川庆页岩气钻井技术

页岩气井地面除砂技术
何恩鹏;潘登;涂敖
【期刊名称】《油气井测试》
【年(卷),期】2016(025)006
【摘要】页岩气井采用加砂压裂增产方式，放喷测试过程中砂粒随井筒排出液（气）排至地面会冲蚀地面流程设备的节流装置、弯头等，造成刺漏损毁设备和伤害操作人员等安全事故，影响地面测试安全作业。

地面除砂技术采用双筒管柱式除砂器和旋流除砂器相结合的方式，有效除去井筒排出的砂粒，避免对地面流程设备造成冲蚀。

【总页数】3页(P56-58)
【作者】何恩鹏;潘登;涂敖
【作者单位】川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300;川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300;川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院四川广汉618300
【正文语种】中文
【中图分类】TE358
【相关文献】
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68工厂化批量作业模式是指利用一系列先进钻完井技术和装备、通讯工具，系统优化管理整个建井工程涉及的多项因素，集中布井进行批量钻井、批量压裂等作业的一种作业方式。

1 井场布局为了进一步节约土地和成本，可积极与土地拥有方协调并寻找合适的地理位置，将平台布井口数由布置6～10口，让一个平台摆2台钻机同时作业。

方案一 方案二图1 双钻机作业井场布局图2 批量化钻井作业流程从节约成本考虑，最初威远页岩气区块的丛式井钻井模式是完成一口井再平移井架继续钻进另外一口井，这种模式会使在钻井过程中水基泥浆和油基泥浆相互倒换，而这两种泥浆的准备和倒换会花费大量时间和泥浆的准备空间，特别是岩屑的收集十分不便，油基岩屑不同于水基岩屑必须单独集中处理，为缓解这个问题，改变丛式井钻井模式，先用水基泥浆钻完第一口井的直井段，然后直接平移井架至下口井钻进，当这一排井的水基泥浆直井段钻完后，在用油基泥浆钻进造斜段和水平段，最后一口井完钻后，在返方向平移井架钻进之前未完钻的井眼。

变更丛式井钻进模式后同井场两个钻机作业顺序见下图（图二）。

图2 变更丛式井钻进模式后同井场两个钻机作业顺序见下图四川页岩气工厂化批量钻井探索喻甫成中石油川庆钻探工程公司川西钻探公司　四川　成都　610051摘要：本文依据中国石油集团公司率先建立的威远，长宁页岩气钻井平台的钻井经验，结合北美成熟的页岩气钻井模式，在适应川西南地区地质地形的前提下，首次提出了在该地区建立页岩气工厂化批量钻井模式理论构架及该条件下的技术措施，并在实际探索中取得了一定的成绩，以期为我国大规模开发页岩气提供前期技术探索及理论依据。

关键词：页岩气开发　威远长宁片区　工厂化批量钻井Industrial batch drilling in Sichuan shale gas reservoirYu FuchengChuanxi drilling company ，CCDC ，CNPC ，Sichuan Chengdu 610051Abstract：The theoretical structure and technologies for shale gas batching drilling in southwest Sichuan are proposed in this paper based on the practices in Weiyuan and Changping platform built up by CNPC as well as mature drilling pattern of North America. The successful experiences of that will provide early technical and theoretical support for future large scale development of shale gas.Keywords：shale gas development；Weiyuan and Changping area；industrial batch drillingவವʷ வವ̄ਈᴤыᔿӅ䫫䘋⁑ᔿਾ਼Ӆ൪єњ䫫ᵪ֌ъ亪ᒿ㿱лമ˄മҼ˅3 设备安装要求同一井场要安装两台钻机，空间狭小，设备的摆放在两台钻机进场之前要先期规划好摆放位置。

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。

页岩气与水平井钻井技术石工10-9班林鑫2010022116(中国石油大学石油工程学院，北京102249)摘要：页岩气在世界油气资源中占有巨大的比重，但因其渗透率低，开采难度大。

目前对页岩气的开采方式主要是以水平井为主。

水平井与直井相比，具有与油层接触面积大，采油率高等特点，因而被广泛的应用到非常规油气和老井增产中去。

本文分析介绍了水平井钻井技术中的一些关键技术，对水平井技术中存在的问题进行了探讨，并对水平井的几个研究的方向进行了介绍。

1.目的：页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，页岩气是主体上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，它可以生成于有机成因的各种阶段天然气主体上，以游离相态（大约50%）存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，以吸附状态（大约50%）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。

与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。

因此，有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

中国主要盆地和地区页岩气资源量约为15万亿－30万亿立方米，经济价值巨大。

另一方面，生产周期长也是页岩气的显著特点。

页岩气的储量巨大，但开采难度也很高，为能充分开采页岩气，目前采用的技术有水平井技术和压裂技术，为此，对页岩水平井钻井技术的研究具有重要的意义。

2.技术进展水平井是定向井的一种，指井眼轨迹达到水平后，井眼继续眼神一定长度的定向井。

这里所说的“达到水平”是指井斜角达到90°左右（一般大于85°）。

“延伸一定长度”一般是在油层里延伸，并且延伸的长度要大于有层厚度的六倍。

根据垂直段向水平段转弯时的曲率半径的大小，将水平井分为五类，分别为：2.1水平井的优势1.水平井的突出特点是井眼穿过油层的长度长，大大增加了井与油层的接触表面积，从而使油井的单井产量高，油井的生产速度快，减少了生产时间。

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。