水平井鉆井技術在頁巖氣井的應用

戴昆(中國石油川慶鉆探公司頁巖氣勘探開發項目經理部， 四川 成都 610000)

水平井鉆井技術在頁巖氣井的應用

戴昆(中國石油川慶鉆探公司頁巖氣勘探開發項目經理部， 四川 成都 610000)

在天然氣的供需矛盾日益擴大以及相關輔助技術逐漸進步的時期，頁巖氣作為一種低品位、低風度的非常規天然氣藏增逐漸走向大眾視線。勘查得知，四川長寧—威遠地區內涵十分豐富的頁巖氣數量、但這一地區的地質條件復雜、埋藏較深，因此對開發的技術要求也就更高。本文主要對水平鉆井技術對長寧—威遠頁巖氣開發的應用展開探究，并對其開發中的難點問題、待改進為題進行總結，為頁巖氣藏中水平鉆井技術的應用發展提供穩固的技術支撐。

水平井鉆井技術；四川長寧—威遠；頁巖氣井

頁巖氣井的勘察力度隨著水平井鉆井技術的發展也逐漸加大，并在國內外的頁巖氣藏水平鉆井技術中得到了應用對光。通過對四川長寧—威遠的頁巖氣示范區進行調查，發現這一區域內還沒有相關鉆井技術方向的總結，缺乏對當前鉆井技術中應用現狀。存在問題的探究分析。因此，在綜合的研究實驗工作下，技術人員應積極對長寧—威遠示范區內的水平鉆井技術展開分析，從而對國內其他地區的頁巖氣藏開發起到應有的借鑒意義。

1 地質特征與鉆井難點分析

第一，四川長寧-威遠在地質構造中屬于縱向上孔隙、裂縫發育，因此這一結構中容易出現鉆井口的出口失返、或是千層漏水影響了鉆井防漏技術的使用。鉆進水平井施工中也可能發生井漏復雜、加大了鉆井工作周期。第二，地表的沉巖性過差，容易發生破碎性垮塌或是掉塊現象。在井壁切向應力同水平井等多種因素的影響下，水平井、大斜度井中可能發生井壁垮塌等現象。第三，四川威遠—長寧地區的地層構造中可鉆性較差、地層中夾層較多、所以對鉆頭的要求較高，通常使用單只鉆頭進尺低，避免對整體鉆井速度產生干擾。第四，由于頁巖氣藏中的資金回收時間過長，且產能較少，需要對生產工藝持續優化，因此對于頁巖氣長水平段的鉆井配套裝備，應不斷提升其采收效率，并減少鉆井中的工作成本，使頁巖氣的開發工作更加高效。

2 水平鉆井技術在威遠頁巖氣井中技術應用

(1)井身結構方案 對于威遠頁巖氣井中的地質項目與壓力剖面特征，可使其逐漸形成三開三完、二開二完等兩種結構的建設方案，并在表層套管的水平段、上部漏層與疏松層使用油層套管固定，通過三開三完的結構模式對其中間增加套管，隔離其中的復雜層、上部二疊系垮塌。依照各種復雜的地質結構特點，對其中井身結構模式進行總結，并縮減水平段的裸眼段長、減少井眼大小，使鉆井的工作成本得到縮減，并緩解井下的復雜情況，使得頁巖氣藏的工作效率得到提升，技術有所支持。

(2)井眼工作軌跡規劃與控制 通過地震、壓裂、測井等相關資料，構建模擬的分析模型，推算出威遠頁巖氣地區的地應力表現，可對地應力的方向、大小有初步判斷，進而對水平段的穩定要求與儲層改造工作達到兼顧。并總結出水平井眼能夠跟隨最小主應力偏離三十至四十度的兩種模式。當水平段是在優質頁巖層中發展的，就可以結合其現場的試驗資料，對井壁失衡現狀進行評價。并通過分析水壓的改造壓裂能力，制定能夠在水平段頁巖層中穿行的方案。進而減少水平段中的作業消耗費用，使儲層地質中的不穩定能力得到提升。為使作業成本減少、并使頁巖氣藏水平井的工作方式能夠推廣使用，應使用密集從事的水平井進行定向段擴展與斜點上移。并使不同水平段的長度、間距得到增加，使得三維的井眼能夠得到軌跡控制與優化，并減少工程施工中的難度與復雜程度。

(3)防塌鉆井液系統 針對頁巖層中的各種結構發育、儲層延性脆、容易產生層間剝落以及水敏性較強等特征，應對其白油基、柴油基、合成基鉆井液體系，并對有機鉆井液體系的處理機與配方采用室內試驗展開評價，進而產生了鉆井液的防塌技能。這項技術產生的主要目的時能夠科學調整鉆井液的默讀，具有較強的攜砂能力與豐富性，且低率失量的特征能夠在實鉆中構建地下的全部巖石流體中水，并為鉆井的液性優化構建優良的理論基礎。

3 水平鉆井技術在應用中的效果評價

頁巖氣的水平鉆井技術是在理論經驗與室內試驗的基礎上展開的，通過在威遠地區的試驗總結，機械鉆速能夠比鄰井鉆速大大提升，并實現了常規技術下水平段鉆長在一千米以上頁巖氣中延伸的目標。對于頁巖氣表層中容易出現的井漏狀況，試驗井通常是泥漿蓋帽強鉆技術、充氣鉆井治漏技術等展開應用，能夠有效提升鉆井工作的連續性，并節約其中的等水時間消耗。但是在這一區域的無土相合成基鉆井液、柴油基、合成基等展開現場測試，試驗中可以利用化學調整、物理作用等防止頁巖壁段出現垮塌，但仍舊在施工中存在一定成本較高、性能較差、環保壓力大等狀況。使得鉆井過程中的井壁垮塌問題，加大了下套管固井與鉆井的工作難度。

4 結語

四川頁巖奇景中水平井快鉆技術的應用，能夠快速鉆成大延伸水平井，從而給頁巖氣的更多開發奠定技術基礎。在對工程的作業難度與地址條件綜合考慮后，可以對水平段長進行優化、并使頁巖氣的水平井能夠安全、高效鉆進。使用工廠化的工作方式對叢式水平井互相配合，能夠進一步提升頁巖氣藏在經濟方面的開發效益。

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