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
【相关文献】
1.中国海相页岩气开发评价关键技术进展 [J], 贾爱林;位云生;金亦秋
2.页岩气开发水系统地面建设模式与处理关键技术 [J], 朱景义;谢卫红;李冰;王念榕;骆成松;巨龙
3.深层页岩气开发关键技术难点与攻关方向 [J], 何骁;李武广;党录瑞;黄山;王旭东;张成林;张柟乔;陈月
4.中石化江汉石油工程公司页岩气开发关键技术100%实现国产化 [J], 天工
5.中国石油川南页岩气开发形成关键技术体系 [J],
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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。