页岩气井工厂开发关键技术

页岩气“井工厂”钻井关键技术作者：陈长卫来源：《名城绘》2019年第11期摘要：“井工厂”技术可以缩短建井周期，降低钻井成本，大幅度提高资源及设备利用率，在页岩气等低渗透、低频位非常规油气资源开发中具有显著的技术优势，并在北美页岩气开发中获得成功应用。

本文主要对“井工厂”钻井关键技术和发展建议进行了阐述，以供参考。

关键词：页岩气；井工厂；技术页岩气的开采比常规天然气的寿命和生产周期更长，因此成为了目前世界各国的主要勘探开发对象。

但是，页岩气也存在一些不利于开发的特点，例如储层低孔、低渗等。

为了提高页岩气开发效率，新型“井工厂”钻井技术应运而生。

该技术采用了“ 群式布井、集中施工、流水作业”的作业模式，可以有效实现资源整合、远程控制及统一管理。

1、“井工厂”钻机技术特点相对于常规钻机，“井工厂”钻机主要特点为：（ 1）钻机具有多向、高效移动性能，能在固定井位间任意移动，缩短了拆卸、搬迁和安装等时间；（ 2）钻机配备管柱自动化处理装备，自动化程度高，作业效率高，减小了工人作业量，降低了作业风险，节约了作业成本；（ 3）钻机具有结构模块性强、占地面积小的特点，满足山区或道路条件差的区域丛式井作业要求；（ 4）钻机噪声小、污染轻，对环境具有积极保护作用。

2、“井工厂”钻井关键技术2.1井场部署井场占地量由井组数决定，一个井场中设计的井组数越多，井场面积越大，需要综合考虑钻井和压裂施工车辆和配套设施布局。

地面工程的设计需要考虑工程和环境的影响，为井工厂开发提供保障，同时使占地面积最小化。

主要考虑因素：⑴满足区块开发方案和页岩气集输建设要求；（2）充分利用自然环境、地理地形条件，尽量减少钻前工程的难度；⑶考虑钻井能力和井眼轨迹控制能力；⑷最大程度触及地下页岩气藏空间面积；（5）考虑当地地形地貌，生态环境，以及水文地质条件，满足有关安全环保的规定。

2.2水平井钻井技术通常页岩气采用直井进行开采收效甚微，改用水平井会得到更好的开采效果：水平井减少了地面设施，避免了一些地面不利条件的影响，更加有利于与页岩储层裂缝接触，产量可达直井的3一50倍。

页岩气开发的关键技术
无
【期刊名称】《江汉石油科技》
【年(卷),期】2013(000)001
【摘要】页岩气开发具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长等优点，成为现在能源研究的热点和突破口。

研究表明，水平井钻井技术和水力压裂技术是页岩气开发的关键核心技术。

页岩地层钻井要充分考虑地质和其他各项因素，选择合理的钻井方式，并结合随钻测井技术实时观测钻井数据以调整设计方案。

针对不同的页岩层，选择合适的压裂方案，在压裂过程中利用微地震压裂监测技术实时监测裂缝增长动态，以达到获得预期产能的情况下成本最小化的目的。

【总页数】1页(P76-76)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.1
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页岩气水平井钻完井关键技术分析王继峰赵棋顾黎明（新疆贝肯能源工程股份有限公司克拉玛依市８３４００９）摘要:在我国，目前对页岩气的技术开采上，工程体系非常的庞大，而开采页岩气的一项核心技术是水平井技术。

文章将从对页岩气的储存特点进行探讨，分析在开采页岩气中对水平井技术在具体应用中的优势，其优势具体包括对页岩层天然裂缝的充分利用、促进后期的压裂增产以及能够取得很好的成本效益等。

文章进一步将阐述对水平井方位的优选、轨迹控制、井身结构的设计、完井技术、钻井液体系以及钻头的优选等非常重要的技术。

通过对国内外页岩开采状况进行对比，发现在对我国的页岩气进行开采的过过程中一个最佳选择就是应用水平井技术。

关键词:页岩；页岩气；水平井；钻完井技术在资源短缺以及环境保护的双重重压下，在全球范围内，非常规能源渐渐成为一个新热点。

页岩气的储量相当的大，在全球中，已经探明的页岩气储量大概是456×1012m 3。

我国在页岩气的开采中，目前处于起步阶段，可以说还尚未对页岩气的开采进行非常系统性的研究。

所以，文章将重点介绍页岩气开采的一个核心技术，也就是水平钻井技术。

一、在进行页岩气开采中，水平井的优势在储层方面，页岩的储层特点跟常规天然气的储层有不同之处，页岩气储层的储层具有非常强的非均匀质性，这种独特的储层特性，在一定程度上就决定了页岩气在开采上独特的开采方式。

目前，在对页岩气进行开采的过程中，一项核心的技术就是水平井技术。

水平井能够更多的储层很好地穿过，对天然裂缝能够更好的进行利用。

在泥页岩中，发育较好的是垂直裂缝，并且对于很多的页岩气，其都是以游离状态存在于储层的天然裂缝之中。

通过对水平井的运用，就可以对储层以及储层中的天然裂缝进行更多层的穿过。

有助于压裂增产。

页岩气的产量由储层裂缝的数量直接决定。

垂直井井眼方向平行于地层的最大主应力方向，在进行压裂的过程中，裂缝在扩展方向上主要沿着地层的最大主应力方向，所以，直井对压裂增产很不利。

涪陵页岩气田“井工厂”技术I. 引言- 涪陵页岩气田概述- “井工厂”技术的重要性II. “井工厂”技术的原理和适用条件- 技术原理和基本流程- 技术适用条件和局限性III. “井工厂”技术的主要工艺和设备-洗砂器、置换器、清洗器、气药泵等关键设备介绍- 每个设备的功能和作用IV. “井工厂”技术在涪陵页岩气田中的应用实践- 实际推广过程中的工程案例分析- 应用效果评价和经济效益分析V. 结论与展望- 总结“井工厂”技术的优缺点- 展望技术的发展趋势和应用前景注：这是提纲，不是论文。

实际论文中需要对每个章节进行细化，给出具体例子、数据支持等。

I. 引言气田开采技术一直是油气工业中的重要研究领域，页岩气田作为近年来新兴的一种气田类型，其采气技术也得到了广泛关注和研究。

涪陵页岩气田作为我国页岩气开发的先行者，其“井工厂”技术在破解页岩气井产能低、井网稀疏等工程难题方面受到了广泛赞誉。

本文将介绍涪陵页岩气田“井工厂”技术的原理、适用条件、主要工艺和设备及其在涪陵页岩气田中的应用实践等方面进行阐述。

II. “井工厂”技术的原理和适用条件“井工厂”技术是一种通过在井下设备的组合实现井下多个作业环节的一体化作业的集成技术。

其核心是将清洗、掏沙、杀菌、压裂、静液压裂等井下作业环节集成在同一个装置中，实现一次下井、多次作业。

“井工厂”技术的主要原理是在井口设置装置，通过管道输送液体和气体分别对井底管道进行冲洗或清洗，达到清理管壁上的泥沙、防止管内污染和生物生长等目的。

同时，在井口加装一个气药泵，通过气液混输将石英砂压入井底砂层，增加砂砾嵌入石英砂和砂砾孔隙度，提高油气储存和渗透性。

“井工厂”技术的适用条件包括：（1）工程对象为含油、含气页岩气藏；（2）井壁砂层孔隙度较小，需要通过清洁井壁泥和增加砂砾填充孔隙度进行提高产能；（3）井网稀疏，需要通过一次下井多次作业的集成作业来提高井网利用率；（4）需要对井下环境进行杀菌，避免生物生长导致管路阻塞，影响井的产能。

页岩气开发技术页岩气开采技术，主要有水平井＋多段压裂技术、清水压裂技术和近期出现的最新压裂技术-同步压裂技术，这些先进的技术不断提高着页岩气井的产量。

正是这些先进技术的成功应用，促进了美国页岩气开发的快速发展。

如果能引进这些先进技术，将为中国页岩气开发助一臂之力。

中国四川盆地属于海相页岩储层，而美国新田石油公司正好在海相页岩储层开发方面具有先进的经验和技术，所以双方的合作将有力地推动四川盆地的页岩气开发。

相反，我国吉林东部盆地则属于陆相页岩储层，海相页岩储层的开采技术可能就不适用。

虽然有吸附与游离相天然气的同时存在，但页岩气的开发并不需要排水降压。

由于页岩中游离相天然气的采出，能够自然达到压力降低的目的，从而导吸附相及少量溶解相天然气的游离化，达到进一步提高天然气产能并实现长期稳产之目的。

由于孔隙度和渗透率较低天然气的生产率和采收率也较低，因此岩气的最终采收率依赖于有效的压裂措施，压裂技术和开采工艺均直接影响着页岩气井的经济效益。

最近常有专家提到根缘气，J.A.Masters (1979）提出了深盆气（Deep bagas)思想，建立了气水倒置的模式，描述了天然气勘探开发的广阔前景。

由于识别难度大，P. R. Rose等（1986）提出了盆地中心气（Basin-centergas)，B．E．Law等人研究思路将该类气藏的识别方法从“区域气水倒置”改进为“没有边水”，从而简化了繁琐的识别过程并在很大程度上提前了对该类气藏的识别时间。

由于对“无边底水的确定仍然较多的钻井地质资料故仍然不是最佳的解决方案。

经过实验研究，将根缘气确定为致密砂岩中与气源岩直接相连的天然气聚集，并强调其中的砂岩底部含气特点。

由于紧邻气源岩（根）天然气与地层水在运移动力上形成直接传递的连续介质，故被视之为根缘气。

该类气藏主体形成于砂岩普遍致密化后，大致对应于煤系及暗色泥岩的热解及石油的裂解生气阶段，故一般的埋藏深度相对较大。

根缘气研究方法基于天然气成藏动力学原理，将气藏识别技术推进到单井剖面即是否出现并发育砂岩底部含气特征（与常规圈闭中的砂岩顶部含气模式和特点完全不同），在野猫井（而不是预探井甚至开发井）上即可对气藏类型进行最早期的快速识别。

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。

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。

页岩气的成藏过程及特征页岩系统的地层组成：多为暗色泥页岩夹浅色泥质粉砂岩、粉砂质泥页岩的薄互层。

在页岩系统中，天然气的赋存状态多种多样。

除极少量的溶解状态天然气以外，大部分均以吸附状态赋存于岩石颗粒和有机质表面，或以游离状态赋存于孔隙和裂缝之中。

吸附状天然气与游离状天然气含量之间呈彼此消长关系，其中吸附状态天然气的含量变化于20 %～85 % 之间。

因此从赋存状态观察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（张金川等，2004）。

页岩气成藏体现出了非常复杂的多机理递变特点，除天然气在孔隙水、干酪根有机质以及液态烃类中的溶解作用机理以外，天然气从生烃初期时的吸附聚集到大量生烃时期的活塞式运聚，再到生烃高峰的置换式运聚，体现出了页岩气自身所构成的完整性天然气成藏机理序列。

一、页岩气的成藏过程页岩气成藏作用过程的发生使页岩中的天然气赋存相态本身也构成了从典型吸附到常规游离之间的序列过渡，因而页岩气成藏机理研究具有自身的独特意义，它至少将煤层气(典型吸附气成藏过程) 、根缘气(活塞式气水排驱过程) 和常规气(典型的置换式运聚过程) 的运移、聚集和成藏过程联结在一起。

由于页岩气在主体上表现为吸附状态与游离状态天然气之间的递变过渡，体现为成藏过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意义，在表现特征上具有典型的过渡意义。

页岩气的成藏过程可以划分为三个成藏阶段。

1．第一阶段（页岩气成藏阶段）该阶段是天然气在页岩中的生成、吸附与溶解逃离（图1－6 ①），具有与煤层气成藏大致相同的机理过程。

在天然气的最初生成阶段，主要由生物作用所产生的天然气首先满足岩石中有机质和粘土矿物颗粒表面吸附的需要，当吸附气量与溶解的逃逸气量达到饱和时，富裕出来的天然气则以游离相或溶解相进行运移逃散，条件适宜时可为水溶气藏的形成提供丰富气源。

54近年来，随着勘探开发技术不断发展，掀起了非常规油气资源勘探的热潮。

我国页岩气资源丰富，页岩气作为一种非常规天燃气，勘探开发潜力巨大。

随着勘探开发技术的提升，页岩气开发的成本大大降低。

页岩气储层通常为孔隙度和渗透率均较低的致密储层，采用常规开采方式难以取得较好的经济效益，为 此，页岩气开采通常采用长水平段水平井技术，采用分段压裂的手段。

页岩气水平井长度能够达到上千米，给固井提出了较高的要求，提高页岩气长水平段水平井固井质量至关重要。

一、页岩气水平固井关键技术页岩气长水平段水平井固井过程中，不仅对水泥浆性能要求较高，还对钻井液驱替效率有一定要求，此外，长水平段套管下入及居中度控制也很重要。

页岩气水平井固井关键技术主要有以下几种：1.套管下入及居中度控制。

页岩气水平井井眼不同于常规直井，对于井眼曲率较大的井段，套管在下入时不仅受到重力作用，还受到摩擦阻力作用，在这些作用力下，套管会发生不同程度的弯曲变形。

此外，由于套管在斜井段和水平井段与井壁接触面积大，导致套管摩擦阻力很大，在下入过程中套管难以准确下至预定位置，并且这种摩擦阻力随着水平井段延伸变大，影响了套管的顺利下入。

套管下入过程中变形，会影响套管的居中度，从而影响固井质量。

因为居中度越差，水泥浆顶替效率就越低，使得固井质量难以保证，必须使用扶正器来保证套管的居中度。

2.油基前置液顶替技术。

页岩气水平井由于其特殊性，要求钻井液具有较好的润滑性、携带岩屑能力及储层保护能力，油基钻井液抗高温性能好、润滑效果好、抑制能力强等特点，广泛应用于页岩气水平井中，但由于油基钻井液会在井壁和套管内壁形成油膜或油质泥饼，导致水泥浆不能很好地吸附在井壁和套管壁上，影响固井质量。

并且，由于水平井水平段重力方向都是径向的，钻井液中固相或水泥浆容易沉底，在井筒内形成岩屑床，钻井液下部密度大，上部密度小，从而影响顶替效率。

3.水泥浆体系设计。

水平井固井对泥浆性能要求较高，水泥浆体系的密度、失水量、流变性等都对固井质量影响较大。

油田页岩气水平井钻井关键技术分析本文在研究中以油田页岩气水平井钻井关键技术为核心，列举工程案例，分析油田页岩气水平井钻井关键技术，明确该技术的应用效果，钻井效率高、成本低，值得被广泛应用，并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

标签：油田页岩气;水平井;钻井技术一、工程概况某油田页岩气水平井钻进施工中，基于导眼井实施水平井侧钻，以“导管+四开制”为主进行布设，完工后井深为5179m，施工周期为45.38天，机械钻进均速为7.19m/h。

如图1为井身结构。

导眼井属于直井型，以“导管+三开制”为主进行布设，运用导管钻进，完工后井深为3433m，施工周期为74.33天，机械钻进均速为4.59m/h。

二、油田页岩气水平井钻进关键技术（一）旋转导向钻井技术当前，旋转导向钻井技术应用中，具有较大的应用优势，技术水平比较先进，大多应用在特殊油藏的高难度定向井、大位移井、水平井、超深井以及水平分支井。

在实际应用中，旋转导向钻井技术主要通过远端计算机，在计算机界面输入工具参数值，由脉冲传至井底仪器，优化工具面角，以实现井眼轨迹的控制。

相比于传统螺杆导向钻井方式而言，旋转导向钻井技术具有极强的准确性和及时性，可以实现经验轨迹控制的最大精度，保证导向钻井中的持续性旋转，实现摩阻扭矩的控制。

（二）固井技术通过对本油田页岩气水平井钻进难点的分析，参考国内外固井技术，选择双凝双密度水泥浆，配置比例為 1.38：1.88=低密度缓凝水泥浆：髙胶结弹性防气窜水泥浆，二者配合使用，不仅可以降低水泥浆液柱压力，还可以提高下部产层固井质量，避免固井中出现水泥浆泄露问题。

且由于髙胶结弹性防气窜水泥浆具有极强的胶结能力与防气窜能力，便于后续压裂施工，提高固井综合质量。

（三）激进式钻井技术为了环节环空压耗较高的问题，本钻进工程中选择激进式钻井技术，在设置钻井水力参数中，将钻井参数和水力参数的实际值都超出其设计值。

与此同时，必须对现有钻井设备进行升级，把原有35MPa地面高压管提高到52MPa，根据井深大于5000m的水平井应用大功率F-2200型钻井泵，符合激进式水力参数要求。

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。

页岩气开发技术综述页岩气是指那些聚集在暗色泥页岩或高碳泥页岩中,以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气。

它与常规天然气的理化性质完全一样，只不过赋存于渗透率、孔隙度极低的泥页岩之中，气流的阻力比常规天然气大，很大程度上增加了页岩气的开采难度，因此被业界归为非常规油气资源。

页岩自身的有效孔隙度很低,页岩气藏主要是由于大范围发育的区域性裂缝,或热裂解生气阶段产生异常高压在沿应力集中面、岩性接触过渡面或脆性薄弱面产生的裂缝提供成藏所需的最低限度的储集孔隙度和渗透率。

通常孔隙度最高仅为4% ~5%,渗透率小于1×10-3μm。

页岩气开发是一个系统、庞杂的工程，其技术要求高、资金投入多。

技术进步是页岩气产量提高的关键，其中水平钻井和水力压裂技术是页岩气开发的核心技术，此外还包含了页岩气井测井、录井、固井、完井、监测等多种技术。

1水平钻井技术的广泛使用页岩气生产井一般都采用水平井，直井仅一般作为探井。

水平井可以获得更大的储层泄流面积，单井产量大、生产周期长，特别适用于页岩这样的产层薄、孔隙度小、渗透率低的储层开发，具有直井无法比拟的效果。

水平井目前已经广泛应用在美国页岩气开发中。

1992年，Mitchell能源公司在Barnett页岩中完成第一口水平井后，水平井开始在页岩气中应用；2002年，Devon能源公司收购Mitchell能源公司后，开始在Barnett页岩大规模打水平井；截至2008年，整个Barnett页岩中共有生产井10000口左右，其q J 2/3 的井为水平井。

水平井中获得的页岩气最终采收率大约是直井的3倍(Waters G, 2006)，在Barnett页岩核心地区，水平井的月最大产量能达到直井的4 倍( Jeff Hayden, 2005)。

页岩气井水平钻井的技术有空气欠平衡钻井技术、控制压力钻井技术及旋转导向钻井技术。

1.1 空气欠平衡钻井技术空气欠平衡钻井是以空气作为循环介质进行欠平衡钻井，它能够克服井壁坍塌和液体钻井液对储层的伤害，很好地克服钻井作业过程中的卡钻、井漏、井塌等问题，提高钻井速度，减轻地层伤害，提高油气井产能，节省作业成本。