页岩气钻井井控关键技术和措施
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185中石化在涪陵、南川、威荣等多个区块开展页岩气水平井开发,其水平段长历经1500以内、1500~3000米、3000米以上三个阶段,针对国内页岩气水平井开发,一般把水平段超过3000m的水平井称为长水平段水平井,通过施工3500米以上水平段水平井,其压裂改造段长、产气量将提高至少30%以上,大幅度提高单井产量,减少部署井数量、节省土地征用,突破地形地貌限制等,真正实现“少井高产”,对于页岩气的效益开发具有重要意义。
1 钻完井难点问题针对东胜页岩气区块,从前期施工情况分析来看,主要存在以下钻井难点问题:(1)浅表层漏、垮风险高。
东胜区块浅层以须家河组、雷口坡组地层出露为主,溶洞、裂缝发育,部分井区与地下暗河连通,极易发生恶性漏失,同时由于沉积过程中砾石对原有缝洞的充填,导致钻井过程中易发生掉块垮塌,钻井过程也易发生卡钻事故,严重影响钻井进度。
(2)中上部地层差异大,从上部地层到目的层,发育灰岩、白云岩、泥岩地层,灰岩裂缝发育易造成井漏,而夹杂的泥岩地层也影响井眼稳定性。
(3)长水平段施工井壁稳定与降摩减阻难度大,目的层为泥页岩地层,受钻井液浸泡、地层岩石矿物的水化膨胀、应力传递等影响存在垮塌风险,同时长水平段施工摩阻扭矩急速增加,倒是后续施工难度大幅增加。
(4)固完井难度大,长水平段水平井钻井施工后,套管无法与钻具一样实现倒装,提高上部载荷,套管的下入存在较大难度。
2 井身结构设计井身结构设计是钻井安全顺利施工的首要条件,合理的井身结构设计能有效针对各类风险提供保护措施,为下步施工提供条件,同时能最大限度地减小裸眼段摩阻,为长水平段水平井提供保障。
页岩气水平井井身结构设计主要考虑两点因素,一个是封固不同压力层系的地层;二是封固各类不稳定地层,为下开次的施工提供井眼条件。
其井身结构设计具体为:导管段采用Φ609.6mm钻头×Φ473.1mm套管封固雷口坡组易漏失、易跨地层;一开采用Φ406.4mm钻头×Φ339.7mm套管封固嘉陵江组裂缝发育层;二开采用Φ311.2mm钻头×Φ244.5mm直至进入目的层龙马溪组顶部,套管封固上部二叠系、志留系易漏失层,为三开油基钻井液施工提供条件;三开采用Φ215.9mm钻头与油基钻井液施工水平段直至完钻[1]。
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。
威远页岩气水平井防塌防卡钻井液技术威远页岩气水平井是指在威远页岩气田开发过程中,为了获取更大的开采面积和提高产能,在垂直井的基础上进行水平井钻探。
由于威远页岩气层的特殊性,水平井钻探过程中常常会面临防塌和防卡的挑战。
为了解决这些问题,需要采用适合的钻井液技术。
防塌是指在钻井过程中,由于地层岩石的不稳定性,容易发生地层坍塌的现象。
在威远页岩气水平井钻探过程中,由于井壁的巨大侧压力和地层的不稳定性,防止井壁塌方至关重要。
钻井液的主要作用是形成一个稳定的井壁,防止地层的坍塌。
在威远页岩气水平井防塌钻井液技术中,常采用的方法有以下几个方面:1. 选用合适的钻井液体系:钻井液通常由基础液体、添加剂和填充物组成。
在威远页岩气水平井钻井液中,选用高密度的水基钻井液,以增加井壁稳定性,防止地层塌方。
添加剂可以增加钻井液的黏度和凝聚力,提高井壁的强度和稳定性。
2. 控制井壁压力:由于威远页岩气水平井具有较大的侧压力,容易导致井壁的坍塌。
在钻井过程中,需要通过调整钻井液的密度和压力来控制井壁的稳定性。
合理的井壁压力可以有效地防止地层的坍塌。
3. 加强井眼质量管理:在威远页岩气水平井钻井液技术中,还需要加强井眼质量管理。
通过密切监测井眼的情况,及时调整钻井液的性能和参数。
需要加强井眼清洁作业,及时清除井眼中的渣层和滞回物,保持井眼畅通。
防卡是指钻井作业中钻头容易卡在井壁或地层裂缝中,导致钻井停滞、损坏设备等问题。
在威远页岩气水平井钻井过程中,由于页岩气层的特殊性,容易形成泥浆堵塞和岩屑积聚,导致钻井工具卡住。
为了防止钻井工具卡钻,采用以下技术:1. 选择合适的钻井液类型:在威远页岩气水平井钻井液技术中,选择有助于降低摩阻、减少泥浆堵塞的钻井液类型。
如钻井胶体稀土水基钻井液,它具有良好的抗渗性能和高扩散率,可以减少页岩气层渗透率的影响。
2. 加强泥浆携砂能力:为了防止岩屑积聚,需要加强泥浆的携砂能力。
可以通过调整泥浆的密度和黏度,加强其对岩屑的悬浮能力,防止岩屑陷落。
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。
页岩气水平井钻井技术与难点分析页岩气水平井钻井技术应用受到了地质特点的影响,存在着一定难点,为了顺利进行钻井施工,需要对钻井技术进行合理应用。
本文介绍了页岩气井的钻探的含义,分析了页岩气水平井钻井难点,阐述了水平钻井技术在页岩气井中的应用,提出了加强钻井技术效果的措施,使页岩气水平井钻井的进行更加顺利,为页岩气资源开采提供了便捷的条件。
标签:水平井钻井;页岩气;难点引言页岩气作为一种天然气,是重要的资源,在勘测中受到了多种因素的影响,开采可能会遇到问题。
由于我国的页岩气勘探及开发还处于发展过程中,钻井技术水平还没有达到较高的程度,这使勘测的进行受到了影响。
应结合页岩气的特点,分析水平井钻井技术的应用难点,页岩气的开采效果,使页岩气开发能够有效实现,为我国的能源供应带来帮助。
一、页岩气井的钻探概述同时采用压力控制和钻井平衡测量凿岩的技术,解决施工中遇到的重大技术难题。
对于非传统天然气资源的页岩气来讲,我国储量非常丰厚,但是开发难度系数较大,需要进行科学、系统的分析和研究,并采取措施改善井内钻井技术,解决工作中遇到的各种问题,提高页岩气和天然气的利用率和质量,并延长页岩气的使用期限,满足人们的需求。
在开展页岩气水平钻井工作的过程中,一般常用井眼轨迹控制技术进行作业,并且借助井的地质钻井技术导向使用,使钻探过程中的井眼轨迹问题得到了解决,为钻探工作带来相应的支持。
二、页岩气水平井钻井难点通过对某地区的地质构造情况进行分析,该地区的地质构造属于纵向上孔隙、裂缝发育,在结构中易产生钻井口的出口失返或者漏水问题,对钻井作业造成了影响,钻进水平井的过程中可能会产生更多的问题,导致周期延长。
由于地表的沉岩性比较差,易产生垮塌的问题或者掉块问题。
井壁切向应力等多种因素的作用下,水平井以及大斜度井中可能会出现井壁垮塌的问题。
同时,该地区的地层构造中可钻性比较差,地层中的夹层较多,对钻头有着较高的要求,一般使用单只钻头进行施工,避免对钻井效果产生不良的影响。