美国页岩气压裂增产技术

页岩气是非常规气勘探开发的重要领域,并在美国取得了巨大成功。页岩气以吸附或游离状态为主要存在形式,形成于暗色高碳泥质烃源岩中。页岩气藏是典型的非常规天然气藏,它具有低渗透、生产周期长和开采寿命长的特点。页岩气作为一种高效、清洁的能源,其中蕴藏着巨大的经济和环境效益。美国页岩气开发采用了先进的压裂增产技术,页岩气产量逐年提高。水力压裂技术的改进主要是指各种压裂技术的涌现,如分段压裂技术、重复压裂技术、同步压裂技术和清水压裂技术等。     

影响页岩气开发因素及勘探开发技术展望

页岩气的勘探开发在缓解能源供给压力、发展低碳经济和调整优化能源结构等方面具有不可忽视的作用。以此为契机,在系统研究页岩气藏地质特征、开发特征和成藏机理的基础上,主要从有机质含量、成熟度、矿物成分、裂缝发育程度等几个方面着手,综述分析了影响页岩气产能的客观控制因素;针对页岩气储层物性差、开采难度大的特点,重点介绍了北美开采页岩气过程中采用的特殊完井工艺、水平井钻井技术、水力压裂等储层改造技术及裂缝监测等先进技术。同时对我国页岩气资源的勘探开发前景进行了简述,为实现页岩气大规模商业化开采,提供理论依据和技术思路。     

美国页岩气藏勘探开发及其启示

美国是全球唯一商业化生产页岩气的国家。介绍了美国页岩气勘探开发历程、储层物性特征和页岩气快速发展的经验。通过与美国页岩气成藏地质条件的对比研究后发现,我国具有广泛的页岩气发育基础条件和良好的页岩有机地球化学指标以及可进行商业开采的页岩气藏地质条件。因此,应借鉴和学习美国在页岩气藏勘探、开发领域积累的较成熟的经验和做法,建立起符合中国地质特点的页岩气勘探开发技术体系,促进我国页岩气产业健康、迅速发展。     

页岩气钻完井工程技术现状

介绍了页岩气的性质、特点及全球分布情况,针对页岩气储层物性差、开采难度大的特点,重点介绍了北美页岩气开采过程中所采用的水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过文献调研得知,美国页岩气勘探开发已进入商业化模式,集成应用了先进的钻完井技术和井下工具。我国页岩气地质储量丰富,但是勘探开发技术尚在探索起步阶段,需要克服的困难还很多。文章借鉴国外先进页岩气钻完井技术,结合国内现有技术,提出适合我国页岩气勘探开发的理论依据和技术思路。     

煤层气藏与页岩气藏

该文介绍了煤层气藏和页岩气藏的储层机理及其钻井、完井和开采方法;储量的计算方法;商业价值的评估;美国主要煤层气藏和页岩气藏的地理位置、产量和开采特点;煤层气藏和页岩气藏开发的技术支持以及在美国以外国家的发现现状。煤层气藏和页岩气藏的开发在美国已进行了二十多年,美国的经验会对其他国家的煤层气开发起到很好的借鉴作用。     

美国页岩气勘探开发技术和管理经验的启示

我国页岩气资源丰富,但页岩气勘探开发起步较晚,在技术以及管理方面都有很大欠缺,美国页岩气的快速发展有很好的借鉴作用。通过对美国页岩气藏资源分布与地质特征、管理经验及勘探开发与增产技术的介绍与分析,总结了美国页岩气藏勘探开发的成功经验,并揭示出对我国页岩气藏勘探开发的启示,指出页岩气的勘探开发需要从技术及管理上借鉴美国经验的同时还应注意到我国页岩气藏的特殊性以及我国的国情。     

威远构造页岩气钻井技术探讨

当前常规天然气资源经过长期开采已逐步衰竭,页岩气等非常规天然气资源已引起新的重视。国外页岩气勘探开发表明其生产周期长、单井产量低、产量递减快、资金回收慢、环境污染等问题,是阻碍页岩气藏工业化开发步伐的主要因素。而水平井是页岩气藏成功开发的关键因素,水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。文章以四川油气田威远构造的第一口龙马溪页岩气水平井—威201-H1井为依托,进行页岩气水平井钻井技术的探讨,为今后在该区块的钻井设计和钻井技术提供了一定基础支撑。     

页岩气是潜力巨大的非常规天然气资源

通过对北美页岩气藏的深入研究并系统总结其勘探开发历史与成功经验,指出页岩气藏是典型的非常规天然气藏。探讨了页岩气藏在地质特征、开发特征上与常规天然气藏的明显差异。北美油气生产商把页岩气藏作为重要天然气开发目标,其有效勘探开发的关键在于有政策引导和水平井、水力压裂等先进钻、完井技术的成功应用。借鉴其经验,认为我国对页岩气的研究与勘探开发尚处于探索阶段,存在古生界海相与中、新生界陆相两大页岩气勘探开发领域,页岩气资源潜力巨大,在地质理论和钻、完井等生产技术发展的推动下,将成为中国现实的天然气资源。建议加快我国页岩气资源战略调查,制定优惠政策,加强对外合作,推动我国页岩气勘探开发技术和产业化发展。     

页岩气是潜力巨大的非常规天然气资沥

通过对北美页岩气藏的深入研究并系统总结其勘探开发历史与成功经验,指出页岩气藏是典型的非常规天然气藏。探讨了页岩气藏在地质特征、开发特征上与常规天然气藏的明显差异。北美油气生产商把页岩气藏作为重要天然气开发目标,其有效勘探开发的关键在于有政策引导和水平井、水力压裂等先进钻、完井技术的成功应用。借鉴其经验,认为我国对页岩气的研究与勘探开发尚处于探索阶段,存在古生界海相与中、新生界陆相两大页岩气勘探开发领域,页岩气资源潜力巨大,在地质理论和钻、完井等生产技术发展的推动下,将成为中国现实的天然气资源。建议加快我国页岩气资源战略调查,制定优惠政策,加强对外合作,推动我国页岩气勘探开发技术和产业化发展。     

页岩气压裂技术现状及发展建议

页岩气分布广泛,开发潜力巨大,是常规石油天然气的理想接替能源。但是,页岩气成藏规律、储集空间、渗流规律以及开发模式有其自身特点,特别是储层具有低孔特征和极低的基质渗透率,给有效开发带来很大的困难和挑战,而水平井分段压裂是页岩气成功开发的主体技术。北美地区页岩气开发已实现商业化,并逐渐形成了一系列以实现“体积改造”为目的的页岩气压裂技术。我国页岩气资源丰富,前景广阔,但尚处于起步阶段。因此,了解北美地区页岩气储层特点和开发技术,加快技术研发和应用力度,尽快形成和配套适应我国页岩气压裂技术应用的基础理论与技术系列,对于加快我国页岩气勘探开发步伐具有现实意义。概述了国内外页岩气开发现状,详细分析了页岩气的储层特征,重点介绍了国外页岩气压裂技术进展和形成的系列工艺技术,并结合目前形势对我国页岩气压裂技术的发展提出了一些建议。      

中美典型高压页岩气藏钻井提速技术对比与启示

美国Haynesville高压页岩气气藏与中国长宁—威远国家级页岩气示范区下志留统龙马溪组高压页岩气藏的地质、钻井条件最为类似,前者的钻井提速技术思路对于我国页岩气快速钻井也具有重要的参考借鉴意义。为了实现我国页岩气藏的钻井提速,通过对比中国和美国典型高压页岩气藏钻井提速技术,分析探讨了上述两个气藏在钻井提速技术方面的异同点。研究结果表明:①目前美国Haynesville等页岩气藏已将水平段井眼尺寸从215.9 mm缩小到171.5 mm或161.1 mm,单井钻井投资降低超过25%,节能减排优势明显;②美国同行采用的"高效钻头+配套井下提速工具+钻井参数优化软件/装备"的硬研磨性难钻地层系统化钻井提速技术,值得国内重视、借鉴、攻关、应用;③"控压钻井+降密度"钻井技术能够在高压页岩层段钻井提速中起到至关重要的提速应用效果。结论认为,应积极在国内国家级页岩气示范区开展缩小井身结构尺寸及其相关的钻井配套装备、工具、软件的应用探索试验;在目的层段值得持续探索、优化、应用控压钻井技术。     

四川盆地威远页岩气藏高效开发关键技术

威远页岩气藏地质条件复杂,工程技术面临很大挑战,因此,通过地质和工程技术的相互融合,以“选好区、打准层、压好井、采好气”为核心,从地质评价及井位部署优化、水平井优快钻井及精准地质导向、水平井体积压裂、排采及动态分析等4个关键环节入手进行技术攻关,形成了适合威远页岩气藏勘探开发的6项关键技术,即页岩气高产区带评价与优选技术、复杂地表条件下一体化井位部署与优化、长水平段丛式水平井高效钻井完井技术、页岩甜点录井辅助地质导向技术、页岩气体积压裂技术、排采测试及气藏开发动态分析技术。6项关键技术在威远页岩气藏开发中得到推广应用并不断完善,开发效果不断提高,主力产层龙一₁1小层的钻遇率达到98%,钻井周期缩短至69.2 d,测试产量达到19.7×104 m3/d,单井最终可采储量增至10 482×104 m3。6项关键开发技术为威远页岩气藏的高效开发提供了技术支持,且技术的适应性不断增强。      

北美致密油钻井技术现状及对我国的启示

受天然气价格低迷影响,北美致密油延续页岩气革命,作业量及产量出现大幅增长,并在全球引领了一场非常规油气资源革命。以页岩气、致密油为代表的非常规资源的成功开发与水平井等技术的进步密不可分。从钻井工程技术的角度探究了北美致密油产量大幅提升中技术进步所起到的重要作用。首先介绍北美致密油分布情况、钻井技术发展历程及现阶段作业规模情况,并通过系统梳理目前在北美主要致密油盆地所采用的主体及前沿钻井技术,分析未来钻井技术的发展趋势,为正在起步的中国致密油开发提供借鉴。     

Suggestions on the Effective Development of Shale Gas in China

Shale gas is a practical resource with great potential that could be economically explored and developed in the near future. It has been commercially developed in North America and other places. Featuring a vast distribution, a low abundance,unfavorable reservoir conditions, ultra-low permeability and a fast production decline, shale gas is more difficult to develop than conventional natural gas, as it needs advanced drilling and completion technology to develop. During the early stage of shale gas exploration and development, the United States offered enterprises necessary incentives such as tax reductions and exemptions and subsidies to achieve sustainable shale gas development and encourage technological progresses. By comparing the state of China's shale gas development with that of the US' in terms of geological conditions, production technology,market price, tax relief, subsidy periods and amount, this paper intends to put forward related suggestions for the effective development of shale gas according to the current status of development.     

中国陆相页岩油钻井技术发展现状与前景展望

自2008年美国率先在页岩油藏钻井领域取得突破后,中国各大能源企业以及相关部门展开了一系列关于页岩油藏的勘探开发工作。页岩油钻井存在大位移水平井造斜难、井壁不稳定、井眼轨迹控制精度要求高、地层可钻性差、机械钻速低等难点,亟待突破。通过文献调研,综述了中国已完钻陆相页岩油井分布情况、技术难点及中国陆相页岩油藏钻井技术现状。从实现页岩油商业化开发、国外先进技术、国内存在的技术难点及现阶段进展等方面展望了工厂化钻井技术于中国陆相页岩资源开发的重要意义。     

页岩气的形成与开发

以自给系统为特征的页岩气藏的勘探开发在北美获得了巨大成功,拓宽了天然气勘探的空间。页岩气形成的成熟度较宽,在页岩演化的各个阶段均发现了页岩气藏,处于高演化阶段的页岩成藏的规模更大。页岩中有机碳含量、有机质类型、矿物组成、孔隙含水量、可诱导的裂缝发育程度等均与页岩气的产能密切相关。Barnett页岩气的生产历史表明,页岩气地质储量评价方法的进步、针对页岩储层的有效压裂方式和水平井钻井技术的应用在页岩气的有效开发中起着关键作用。     

水平井地质导向技术在四川威远204井区页岩气开发中的应用

四川威远204井区龙马溪组地层底部发育一套富含烃类气体页岩,为了提高水平井优质页岩钻遇率和页岩气产量,在威远204井区共实施了4口水平井地质随钻导向钻井技术,根据随钻GR值的变化调整轨迹纵向位置,保证钻头在设计地质层位钻进,优质页岩钻遇率达95.11%,节约了钻井成本,单井初期日产气达22.6×104 m3,达到了预期效果。     

北美页岩油气长水平段水平井钻井实践与启示

在低油价压缩成本和提高油气单井产量的双重压力下，通过增加水平段长度已成为北美页岩油气公司降本增效的重要突破口。北美页岩油气生产商采取了一系列技术措施提高长水平段水平井钻井效率，降低了单位英尺作业成本，取得了较好的经济效益。通过调研北美页岩油气长水平段水平井钻井现状，分析了主要油气公司采用的关键钻井技术，包括井身结构优化设计、超大规格钻机、定向工具、钻井液、下套管技术等，结合我国页岩油气水平井钻井现状及技术需求，提出了长水平段水平井钻井技术发展建议，旨在为我国页岩油气增储上产、降本增效提供借鉴。     

FEWD 地质导向技术在深层页岩气水平井中的应用

地质导向技术是开发页岩气的核心技术之一,分析了页岩气储层伽马、电阻率、钻时比值等地质特征响应,结合FEWD 地质导向技术的特点提出了在深层页岩气水平井钻井中应用该技术的优势。通过丁页2HF 井应用实例分析,论述了应用FEWD 地质导向技术提高页岩气水平井储层钻遇率的关键。丁页2HF 井创造了超深页岩气井复合钻日进尺最高178 m 的记录,仅用55 d 完成1 035 m 的水平段钻探,水平段储层钻遇率达95%。FEWD 地质导向技术在丁山深层页岩气水平井的成功运用,促进了页岩气非常规能源的开发,对今后国内超深页岩气水平井的钻井施工具有重要的指导意义。     

松辽盆地北部页岩储层地质评价及关键技术研究

近年来,松辽盆地北部页岩油的勘探开发不断取得突破,目前缺乏对松辽盆地北部页岩储层的成藏地质条件及油气藏特征的分析和总结。为此,通过对国内外页岩油气藏勘探开发技术进行调研, 综合页岩储层地质和工程资料开展了埋深、厚度、储层条件等6个参数的对比分析。研究结果表明:具有商业开发价值的页岩油气藏有利区应为富含有机质的高压页岩油气藏,此类页岩油气藏具有构造稳定、地层压力系数大、优质页岩厚度大等特征。同时调研了地质条件对于页岩油气藏开发的影响,认为热演化程度、脆性、埋深等对于页岩油气的保存有利,钻井和选区时应尽量在裂缝发育区,以便于进行储层改造;同时页岩油气藏在层序地层、地球化学特征以及生产特征具有一定的共同点。在开发方面系统研究页岩油气藏在钻完井、压裂改造、产量生产优化等油气藏开发新技术和未来发展方向。研究结果对松辽盆地的页岩油气藏勘探开发和规模建产提供一定的借鉴,也为后期的松辽盆地页岩油气选区及井位部署提供参考依据。