页岩气钻井技术(中)PPT课件
合集下载
页岩气钻井技术
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
《气体钻井教程》课件
气体钻井的应用场景
总结词
气体钻井适用于多种地层和复杂地质条件下的钻井作业，尤其适用于易漏失地层和低渗 透地层的钻井。
详细描述
由于气体钻井具有对地层伤害小、可有效防止地层漏失和降低环境污染等优点，因此适 用于多种地层和复杂地质条件下的钻井作业。例如，在页岩气、煤层气等非常规能源开 发中，气体钻井技术得到了广泛应用。此外，在石油、天然气等常规能源开发中，气体
案例二：某气田气体钻井技术应用
总结词
解决复杂地层问题、提高产能、安全 可靠
详细描述
某气田针对复杂地层采用气体钻井技 术，有效解决了地层漏失和井壁不稳 定等问题，提高了单井产能和采收率 ，同时也保障了钻井施工的安全可靠 。
案例三
总结词
应对复杂地质条件、优化技术方案、提高安全性
详细描述
针对某地区复杂地层的特点，采用气体钻井技术时面临着诸多挑战。通过优化气体钻井技术方案，改 进钻井液性能，加强现场监测与控制，有效提高了钻井施工的安全性和成功率。
环保要求与可持续发展
严格环保法规
01
各国政府将加强环保法规的制定和执行，对气体钻井的环保要
求将更加严格。
清洁能源利用
02
气体钻井将更多地利用清洁能源，如天然气、氢气等，减少对
化石燃料的依赖。
可持续发展战略
03
气体钻井将更加注重可持续发展，通过技术创新和环保措施实
现经济效益和环境效益的双赢。
市场竞争与合作
采收率。
降低摩擦阻力
气体钻井的流体阻力较 小，有利于提高钻柱的
稳定性和旋转速度。
减少环境污染
气体钻井使用的流体不 含有水、盐或其他化学 物质，从而减少了对环
境的污染。
缺点分析
《页岩气开采技术》5-1ppt课件
页岩气水平井分段压裂模式
美国15现状
自2006年-2016年，中国石化页岩气勘探主要开展了选区评 价、重点区块评价、产能评价、产能建设四方面工作,实现了页 岩气从勘探突破到商业发现到规模开发跨越式发展。
13
四、我国石化页岩油气勘探开发现状
14
四、我国石化页岩油气勘探开发现状
流，取得了页岩气勘探的突破，启动了焦石坝区块的页岩气的
开发工作。
2012年12月，涪陵页岩气田正式移交江汉油田分公司开
发。
15
四、我国石化页岩油气勘探开发现状
☆2013年1月9日，焦页1HF井投入试 采，日产量6万方，成为国内第一口 投入商业开发的页岩气井，标志涪 陵页岩气田正式进入商业试采。
☆2013年1月，启动试验井组开发工 作；并开展焦石坝区块一期产建区 整体评价。
9
二、页岩气革命开始与发展
1981—1998, Mitchell能源
公司坚持在Fort Worth盆地探索
试验，综合开发了水力压裂和水
平井技术，最终实现了Barnett
页岩气的规模商业开发，开创页
岩气开发新局面。
页岩气之父George Mitchell 于 2011年获得终身成就奖，以表彰他 在页岩气开发方面做出杰出贡献。
2014年 新建平台：52座
开钻：148口 完井：112口 完成试气：75口 投产：76口 新建产能：20亿方 产气：10.81亿方 销售：10.38亿方 占当年全国页岩气 总产量的83%。
2015年 新建平台：10座
开钻：112口 完井：120口 完成试气：109口 投产：91口 新建产能：25亿方 产气：31.67亿方 销售：30.41亿方 圆满完成一期50亿 方产能建设任务。
页岩气勘探开发技术ppt课件
为进一步加快中石化非常规储层（含非常规油气储层及低渗致密储层 ）的勘探开发进程，提高水平井钻完井及分段压裂技术水平，指导水平井 钻完井及分段压裂的实施，中石化成立了非常规储层水平井钻完井及分段 压裂技术攻关实施工作领导小组，统筹领导和协调中石化非常规储层水平 井钻完井及分段压裂技术工作。
3
一、前 言
页岩气勘探开发工程技术
1
提纲
一、 前 言 二、 页岩气勘探开发技术 三、 中石化页岩气勘探开发现状
2
一、前 言
我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质 条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资 源已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、国务院的高度重视。目 前我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解 难题、创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国 油气资源领域重要而迫切的战略任务。
—推进页岩气勘探开发技术创新。 完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形 成多学科、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对 页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井 技术和压裂技术，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。 —构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。 确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化 科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、重大先导、推广技术、引进技术等分层 次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转 变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水 平和竞争力。
2）页岩气储层评价
测井和岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
3
一、前 言
页岩气勘探开发工程技术
1
提纲
一、 前 言 二、 页岩气勘探开发技术 三、 中石化页岩气勘探开发现状
2
一、前 言
我国与美国在页岩气地质条件上具有许多相似之处，页岩气富集地质 条件优越，具有与美国大致相同的页岩气资源前景和开发潜力。页岩气资 源已引起油气界广泛而密切的关注，受到党中央、国务院的高度重视。目 前我国页岩气资源调查与勘探开发还处于探索起步阶段，更新理念、破解 难题、创新模式，大力推进页岩气资源战略调查和勘探开发，已成为我国 油气资源领域重要而迫切的战略任务。
—推进页岩气勘探开发技术创新。 完善和创新页岩气地质、地球物理、地球化学、钻探完井和压裂等技术方法，形 成多学科、多手段的综合勘探技术方法体系，确保勘探目标的落实和顺利完成。针对 页岩气特点，引进、吸收、提高、创新页岩气储层评价技术、射孔优化技术、水平井 技术和压裂技术，逐步形成一批适合我国页岩气地质特点的自主创新关键技术。 —构筑支撑页岩气勘探开发的技术体系。 确定我国页岩气勘探开发技术攻关方向和重点，瞄准国际先进或领先水平，强化 科技攻关，建立页岩气关键技术、核心技术、重大先导、推广技术、引进技术等分层 次的技术研发、应用保障体系。积聚力量，攻克难关，逐步由技术引进向自主创新转 变，推进原始创新，力争跨越关键技术和核心技术门槛，提高页岩气勘探开发技术水 平和竞争力。
2）页岩气储层评价
测井和岩心分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
四川油气田页岩气水平井钻完井技术讲座课件
三开三完 二开二完 三开三完 三开三完 三开三完
纯钻时间 %
44 31 39 41 33
复杂时间 %
5 32 6 2 5
我国页岩气分布图
平均钻速 m/h
2.23 11 2.90 3.40 5.46
钻井周期d
121.17 34.39 78.23 57.83 56.39
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
常规油气资源 （易开发的只占小部分）
目前逐渐衰竭
常规资源
非常规油气资源 （大部分储量开发较困难）
（日益成为开发热点）
截止线是变化的 （基于油气价格的变化）
非常规资源
重油、油砂、页岩油、页 岩气、煤层气、致密砂岩
气、盆地中心气等
需要新技术 天然气水合物与其它更低品位资源
CNPC
一 二 三 四 五
提纲
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
112 2000
天然气产量
页岩气产量
878
572.6 450
126
149 174
186 196 205
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
美国天然气与页岩气产量 ×108m3
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
(1)、水平井+多段压裂技术的大规模成功应用
水平井的成本一般是直井的1.5倍，800～1000m水平段的常规水平井钻井 及完井投资约为700万美元，而产量是垂直井的3倍左右。目前85%的页岩气开 发井为水平井+多段压裂，多段压裂可以获得更多的裂缝，从而产生更多的泄 流通道；美国新田公司在Woodford页岩中的部分开发井采用5～7段式压裂， 增产效果显著；Shell在潘恩代尔页岩气田的开发中采用了24段压裂。
纯钻时间 %
44 31 39 41 33
复杂时间 %
5 32 6 2 5
我国页岩气分布图
平均钻速 m/h
2.23 11 2.90 3.40 5.46
钻井周期d
121.17 34.39 78.23 57.83 56.39
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
常规油气资源 （易开发的只占小部分）
目前逐渐衰竭
常规资源
非常规油气资源 （大部分储量开发较困难）
（日益成为开发热点）
截止线是变化的 （基于油气价格的变化）
非常规资源
重油、油砂、页岩油、页 岩气、煤层气、致密砂岩
气、盆地中心气等
需要新技术 天然气水合物与其它更低品位资源
CNPC
一 二 三 四 五
提纲
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
0
112 2000
天然气产量
页岩气产量
878
572.6 450
126
149 174
186 196 205
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
美国天然气与页岩气产量 ×108m3
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0
国内外页岩气钻井现状分析
CNPC
(1)、水平井+多段压裂技术的大规模成功应用
水平井的成本一般是直井的1.5倍，800～1000m水平段的常规水平井钻井 及完井投资约为700万美元，而产量是垂直井的3倍左右。目前85%的页岩气开 发井为水平井+多段压裂，多段压裂可以获得更多的裂缝，从而产生更多的泄 流通道；美国新田公司在Woodford页岩中的部分开发井采用5～7段式压裂， 增产效果显著；Shell在潘恩代尔页岩气田的开发中采用了24段压裂。
石油天然气页岩气钻井施工安全技术课件
二、钻井施工设备安装安全
钻台、机房、泵房设备的安装 进行钻台、机房、泵 房设备的安装作业时，经常需要进行电、气焊割作业 和高处作业，有时还需要拖拉机配合作业，其危险因 素较多，应做好各个方面的安全生产工作。在校正设 备时，应尽量使用千斤顶、手动葫芦等工具或移动设 备。使用拖拉机时，要注意协作配合，指定专人指挥， 防止拉翻、拉坏设备，防止崩断钢丝绳等情况的发生。 上井架进行挂滑车等作业时，井架上的工作人员必须 系好安全带，在其下方的工作人员应躲到安全的地方， 避免进行立体交叉作业。所有的滑车钩口都必须封牢。 需要用电、气焊（割）时，其操作人员必须是经安全 专业培训并持有有效操作证的人员。动火时，要有相 应的防火措施。设备校正、固定好后，钻台、机房、 泵房及设备本身的梯子、栏杆、护罩、保险绳、安全 阀等安全设施和装置应按标准安装齐全。
二、钻井施工设备安装安全
起井架作业要在全部钻井设备安装、校正结束后才 能进行。在起井架前，要召开现场全体工作人员会议， 由安全部门人员和钻井队干部交代作业措施和安全注 意事项，对现场工作人员明确分工，组织对井场设备 进行检查整改。其中，重点要检查井架底座与机房的 联接和固定、各滑轮组的润滑和工作状态、气路控制 系统、提升大绳和游动系统大绳的卡固、绞车刹车系 统、井架缓冲气缸、水柜充水情况和井架各处有无遗 留物等。作业时，要先试起井架，即将井架起升至 支架上方0.5m时刹车,再对以上项目进行一次详细检 查、整改。起井架作业应由有经验的队长或副队长 操作刹把，由一名司钻在刹把旁监护。在起升井架 的过程中不允许停顿。当井架起升至与地面成60° 时，应控制柴油机转速随井架升高而降低。当缓冲 气缸接近人字架挡块时，要摘下绞车低速离合器， 利用惯性使井架平稳靠拢人字架。井架起升到位后， 用“U”型卡子或定位销固定好并张紧绷绳。禁止在6 级以上（含6级）大风或雨、雾、雪等天气和视线不 清的情况下进行起井架作业。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
继续增加钻压，将导致钻柱的轴向压力继续增加，如果超过了螺旋临界屈曲力，钻柱将由正弦弯 曲过渡到螺旋弯曲，即沿着井壁盘成螺旋状。
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 3、岩屑床难清除
泥页岩的崩塌 井壁稳定
钻井液性能及返速
钻井岩屑重力效应
岩
屑 床 难 清 除
进一步增加磨阻、扭 矩
和井下事故复杂发生 的机率
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
科学钻探 永无止境
五、页岩气钻井技术措施
1、井身剖面设计
井位选择时，应尽量保证井口的水平投影与A、B靶点在同一条直线上，以减少方位上的拐点。 如果是丛式水平井，本着综合设计的原则进行水平井组的整体设计，避免今后的防碰等意外情 况的发生。
浸泡10分钟
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点
页岩气井埋深浅 井壁稳定
泥页岩胶结差
井斜大、稳斜段长
井 壁 稳 定 性 差
各种相应的井下事故 或复杂情况（井漏、 井垮、钻具阻卡严重、 埋钻具）的发生，从 而限制了钻头、钻具 组合、钻井液以及钻 井参数的选择和确定；
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 地层胶结差
屈曲当轴向力低于临界屈曲载荷时，钻柱随这压力并不屈曲，当超过这个临界值时将会发生
屈曲变形成正弦波或者是“蛇形状”。钻具中和点以下钻具是受压的，中和点以上钻具是受拉的。当 钻杆承受过大的轴向压缩载荷时，钻杆会因较小的抵抗轴向阻力而失效变弯，导致屈曲。一旦轴向压 力超过了正弦临界屈曲力，钻柱会发生正弦屈曲（蛇形）。
三、页岩气钻井关键技术
井眼轨迹优化设计 和控制技术
B
井壁稳定技术
A
页岩气钻井
C
下套管与固井技术
井眼清洗技术
E
D
降摩阻技术
科学钻探 永无止境
三、页岩气钻井关键技术
4、江汉油田浅层井施工情况
井号
代斜9-3 长斜10 代8斜-3 代斜14-3
井别
生产井 预探井 评价井 开发井
开钻日期
2000.3.27 2001.4.14 2011.3.15 2011.1.15
于钻井液密度
滤液进入层理间隙，页 岩内粘土矿物遇水膨胀， 形成新的孔隙、膨胀压
力，削弱结构力
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 滤液进入后破坏泥页岩胶结性
★ 层理和微裂缝较发育；
★ 水或钻井液滤液极易进入 微裂缝破坏其原有的平衡， 导致岩石的碎裂。
扫描电镜照片 (裂缝,45倍)
浸泡前
浸泡5分钟
科学钻探 永无止境
难点
四、页岩气钻井技术难点
井壁稳定
摩阻、扭矩 岩屑床清除
轨迹控制
套管受损
套管居中 轨钻迹具控组制合
摩套阻管、下扭入矩 钻套具管组磨合损
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 1、井壁稳定性差
井壁失稳
井眼周围的应力场发生改 变，引起应力集中，井眼
未能建立新的平衡
成岩过程后，强结合水 变成自由水，排不出则 形成高压，孔隙压力高
裂缝发育，易岩气钻井技术难点 2、摩阻和扭矩高
钻具与井壁摩擦 井壁稳定
钻头扭矩
机械扭矩和动态扭矩
摩
阻 和 扭
起钻的负荷明显增加，下钻的 阻力大
定向滑动钻进时，无法明确判 定钻头实际工作的钻压
矩
钻具在过高的轴向压力下会发
高
生屈曲
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 钻具屈曲情况
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点 4、井眼轨迹控制难
造斜点浅，井壁稳定性差
井壁稳定
井
眼
目的层疏松，机械钻速高，井径变化
轨
大、扭矩规律性不强
迹
控
制
难
定向工具面摆放困难
井漏、井垮以及其它井下 事故和复杂情况
频繁变化的扭矩严重干扰 定向的实际效果，定向工具、 钻头作用力方向控制和调节
科学钻探 永无止境
5、套管磨损
四、页岩气钻井技术难点
6、套管下入困难
浅层大位移水平井，由于其定向造斜段造斜率高，斜井段滑动钻进，定向 时容易在井壁形成小台阶；造斜点至A靶点相对狗腿度较大，起下钻过程 中容易形成键槽；井斜变化大，井眼难清洁，下套管过程中易发生粘卡。 其次，由于井眼曲率大、水平段长，套管自由下滑小，摩阻大。套管的自 重摩阻和弹性变形的摩阻非常大，直井段套管自重能够提供的驱动力非常 有限，套管能否安全下至地质设计井深有很大的风险
科学钻探 永无止境
四、页岩气钻井技术难点
11、固井过程中井漏
固井作业过程中，井底浆柱产生的正压差要比钻井过程中压差大得多。且要求水泥 浆返至地面，封固段长，由于水泥浆摩阻及携砂能力大于常规钻井液，顶替钻井液 后期易造成水泥浆漏失。河页1井替浆过程中漏失严重，井口失返，建111井、黄页 1井也均出现不同程度漏失