井钻井完井技术上,起步较早、技术水平趋于成熟。
就此,文章就区块页岩气水平钻井完井技术展开分析关键词:区块页岩气水平井;钻井完井;技术分析笔者以涪陵焦石坝区块为例,该地区地理环境复杂、各向差异显著容易出现井下安全事故且钻井时间长。
经过对该区块页岩气钻井完井技术难点展开适应性评估,制定可行性方案从而为涪陵焦石坝区块页岩气开发创造条件。
一、页岩气水平井钻井特点分析水平井和页岩之间的储层和中裂缝相交,基于现有条件下扩大接触面积,完善页岩气流动状态。
由于水平井井眼在最小的主应力位置,可以使井眼基于压裂条件下与井筒相交从而压裂增产。
水平井比直井要求较低,地下延伸性较大,防止受到地面因素影响。
基于费用投资上分析,水平井经济造价多,但是采量较多有助于经济收入的提升。
因为页岩气在钻完井上呈现复杂性、系统性特点,特别在低空隙度和低渗透上。
所以,钻井开采过程中应注意储存保护。
泥页岩呈现碎花膨胀特点,目前当务之急是提高钻井工艺。
此外,由于经济投入较多需要注意垂直井段深度控制。
钻井时避免坍塌问题,采取科学的控制方案。
这样做的原因的是:不同区域的页岩气地质和储量不同,在页岩气水平开采过程中应立足于现实状况、学习发达国家成功经验从而研发适应国内的水平井开采技术。
二、页岩水平井钻井液研究泥页岩自身有着吸水膨胀性特点,所以容易发生井壁失稳,这也是导致安全事故的主要原因。
由于页岩地层层理和页岩裂缝发育,岩心外层存在细小缝隙,钻井液流入垮塌页岩层内并通过体表水化反应在泥页岩地层内产生膨胀,引发坍塌与井壁失稳。
所以,在选择页岩气水平钻井液过程中应做好密封工作。
伴随着开采页岩气的快速发展,有关技术并未得到了研发使得实际开采成功率较低。
国内关于开采页岩气研究上缺少充足的资料依据与经验积累,极容易出现钻井液密度较大,尤其是钻井开采过程中井壁失稳严重。
页岩气完井方式综述
页岩气完井方式综述页岩气井的投产能否成功,完井工艺是关键。
因为页岩气油藏的孔隙度和渗透率极低,必须采用特殊的完井工艺技术才能完成投产。
经调研统计,页岩气井普遍采用的完井方式可分为以下几类类:桥塞+射孔联作完井、滑套封隔器完井、套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井和裸眼射孔完井。
标签:页岩气;完井;固井页岩地层裂缝发育,长水平段(1200m左右)钻井中易发生井漏、井垮等问题,造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具等工程事故。
页岩气水平井钻井中,水平段较长,磨阻、携岩及地层污染问题非常突出,钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护。
页岩气单井产能低,勘探开发成本高,需要优化钻井工艺及研发低成本钻井,配套装备,提高采收率,降低钻井工程成本。
1 页岩气井完井方式1.1 组合式桥塞完井(桥塞+射孔联作完井)组合式桥塞完井是页岩气水平井最广泛使用的完井方式,其原理是在套管中用组合式桥塞分隔各段,分别进行射孔或压裂,这是页岩气水平井最常用的完井方法,其工艺流程是下套管、固井、射孔、分离井筒,但由于需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞,因此也是最耗时的一种方法。
1.2 机械式组合完井(滑套封隔器完井)国外近年发展起来的一种新型完井技术,其工作原理是利用膨胀封隔器和滑套系统组成一趟管柱进行固井和分段压裂。
操作流程为:完井管串下入水平段、坐封悬挂器、注酸溶性水泥浆固井、泵入压裂液、井口投球控制滑套系统、水平段最末端第一级压裂、依次第二、三级等逐级压裂、防喷洗井、投产。
该工艺主要适用于长水平段页岩气井的逐级压裂,其中哈里伯顿公司的DeltaStim 完井技术为市场主导。
1.3 水力喷射射孔完井(套管固井后射孔完井)是根据伯努利能量转换原理,使流体通过喷射工具,油管中的高压流体能量被转化为动能,产生高速流体冲击岩石形成射孔通道,实际应用中通常使用低砂浓度携砂液来完成水力喷射任务。
其优点是免去下封隔器或桥塞,缩短完井时间,工艺相对成熟简单,有利于后期多段压裂,缺点是有可能造成水泥浆对储层的伤害。
区块页岩气水平井钻井完井技术
在 页岩 气钻 完井技 术 方面的发展 已经趋 于 完善 ,尤其 是其在 页 态 ,在 开采 时只 是有 仅少 数成 功 ,然 而我 国在 开采 页岩 气 方面 岩 气水平井钻 井完 井技 术方 面。所以 ,文章 围绕 区块 页岩 气水 的仍然 缺 乏详 细的地 质资料 ,并且 也缺 乏完 善 的开采 经 验 ,在
段 ,缺 乏更加 完善 的勘 探技 术 ,而 国外一 些地 区 已经有 比较长
时井壁失 稳现 象更加严 重 ,因此 进行页岩 气水 平井钻 井开 采的 同时往往 使用 的是 基本 的钻井 液 ,通常 只是在进 行直 井段开 采 时 才会使 用水基 钻井液 。开采 页岩 气钻井 的同时 ,对 于水基 钻 井 液的要 求 比较 高 ,然而 油基钻井 液也要 具备 比较小 的润湿 角
的发展 历史 ,并 且在长时 间的发 展过程 中 已经逐 渐形成 了丰富 及 界面张 力 ,不仅 能有 效加 强水 平井 井壁 的 强度 ,同时 也能 够
的发 展经验 ,在水 平井 钻井技 术方 面形 成 了纯熟 的发 展技 术 。 与此 同时 ,我 国在 页岩 气方 面具有 丰富 的地 质资 源 ,然而 因为 勘 探技 术还 不够 纯熟 ,其 中存 在的 限制 比较 多 。为 此 ,文 章 中 笔者 针对 区块页岩 气水平 井钻井完 井技术 ,对其 发展技 术进行 了分 析。
选用 以下措施 :其一 ,详 细的其 二 ,运 用套 管漂浮 的 固井 技术 ,减小 上提 套管拉 力和 下放 阻 力 ,提高 施 工过程 中的安 全性 ,同时保 证 套管 下放 时的顺 利 ;其三 ,使 用套管 抬头下 套的技 术 ,以及前 置液 固币 冲
视 。 由于 泥页岩具 有碎花膨胀 的特征 ,为 此在钻井 也以 及相关 工艺 方面要进 行提升 。同时 因为钻井 的成本过 大 ,因此 在垂直 井 段的深 度方面要格 外注意 。 另外 ,钻井 的同时也 要对过 程 中 可能 发生 的塌 、漏现 象进 行有效 的防控 。因为每个 地 区的页岩 气地 质与储量 存在 一定 的差 异性 ,为此 ,我 国在 进行 页岩 气水 平 井开采 的 同时 ,要 结合 我 国的实 际情 况 ,不仅 要借 鉴 国外的
页岩气完井工艺方式的选择
页岩气完井工艺方式的选择【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源。
在我国四川、江汉等油气盆地,页岩气都有分布。
生产周期长是页岩气的显著特点。
因页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,需实施储层液压破碎才能开采。
我国有加快发展页岩的有利条件,如果措施得当,可以大大缩短我国页岩气开发利用发展过程,尽快实现页岩气规模开发,将有利于缓解我国油气资源短缺的现状。
【关键词】页岩气物性特征措施1 概述页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
在我国四川、鄂尔多斯、渤海湾、江汉、塔里木等含油气盆地,页岩气都有分布。
据估算中国主要盆地和地区页岩气资源量约为26万亿立方米,与美国大致相当,经济价值巨大。
生产周期长是页岩气的显著特点。
页岩气田开采寿命一般可达30-50年,甚至更长。
开采寿命长,意味着可开发利用的价值大,决定了页岩气的发展潜力巨大。
2 页岩气完井工艺方式优选在我国,页岩气开发处于蓬勃发展的上升期,但是相关措施主要通过借鉴美国等发达国家先进的页岩气开采技术。
页岩气完井技术主要包括:桥塞+射孔联作完井技术、裸眼封隔器完井技术、水力喷射射孔完井等。
2.1 桥塞+射孔联作完井技术完井时,先对水平井筒内的套管注水泥,然后通过电缆座封桥塞射孔,实现套管内机械封隔。
随后多次重复这一工艺,在水平段上完成多级压裂改造。
当所有小段被处理完后,采用连续油管钻除复合桥塞,保持井筒全通径并投产。
2.2 滑套封隔器完井技术裸眼多级压裂系统是用套管外封隔器来代替水泥固井来隔离各层段,封隔器用来密封裸眼井筒,生产时不需要起出或钻铣,同时利于滑套在封隔器间的井筒上形成通道,来代替套管射孔。
滑套可以通过液压打开或通过投入特定尺寸的启动球来切换套筒并打开通道。
这些球可以在两级之间实现套管内封隔,因而无需使用桥塞。
2.3 水力喷射射孔完井水力喷射射孔完井是用高速和高压流体携带砂体进行射孔,打开地层与井筒之间的通道后,提高流体排量,从而在地层中打开裂缝的水力压裂技术。
页岩气水平井完井压裂技术分析与研究
页岩气水平井完井压裂技术分析与研究摘要:通过对页岩气水平完井情况的分析和分级方法的选择,探讨了页岩气水平井完井压裂技术的优化与应用好吧。
它希望能帮助水平井分馏技术在页岩气井的应用。
关键词:页岩气;水平井完井;压裂技术页岩气是页岩气藏中的一种天然气资源,我国页岩气可采储量较大,为了进一步扩大井与储层的接触面积,可在水平完井过程中合理应用分馏技术井。
跟随页岩气水平完井裂缝成因分析与探讨。
1 页岩气水平井完井及压裂方式的选择1.1 与水平井完井相适应的压裂方式水平井作为一口特殊的井,其倾角接近90度。
在用压裂法完成这类井的划分时,要保证压裂法与补充法具有良好的适应性,否则可以会对完井效果造成不必要的影响。
鉴于此,在水平完井应用压裂技术时,有必要选择合理的压裂方法,这是保证完井的前提,目前页岩气水平井段常用的两种互补方法,即封井和裸眼完井。
(1)与套管完井方式相适应的压裂方式为泵送桥塞,这种压裂方法的特点是:对裂缝点控制效果好,能保证井眼的稳定性,对生产测井非常有利,成熟度高,风险相对较低,缺点是等待时间长。
(2)与裸眼方式相适应的压裂方式为封隔器加滑套,这种方法在操作过程中不需要破坏墙体,而且这种方法在施工过程中不会出现轻微的裂缝,而且这种方法在施工中也不会表现出很高的稳定性。
对于无法正确控制裂缝位置的完井,一旦发生砂凝块,就很难处理。
从以上分析不难看出,泵桥塞开裂有其优点,缺点较少。
因此,该研磨方法可作为页岩气水平井完井的首选方法。
1.2 泵送桥塞分段压裂水平配制页岩气时,最合适的裂解方法是泵塞。
将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱的下段连通,然后将射孔管柱的射孔深度与射孔管柱连通,所述射孔枪与所述穿孔层相适应,完成所述环的第一段间隙。
骨折然后用凝胶冲洗钻孔,用液体泵将桥塞送入井内,引爆桥塞,使桥塞与射孔枪分离,同时进行试压,拉动电缆将射孔枪带到射孔段射。
射孔后,将电缆从井内拔出,并将另一根断开层。
之后为了实现多物种跟踪目标,可在第二部分重复完成第一阶段的开裂,它是这种摔跤方法最突出的元素是分数段的数量没有受到限制。
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。
页岩气钻井、完井工艺组合介绍(中文)
8,934 ft
大位移井实例
#1油井
结果:
自锁深度
案例1:滑动 案例2:降阻剂 8,934 ft 10,395 ft
最大钻头重力
过早自锁 过早自锁
案例3:连续油管震击器
11,053 ft
过早自锁
案例4:连续油管牵引机 (3500 lbf) 案例5:带压修井 (2.875” WS)
大位移井
首要挑战-克服摩擦自锁
起作用的因素:
水平位移段长度 "狗腿"严重度 径向间隙 固定颗粒积聚
自锁探测
管道压力
流速
大位移井
井下牵引工具
降阻剂
井下震击器
大位移井 自锁探测
连接管带压修井 高强度,大外径连续油管 新技术
井下牵引工具
牵引工具类型: •连续夹持(轮子,链子或轨道) •往复把手
Welltec® Coiled Tubing Tractor®
• 电缆
• 井下工具划分
• 增产服务
水平钻井趋势
• 趋势:“水平井”钻井钻机的数量 • 二十世纪九十年代末期,大约40个钻井钻机,6%用于水平 钻井。到2008年5月,用于水平钻井的钻机数量增长至519 个,占总数的28%。最近两年也显示出在水平钻井方面巨 大的上升趋势。
水平钻井趋势
• 水平钻井是目前页岩储层采气的首选开采方法。 • 虽然在页岩中进行水平井钻井和完井仍需要技术的改进, 但是对于美国高速发展非常规资源的来说,这些井已经非 常重要。
水平段: ~7,340 ft
大位移井实例
#1油井
• 常规滑动 • FR 0.3 • FR 0.25 • FR 0.23 • 轴应力 1700 – 3500 lbf • 地面施加扭矩
页岩气开发地面配套集输工艺技术分析
页岩气开发地面配套集输工艺技术分析页岩气开发地面配套集输工艺技术是指将采集到的页岩气从生产井口输送到集输站的工艺技术。
由于页岩气的特殊性和开采难度,地面配套集输工艺技术的选择和设计对页岩气开发具有重要意义。
本文分析了页岩气开发地面配套集输工艺技术的关键技术点和优化方向。
页岩气开发的地面配套集输工艺技术主要包括井口处理工艺、气体集输工艺和液体处理工艺。
井口处理工艺是将采集到的页岩气进行初步处理,去除其中的杂质和液态组分,使其达到集输的要求。
气体集输工艺是将处理后的页岩气通过管道输送到集输站,需要考虑气体的压力、温度和流量等因素。
液体处理工艺是将从页岩气中分离出的液态组分进行处理和回收利用。
关键技术点之一是井口处理工艺的设计,其中包括预处理、压缩和除湿等环节。
预处理主要是去除页岩气中的杂质和液态组分,如灰尘、水分和油脂等。
压缩工艺是将处理后的气体增压,以满足管道输送的要求。
除湿工艺是将气体中的水分去除,防止水分凝结和腐蚀管道。
优化方向可以是改进井口处理设备的性能和效率,提高处理后的气体质量和产量。
另一个关键技术点是气体集输工艺的设计,主要包括管道设计、压缩机站和阀门等设备的选择和布置。
管道设计需要考虑气体的输送距离、压力损失和流速等因素,以确保气体的安全和稳定输送。
压缩机站的选择和布置需要考虑气体的增压和压力调节,以满足集输站的要求。
阀门的选择和布置需要根据气体的流量和压力来确定,以调节和控制气体的流动。
液体处理工艺包括酸气回收、水处理和固体废弃物处理等环节。
酸气回收是将页岩气中的酸性组分进行回收和利用,降低对环境的污染。
水处理是将从页岩气中分离出的含水液体进行处理和回收利用,减少对水资源的消耗。
固体废弃物处理是将从页岩气中分离出的固体废弃物进行处理和处置,减少对土地的占用和污染。
页岩气开发地面配套集输工艺技术的优化方向包括降低能耗、提高效率和减少对环境的影响。
可以采用新型的设备和工艺,如低温分离、膜分离和蓄能技术等,以降低能耗和提高效率。
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。
页岩气水平井完井压裂技术综述
天然气与石油NATURAL GAS AND OIL2012年2月0前言页岩层可以作为气体的源岩和储集岩,储层具有连续分布、低孔、特低渗、脆性较高等特性。
页岩中的天然气以三种形式存在:岩石孔隙中的游离气、天然裂缝中的游离气和有机质/矿物表面的吸附气[1]。
这些不同的储集机理直接影响着页岩气开发的方式、速度和效率。
全球能源研究估计,大型页岩气资源主要分布在北美、拉丁美洲和亚太地区。
近期研究表明,美国的页岩气资源约为415000×108~520000×108m3,加拿大约为140000×108~170000×108m3,我国主要盆地和地区的页岩气可采资源量大约为260000×108m3,而对其它地区的资源状况研究非常有限。
美国页岩气开发的经验表明:增产技术尤其是水力压裂技术,对于页岩气的开发是至关重要的,其它重要的技术包括水平井/定向井钻井以及油藏描述技术。
1页岩气完井巴内特(Barnett)页岩是美国最先获得成功开发的页岩气层,也是当前美国最高产的页岩气田,已成为美国甚至全球其它页岩气田开发的典范。
巴内特页岩开发初期采用直井开发,但生产效果并不理想,2000年前后,转向水平井开发,产量得到3~5倍的提升。
当前,美国页岩气新井几乎都采用水平井,深度通常在1200~2500m之间,并且采用长曲率半径(10°~ 15°/30m)造斜,便于后期措施改造。
通常水平段长度在600~1500m之间,随着水平井作业技术的进步,最新的水平段长度超过了3000m。
多数Barnett页岩井水平段端部都比跟部略高(15~45m),这样有利于压裂时返排和产水后产出水流向最低的跟部。
水平井完井方式经历了从套管完井向裸眼完井方式的转变,见图1。
早期的水平井通常采用114.3mm (41/2")或139.7mm(51/2")套管完井,压裂采用可钻桥塞实现多级压裂。
页岩气长水平井完井技术措施探讨
2019年08月3液化天然气的应用技术在目前的实际情况下,人们的生活和许多行业的正常运行离不开液化天然气。
目前,常用的方法是制冷。
深度冷冻可以充分实现液化天然气的利用。
采用科学的方法对低温状态下的液化天然气储存进行控制,使其得到更好的保存。
因此,它可以更方便地用于更广泛的领域。
液化天然气冷能利用一般分为直接利用和间接利用。
直接利用主要集中在低温发电、空分、干冰制造、轻烃分离、超低温制冷、海水淡化、汽车空调、低温水产养殖、养殖等方面,间接利用主要生产液氮或液氧。
通过液化天然气冷能,然后分别采用液氮和液氧进行低温粉碎、低温生物工程、污水处理等工艺。
另外还包括液化天然气冷能的利用。
液化天然气的应用非常广泛,可以用于民用负荷、发电、工业用户和商业用户,是液化天然气深度冷冻液化的关键技术,储罐和特殊的运输船舶像超低温冰箱一样,所有这些过程消耗巨大的能量,但是根据能量守恒定律,此冷能在释砹时侧利用降低成本。
液化天然气冷能的利用主要取决于液化天然气与其周围环境之间的温度和压力差。
当液化天然气变得与外界平衡时,储存在液化天然气中的能量被回收。
利用LNG 冷能的过程可分为两类:直接利用和间接利用。
前者包括发电、空气液化分离、冷藏仓库、液化二氧化碳制造、海水淡化、空调和低温水产养殖、种植等。
后者包括低温破碎、水和污染物处理和冷冻食品。
目前,LNG 冷能利用项目取得了很多成果。
4结语LNG 作为一种新型环保燃料,具有良好的应用前景。
然而,LNG 存储设备的投资成本相对较高,存储技术相对复杂。
在存储和应用技术方面仍有许多领域需要改进和发展。
液化天然气的使用与我们建筑商自然和谐发展的理念非常一致。
液化天然气的储存和应用技术为其发展奠定了坚实的基础。
中国应该在发展过程中积极发展液化天然气的储存和应用技术,为中国的经济发展和人民生活开辟更广阔的空间。
参考文献:[1]赵节.液化天然气储存及应用技术研究[J].建筑工程技术与设计,2018(15):4794.[2]罗玉龙.液化天然气储存及应用技术探析[J].石化技术,2018,25(11):58.[3]黄立凤.液化天然气储罐安全防护技术现状及发展趋势[J].化工管理,2018(27):171.[4]郑妃志.解析液化天然气储存运输的安全技术[J].科技与创新,2015,(14):154-155.[5]谢志添,杨建民,胡志强,等.浮式液化天然气储存装置单点系泊水动力特性分析[J].中国海上油气,2015,27(1):96-101.[6]杨柳.液化天然气储存及应用技术研究[J].化工管理,2017(21):124.[7]李素,张宝贵.液化天然气储存及应用技术研究[J].中国化工贸易,2017,9(31):6,8.作者简介:单铂琳(1989-),男,吉林蛟河人。
页岩气钻井完井技术调研
国内外页岩气的钻完井技术调研1.页岩气藏的散布情形及其大体特点页岩气系指生成、储集和(有时)封盖均发生于页岩系统中的天然气,以吸附和游离两种状态为要紧赋存方式。
其主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中,同时也存在于泥页岩夹持的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、乃至砂岩等薄层中。
泥页岩既是烃源岩,又是储集层,仍是盖层。
页岩气藏是一种大面积持续散布的超级规天然气藏,一样渗透率很低(远小于1md),常伴有天然裂痕,通常需要特殊的钻井(如水平井)、完井(如压裂)和生产工艺才能取得商业产量。
页岩气的储量散布情形页岩气是以多种相态存在、主体上富集于泥页岩(部份粉砂岩)地层中的天然气聚集。
页岩气藏中的天然气不仅包括了存在于裂痕中的游离相天然气,也包括了存在于岩石颗粒表面上的吸附气。
吸附状态天然气的赋存与有机质含量紧密相关,其中吸附状态天然气的含量转变在20%~85%之间。
页岩气介于煤层吸附气(吸附气含量在85%以上)和常规圈闭气(吸附气含量通常忽略为零)之间。
页岩气成藏有着超级复杂的多机理递变特点,表现为成藏进程中的无运移或极短距离的有限运移。
因此,页岩气藏具有典型煤层气、典型根缘气和典型常规圈闭气成藏的多重机理,如表1。
页岩气的大体特点成藏特点目前美国产气页岩均为海相,但从成藏条件来看,只要页岩有机质的丰度和硅质含量足够高,陆相环境一样能形成具有工业价值的页岩气藏。
例如鄂尔多斯盆地上三叠统湖相沉积的延长组7 段张家滩页岩和延长组9 段李家畔页岩[15],裂痕发育,钻井气测异样活跃,其中庄167、庄171 和中富18 等井均见到良好的页岩气显示。
在陆相盆地中,湖沼相和三角洲相沉积产物一样是页岩气成藏的最好条件,但通常位于或接近于盆地的沉降—沉积中心处,致使页岩气的散布有利区要紧集中于盆地中心处。
从天然气的生成角度分析,生物气的产生需要厌氧环境,而热成因气的产生也需要较高的温度条件,因此靠近盆地中心方向是页岩气成藏的有利区域(图1、表3)。
页岩气开发钻完井技术探讨
页岩气开发钻完井技术探讨王建华;刘杰;张进【摘要】我国广泛分布着丰富的页岩气资源,开发应用远景良好。
通过借鉴、转化、应用常规油气开发的成熟技术,可集成配套形成页岩气开发钻完井技术系列。
水平井已成为页岩气开发的主要钻井方式,结合旋转导向、MWD/LWD、三维地震和欠平衡钻井等工艺技术的集成应用可提高开发效率。
水力压裂工艺已成为页岩气开发的主要技术,随着清水压裂、重复压裂、同步压裂等技术的发展,页岩气的勘探开发更具发展潜力。
%China is very rich in shale gas resources with great development potential.It is possible to form a series of com-plete drilling and completion technology for shale gas development through borrowing, converting and utilizing of well-proven conventional oil and gas development technology.Horizontal drilling has dominated the drilling methods for shale gas develop-ment, and integrated with rotary steerable drilling, MWD/LWD, 3-D seismic survey, and under-balanced drilling, it will increase development efficiency.Hydraulic fracturing is a main technique for stimulation of shale gas reservoirs.Advances in slick water fracturing, re-fracturing, synchronized fracturing, etc., will make shale gas development more promising.【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】5页(P1-5)【关键词】页岩气;钻完井技术;水平井;压裂【作者】王建华;刘杰;张进【作者单位】中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000;中石化华北分公司,河南郑州450006;中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TE37页岩气属于非常规天然气,主要储集在超低渗的致密页岩中。
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页岩气完井工艺方式的选择
【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源。
在我国四川、江汉等油气盆地,页岩气都有分布。
生产周期长是页岩气的显著特点。
因页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征,需实施储层液压破碎才能开采。
我国有加快发展页岩的有利条件,如果措施得当,可以大大缩短我国页岩气开发利用发展过程,尽快实现页岩气规模开发,将有利于缓解我国油气资源短缺的现状。
【关键词】页岩气物性特征措施
1 概述
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。
在我国四川、鄂尔多斯、渤海湾、江汉、塔里木等含油气盆地,页岩气都有分布。
据估算中国主要盆地和地区页岩气资源量约为26万亿立方米,与美国大致相当,经济价值巨大。
生产周期长是页岩气的显著特点。
页岩气田开采寿命一般可达30-50年,甚至更长。
开采寿命长,意味着可开发利用的价值大,决定了页岩气的发展潜力巨大。
2 页岩气完井工艺方式优选
在我国,页岩气开发处于蓬勃发展的上升期,但是相关措施主要通过借鉴美国等发达国家先进的页岩气开采技术。
页岩气完井技术主要包括:桥塞+射孔联作完井技术、裸眼封隔器完井技术、水力喷射射孔完井等。
2.1 桥塞+射孔联作完井技术
完井时,先对水平井筒内的套管注水泥,然后通过电缆座封桥塞射孔,实现套管内机械封隔。
随后多次重复这一工艺,在水平段上完成多级压裂改造。
当所有小段被处理完后,采用连续油管钻除复合桥塞,保持井筒全通径并投产。
2.2 滑套封隔器完井技术
裸眼多级压裂系统是用套管外封隔器来代替水泥固井来隔离各
层段,封隔器用来密封裸眼井筒,生产时不需要起出或钻铣,同时利于滑套在封隔器间的井筒上形成通道,来代替套管射孔。
滑套可以通过液压打开或通过投入特定尺寸的启动球来切换套筒并打开
通道。
这些球可以在两级之间实现套管内封隔,因而无需使用桥塞。
2.3 水力喷射射孔完井
水力喷射射孔完井是用高速和高压流体携带砂体进行射孔,打开地层与井筒之间的通道后,提高流体排量,从而在地层中打开裂缝的水力压裂技术。
水力喷射压裂不受完井方式的限制,但是受到压裂井深和加砂规模的限制。
由于页岩井眼井壁坍塌情况严重,一般使用套管完井,因此该技术在我国页岩气开发起步时期适用性不强。
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。
从下面的表1可以看出,桥塞+射孔联作完井技术具有可大排量分簇压裂、分段压裂级数不受限制、保持井筒全通径、裂缝布放位置精确等优点,而滑套封隔器完井技术在施工时有砂堵及滑套打不开的风险,一旦滑套打不开,必须得射孔解决,水力喷射射孔完井技术施工时排量小,而页岩气开发必须要有大规模的水力压裂,桥塞+射孔联作完井技术具有其他完井技术无法比拟的特点。
下表2是美国各页岩区块完井方式所占比重,美国页岩气开发井有85%以上是采用桥塞+射孔联作完井方式开采。
在国内页岩气先导试验区设在川渝黔鄂等地区,目前国内已完成了一些页岩气井的压裂改造:
建页hf-1井:江汉油田共动用14台2000型压裂车、两台混砂车、两台仪表车。
经过4天分7段进行压裂,共注入液量12070立方米,加砂394.5立方米,创中国石化页岩气井压裂施工入井液量最多、加砂量最大纪录。
昭104井,2011年4月3日,井下作业公司首次采用2台混砂车向14台2000型压裂车供液,测试压裂排量达16立方米/分;主压裂注入地层总液量2213.32立方米,最大泵注压力51.7兆帕,最大排量15立方米/分、最低排量14.1立方米/分。
国内已完钻并压裂的页岩气井,均采用大型压裂方式,即桥塞+射孔联作完井方式,通过大排量、大液量的压裂施工来开采页岩气。
3 结论与认识
(1)因页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗的物性特征,需通过大排量、大液量的压裂改造,即体积压裂来开采页岩气,而只有桥塞+射孔联作完井工艺能满足大排量、大液量的压裂改造;
(2)在美国有85%以上页岩气井采用桥塞+射孔联作完井方式开采,国内虽进行了一些页岩气井的开采,但也是借鉴美国页岩气的开采技术,需再进行一定技术的积累来开发页岩气。
参考文献
[1] 崔思华.页岩气钻完井技术现状及难点分析.天然气工
业.2011,4
[2] 唐颖.页岩气井水力压裂技术及其应用分析.天然气工
业.2010,10(30,10)。