中石化江汉石油工程公司页岩气开发关键技术100%实现国产化

正焦页29-S2HF井三开井段钻井用时仅6天,在造斜段、水平段均实现一趟钻,这是中石化涪陵页岩气田第一口两趟完成三开施工任务的井,创该气田三开国产技术钻井周期最短纪录。这只是中石化江汉石油工程公司(以下简称公司)在涪陵气田创造的100多项施工纪录之一。作为涪陵页岩气开发主力军,自2012年起,就举全公司之力加快科技创新和攻关。5年来,公司创新形成钻井、测录井、压裂试气、环保等7项页岩气开发国产成套技术。"涪陵大型海相页岩气田高效勘探开发"项目打破国外技术垄断,为我国页岩气勘探开     

涪陵页岩气田分段压裂水平井非稳态产能评价方法

为了摸清页岩气井生产动态特征,明确气井真实产能,对页岩气分段压裂水平井产能评价方法进行研究。基于基质线性流理论,推导出页岩气分段压裂水平井非稳态线性流产能方程,建立了在直角坐标系中页岩气分段压裂水平井非稳态产能评价图版,提出了页岩气井产能系数。经涪陵页岩气田现场生产数据验证,涪陵气田页岩气分段压裂水平井长期处于非稳态线性流阶段,单井产能系数与生产压力保持水平呈良好正相关关系,与非常规产量预测软件预测可采储量呈良好的正相关线性关系。结果表明,页岩气井产能系数是评价页岩气分段压裂水平井处于非稳态条件下生产能力的有效指标,通过求取页岩气井产能系数可以预测可采储量。建议对页岩气分段压裂水平井连续监测井底流压3-6个月,获取可靠的页岩气井产能系数后对产能进行评价。     

我国首个页岩气重建井筒重复压裂获成功

正2021年1月2日,中国石化江汉油田涪陵页岩气公司(以下简称涪陵页岩气公司)在焦页4HF井开展国内首个页岩气重建井筒重复压裂喜获成功。该井测试获得日产气量为18.38×10~4 m~3的高产工业气流,开创了国内页岩气开发的技术先河,为涪陵页岩气田"十四五"开好局打下了坚实的技术基础。涪陵页岩气田焦石坝区块老井主要是在2013—2016年实施的,前期采用"多段少簇射孔+段塞式加砂"的压裂工艺,经技术人员反复研究和论证,认为这批老井具备再次实施改造提产的潜力。     

涪陵页岩气田“井工厂”压裂工艺实践及认识

加快涪陵页岩气田焦石坝区块页岩气井大规模开发建设进程,完成一期产建目标,对于缓解我国能源资源短缺的现状具有重大的意义。通过借鉴国外已有的"井工厂"压裂模式理论,总结焦石坝一期试验井组单一机组加砂压裂施工过程中的经验和教训,初步形成了适合焦石坝地区的水平井组"井工厂"压裂模式分段压裂工艺。先后在焦页9#≠平台和焦页42#平台针对性开展了"井工厂"交叉压裂和同步压裂现场试验,均取得了较好的效果,极大的缩短了施工周期,为页岩气井进入快速投产创造了良好的先决条件。随着涪陵页岩气田一期产建的进行,逐步推广应用"井工厂"压裂模式,并根据现场实际情况,进行针对性的改进与优化,探索一整套适合于页岩气水平井高效试气压裂施工模式的技术和方法。     

中石化涪陵页岩气田“深水区”开发取得关键性突破

正2018年11月25日,从中石化江汉油田涪陵页岩气公司传来消息,涪陵页岩气田焦页108-2HF井在近期开展的放喷测试中,取得了深层压裂工艺攻关的关键性突破,获得了23×104 m3/d的高产工业气流。该井是二期产建区的一口深层页岩气井,页岩气产层埋深介于3 700～3 900 m。     

页岩气井重复压裂选井评价模型研究及应用

为解决页岩气井重复压裂选井问题,针对页岩气井储层断层发育、曲率及裂缝分布复杂等地质特征,引入了多孔弹性应力转向系数、单位压降产量与压力系数、气藏质量指数、归一化拟产量递减率等评价指标,建立了页岩气井适用性较强的重复压裂选井评价模型,并优选了重复压裂候选井。同时,明确了重复压裂工艺试验井挤注、主压阶段暂堵转向工艺技术思路,优化了重复压裂工艺设计参数。该模型应用于涪陵页岩气开发井重复压裂选井中,对优选的候选井进行重复压裂改造,投产初期日产量比原来提高了5～6倍,为涪陵页岩气田长期高效开发提供了技术参考和借鉴。     

涪陵页岩气水平井高效压裂技术及应用

针对涪陵页岩气田国家级页岩气示范区水平井储层特点，结合套管固井完井方式，为实现有效改造体积最大化，改造体积内裂缝复杂程度最大化，通过缝网压裂工艺、低成本高效材料体系、返排液重复利用等技术研究，形成了一套适合于涪陵页岩气水平井高效压裂技术。其中缝网压裂工艺实现了形成复杂裂缝网络的压裂目标，高效低成本减阻水压裂液体系，满足连续混配施工要求，成本较国外减阻水体系降低20%以上，现场测试减阻率高达74.5%，返排液重复利用技术实现返排液零排放。截至2017年12月，集成技术累计现场应用330井次，压裂5 300段，工艺成功率97%，平均无阻流量38.5×104 m3/d，增产增气效果显著。     

涪陵页岩气压裂返排液重复利用指标研究

对涪陵页岩气压裂返排液特点、水质进行分析,综合国内外压裂返排液重复利用经验,分析了适用于涪陵页岩气压裂返排液重复利用的方法及模式,并研究返排液重复利用影响因素,得到重复利用指标。现场应用表明,按照重复利用指标配制的压裂液性能稳定,现场施工较为顺利,效果较好,解决了涪陵页岩气田产能建设期间环保压力大以及供水困难问题,保障涪陵页岩气得到顺利有效开发。     

涪陵焦石坝区块水平井组拉链压裂实践与认识

涪陵页岩气田具有不同于北美页岩气区的地面和地下地质条件,山地环境下多井压裂工程设计及现场施工如何组织运行,成为实现该区域页岩气经济有效开发的关键环节。结合涪陵国家级页岩气示范区建设需求,在高效产建模式下形成了基于地质工程一体化理念的拉链压裂整体参数设计技术及运行模式。围绕全面提高页岩气单井产能,针对焦石坝区块山地"井工厂"作业需求及特点,通过压前关键地质因素识别分析、平面—横向—段间多层次工程参数设计、现场施工动态调整等方面开展工艺参数优化,创新了以交叉立体布缝为核心的拉链压裂整体参数设计技术。实现了焦石坝区块页岩气地质工程一体化开发、单井—井组批量化施工,现场推广应用200余口井累计4000余段,在增加水平井组产量、全面提高压裂时效、降低综合成本等方面效果显著,为涪陵页岩气田一期50×108m3产能高速高效建成提供了有力技术支撑。     

涪陵页岩气田井筒完整性实践与认识

为了确保涪陵页岩气田页岩气水平井的安全开发,开展了页岩气水平井生产套管井筒完整性技术探索研究。基于管柱力学理论及套管设计+水泥浆固井+大型压裂的一体化理念,提出了页岩气水平井生产套管有效外载荷计算方法和生产套管柱优化设计方案,并对生产套管气密封螺纹进行特殊设计,完善了下套管现场操作保障措施和现场氦气密封检测工艺,形成了基于射孔与大型压裂的水平段弹韧性水泥浆固井配套技术,研发了针对页岩气生产套管螺纹密封失效的柔性化学堵漏技术。一期产建期间共完成了189口水平井的压裂投产,其中,仅有2口井井筒密封失效,采用柔性化学堵漏技术,使井筒密封失效的井得到了很好的治理。形成的生产套管井筒完整性系列技术基本满足了涪陵页岩气井安全正常生产的需求,为国内类似页岩气开发井井筒完整性工作提供了有益借鉴。     

涪陵页岩气井“套中固套”机械封隔重复压裂技术

针对涪陵页岩气田采用暂堵转向重复压裂工艺时施工难度大、增产效果不理想的问题,在调研国外页岩气井重复压裂工艺的基础上,对比分析了暂堵转向重复压裂与机械封隔重复压裂技术的原理与特点,明确了机械封隔可完全封堵初次压裂射孔炮眼,精准控制重复压裂水力裂缝起裂,形成了“套中固套”机械封隔重复压裂技术。在涪陵页岩气田JYAHF井进行了“套中固套”机械封隔重复压裂技术试验,在内径为115.0 mm的井筒中下入?88.9 mm套管固井,建立全新封闭井筒,并针对不同剩余储量分布采用不同的重复压裂工艺。原井筒改造程度较高的井段,以挖潜老缝间剩余资源为目标;初次改造效果差的井段,需要恢复老缝导流能力。JYAHF井试验该技术后,可采储量增加0.36×108 m3,采收率提高4.8%。研究结果表明,“套中固套”机械封隔重复压裂技术增产效果明显,可为国内页岩气田长期高效开发提供技术支撑。      

国内页岩气开发最大规模“井工厂”压裂取得成功

<正>2014年8月14日,中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司正式启动涪陵页岩气田最大规模的"井工厂"压裂施工,将焦页42号平台的焦页42-1HF、焦页42-2HF、焦页42-3HF、焦页42-4HF等4口井的4个水平段分成75段,开展两套机组同步交叉压裂。经过各方通力配合、紧张有序施工,8月30日,焦页42号平台4口井"井工厂"同步交叉压裂施工取得圆满成功,创造了国内页     

鄂西渝东页岩气水平井钻井技术探讨

地处鄂西渝东的涪陵、焦石坝区块目前已成为江汉油田乃至中石化非常规油气开发的主战场。针对页岩气水平井施工存在的诸如长水平段摩阻扭矩大、地层易漏失及油基钻井液驱替效率低等技术难题,采用了具有先进水平的旋转导向钻井、地层提承压和干法固井等技术,有效的解决了施工难题,实现了长水平段的稳斜钻进,提高了水平段的延伸能力。为页岩气水平井钻井积累了经验。     

页岩气水平井大型压裂设备配套及应用

为满足页岩气水平井分段大型压裂施工的需要,根据施工井的具体情况对主要压裂设备（压裂机组）进行了优化配置,并配套了压裂液混配设备、低压供液系统、立式砂罐等辅助压裂设备,满足了勘探阶段页岩气水平井大型压裂大排量、大液量、大砂量、使用多种液体和多种粒径支撑剂、施工时间长的工艺要求。涪页HF-1井、彭页HF-1井、延页平1井等3口页岩气水平井的成功压裂作业,为页岩气水平井大型压裂施工设备配套及应用积累了经验,增强了页岩气水平井大型压裂施工服务的能力。对今后页岩气 “井工厂”模式的开发,目前的压裂设备配套与压裂工艺对设备的需求还有一定的距离,需要加以完善。     

涪陵页岩气水平井工程甜点评价与应用

针对涪陵页岩气水平井多段分簇射孔压裂时加砂量符合率低、产气量低的问题,提出了寻找水平段工程甜点、并结合地质甜点进行压裂优化设计的方法。首先利用声波时差和密度测井资料,拟合得到涪陵页岩气藏横波时差计算模型,再结合密度、自然伽马等测井资料,利用地应力剖面计算软件求取涪陵页岩气藏水平井水平段的岩石力学参数,然后通过分析已压裂井段产气剖面测试结果与岩石力学参数的相关性,得到涪陵页岩气藏工程甜点参数为:水平应力差小于8 MPa、脆性指数0.45~0.50。焦页30-1HF井采用了工程甜点与地质甜点相结合的压裂设计方法,其压裂施工压力平稳,总液量和总砂量符合率较好,压后无阻流量88.54×104 m3/d,取得了较好的增产效果。现场试验表明,工程甜点与地质甜点相结合的压裂设计方法,能够提高涪陵页岩气水平井压裂的加砂量符合率和产气量,有助于实现页岩气的高效开发。      

涪陵页岩气田井地联合微地震监测气藏实例及认识

四川盆地涪陵页岩气田属国家级页岩气示范区,是全球除北美以外最大的商业开发页岩气田,基于"井工厂"模式下的压裂工艺已得到了广泛应用,但如何有效评价同平台多井次间的"井工厂"压裂效果及此模式下的缝网展布规律仍需进一步研究。为此,通过利用地面及井中微地震联合监测技术,对焦页4X平台"井工厂"压裂裂缝进行实时监测,初步了解了涪陵页岩气田焦石坝区块"井工厂"压裂模式下的人工裂缝几何尺寸、展布方向;同时利用联合微地震技术的综合解释成果,结合压裂SRV预测图版,对井工厂压裂工况下的压裂参数进行了重新认识,准确了解到涪陵气田页岩气"井工厂拉链式"压裂过程中的人工裂缝展布情况。该项研究成果对后期压裂参数的优化具有重要的指导意义。     

中国石化页岩气工程技术进步及展望

中国石化通过持续的攻关研究,形成了具有自主知识产权的页岩气工程配套技术,具备了页岩气水平井水平段长2 000 m、分段压裂20段以上的钻完井与压裂设计、施工能力,并实现了涪陵等地区页岩气资源勘探突破,促进了中国石化页岩气勘探开发进程。全面介绍了中国石化页岩气工程地质环境描述技术、优快钻井及井工厂技术、LVHS油基钻井液体系、SPF弹塑性水泥浆固井技术、分段压裂关键配套工具、滑溜水压裂液体系、页岩气水平井分段压裂技术和页岩气技术装备研发等技术及应用现状,并指出了未来页岩气工程技术的五大发展趋势。      

压裂施工中途停泵对页岩压裂改造影响分析

页岩储层渗透率极低,勘探开发困难,压裂技术水平的高低影响着页岩储层的改造效果。而页岩气井压裂施工具有压力高、变化快、规模大、流程复杂等特点,在施工过程中,由于部分异常状况导致中途停泵的情况时有发生,该情况对于人工裂缝延伸及压后产气具体影响尚不清楚。结合涪陵页岩气田多口水平井微地震监测解释成果,通过开展不同井不同小层压裂裂缝展布及改造体积分析对比,分析了中途停泵对压裂改造的具体影响,为后续工艺参数优化及现场措施调整提供指导和依据。     

基于产气剖面的页岩气离散裂缝网络反演方法

页岩气井压后裂缝描述对页岩气井生产动态预测、生产后期重复压裂设计以及加密井井眼轨迹设计等具有重要意义。以涪陵页岩气田开发和地质参数为基础,基于高效离散裂缝网络（EDFN）数值模拟方法,研究裂缝长度、压裂段裂缝累计总长、裂缝间距、裂缝相对位置等对压裂段贡献率的影响,通过水平井生产动态解释得到的裂缝特征参数反演离散裂缝网络。以JY46-3HF开发井产气剖面、产气贡献率和裂缝特征参数的相关性为基础,建立压裂裂缝网络模型,各压裂段产气贡献率模拟结果和实测结果高度吻合。研究结果表明,压裂段产气贡献率和压裂段裂缝累计总长正相关,裂缝间距、裂缝相对位置则通过影响裂缝对基质区域控制的大小影响压裂段对页岩气井的贡献率。     

涪陵页岩气田关键装备实现国产化

<正>近来,中石化涪陵页岩气田钻井、压裂、储层改造、带压作业等一系列关键装备陆续实现国产化,摆脱了被国外厂商在装备价格上"卡脖子"的境遇,为页岩气低成本和规模化开发创造了新的动力。目前随着页岩气产业的迅速发展,国内外各机械制造公司都将目光聚焦在页岩气装备制造上,而由于国内相关领域起步较晚,在涪陵页岩气田开发初期,一些关键装备技术都依赖于国外公司。据涪陵页岩气田国产装备研发设计单位负责人介绍,在页岩气长水平段分段压裂中需使用桥塞,这种设备研发难度极大。过去,在涪陵页岩气田主要使用的是美国哈里伯顿公司和贝克休斯公司生产的桥