水平井鉆井技術(shù)在頁巖氣井的應(yīng)用

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

水平井鉆井技術(shù)在頁巖氣井的應(yīng)用

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

在天然氣的供需矛盾日益擴(kuò)大以及相關(guān)輔助技術(shù)逐漸進(jìn)步的時期，頁巖氣作為一種低品位、低風(fēng)度的非常規(guī)天然氣藏增逐漸走向大眾視線。勘查得知，四川長寧—威遠(yuǎn)地區(qū)內(nèi)涵十分豐富的頁巖氣數(shù)量、但這一地區(qū)的地質(zhì)條件復(fù)雜、埋藏較深，因此對開發(fā)的技術(shù)要求也就更高。本文主要對水平鉆井技術(shù)對長寧—威遠(yuǎn)頁巖氣開發(fā)的應(yīng)用展開探究，并對其開發(fā)中的難點問題、待改進(jìn)為題進(jìn)行總結(jié)，為頁巖氣藏中水平鉆井技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展提供穩(wěn)固的技術(shù)支撐。

水平井鉆井技術(shù)；四川長寧—威遠(yuǎn)；頁巖氣井

頁巖氣井的勘察力度隨著水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展也逐漸加大，并在國內(nèi)外的頁巖氣藏水平鉆井技術(shù)中得到了應(yīng)用對光。通過對四川長寧—威遠(yuǎn)的頁巖氣示范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這一區(qū)域內(nèi)還沒有相關(guān)鉆井技術(shù)方向的總結(jié)，缺乏對當(dāng)前鉆井技術(shù)中應(yīng)用現(xiàn)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(shù)人員應(yīng)積極對長寧—威遠(yuǎn)示范區(qū)內(nèi)的水平鉆井技術(shù)展開分析，從而對國內(nèi)其他地區(qū)的頁巖氣藏開發(fā)起到應(yīng)有的借鑒意義。

1 地質(zhì)特征與鉆井難點分析

第一，四川長寧-威遠(yuǎn)在地質(zhì)構(gòu)造中屬于縱向上孔隙、裂縫發(fā)育，因此這一結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)鉆井口的出口失返、或是千層漏水影響了鉆井防漏技術(shù)的使用。鉆進(jìn)水平井施工中也可能發(fā)生井漏復(fù)雜、加大了鉆井工作周期。第二，地表的沉巖性過差，容易發(fā)生破碎性垮塌或是掉塊現(xiàn)象。在井壁切向應(yīng)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(fā)生井壁垮塌等現(xiàn)象。第三，四川威遠(yuǎn)—長寧地區(qū)的地層構(gòu)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(jìn)尺低，避免對整體鉆井速度產(chǎn)生干擾。第四，由于頁巖氣藏中的資金回收時間過長，且產(chǎn)能較少，需要對生產(chǎn)工藝持續(xù)優(yōu)化，因此對于頁巖氣長水平段的鉆井配套裝備，應(yīng)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(fā)工作更加高效。

2 水平鉆井技術(shù)在威遠(yuǎn)頁巖氣井中技術(shù)應(yīng)用

(1)井身結(jié)構(gòu)方案 對于威遠(yuǎn)頁巖氣井中的地質(zhì)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(jié)構(gòu)的建設(shè)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(jié)構(gòu)模式對其中間增加套管，隔離其中的復(fù)雜層、上部二疊系垮塌。依照各種復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，對其中井身結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行總結(jié)，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(fù)雜情況，使得頁巖氣藏的工作效率得到提升，技術(shù)有所支持。

(2)井眼工作軌跡規(guī)劃與控制 通過地震、壓裂、測井等相關(guān)資料，構(gòu)建模擬的分析模型，推算出威遠(yuǎn)頁巖氣地區(qū)的地應(yīng)力表現(xiàn)，可對地應(yīng)力的方向、大小有初步判斷，進(jìn)而對水平段的穩(wěn)定要求與儲層改造工作達(dá)到兼顧。并總結(jié)出水平井眼能夠跟隨最小主應(yīng)力偏離三十至四十度的兩種模式。當(dāng)水平段是在優(yōu)質(zhì)頁巖層中發(fā)展的，就可以結(jié)合其現(xiàn)場的試驗資料，對井壁失衡現(xiàn)狀進(jìn)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(jìn)而減少水平段中的作業(yè)消耗費(fèi)用，使儲層地質(zhì)中的不穩(wěn)定能力得到提升。為使作業(yè)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(yīng)使用密集從事的水平井進(jìn)行定向段擴(kuò)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(yōu)化，并減少工程施工中的難度與復(fù)雜程度。

(3)防塌鉆井液系統(tǒng) 針對頁巖層中的各種結(jié)構(gòu)發(fā)育、儲層延性脆、容易產(chǎn)生層間剝落以及水敏性較強(qiáng)等特征，應(yīng)對其白油基、柴油基、合成基鉆井液體系，并對有機(jī)鉆井液體系的處理機(jī)與配方采用室內(nèi)試驗展開評價，進(jìn)而產(chǎn)生了鉆井液的防塌技能。這項技術(shù)產(chǎn)生的主要目的時能夠科學(xué)調(diào)整鉆井液的默讀，具有較強(qiáng)的攜砂能力與豐富性，且低率失量的特征能夠在實鉆中構(gòu)建地下的全部巖石流體中水，并為鉆井的液性優(yōu)化構(gòu)建優(yōu)良的理論基礎(chǔ)。

3 水平鉆井技術(shù)在應(yīng)用中的效果評價

頁巖氣的水平鉆井技術(shù)是在理論經(jīng)驗與室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上展開的，通過在威遠(yuǎn)地區(qū)的試驗總結(jié)，機(jī)械鉆速能夠比鄰井鉆速大大提升，并實現(xiàn)了常規(guī)技術(shù)下水平段鉆長在一千米以上頁巖氣中延伸的目標(biāo)。對于頁巖氣表層中容易出現(xiàn)的井漏狀況，試驗井通常是泥漿蓋帽強(qiáng)鉆技術(shù)、充氣鉆井治漏技術(shù)等展開應(yīng)用，能夠有效提升鉆井工作的連續(xù)性，并節(jié)約其中的等水時間消耗。但是在這一區(qū)域的無土相合成基鉆井液、柴油基、合成基等展開現(xiàn)場測試，試驗中可以利用化學(xué)調(diào)整、物理作用等防止頁巖壁段出現(xiàn)垮塌，但仍舊在施工中存在一定成本較高、性能較差、環(huán)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(jié)語

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

[1]劉偉,伍賢柱,韓烈祥,等.水平井鉆井技術(shù)在四川長寧-威遠(yuǎn)頁巖氣井的應(yīng)用[J].鉆采工藝,2013,36(1):114-115.

[2]聶靖霜,王華平,王富渝.長寧威遠(yuǎn)地區(qū)頁巖氣大斜度水平井鉆井技術(shù)研究[J].鉆采工藝,2013,36(3):118-120.

[3]劉世彬,趙常青,嚴(yán)海兵.威遠(yuǎn)—長寧區(qū)塊頁巖氣藏水平井固井技術(shù)[J].天然氣工業(yè),2014,34(S1):132-135.