武隆区块页岩气井排采方式研究与应用

通过武隆区块3口页岩气井储层特征、排采适应性分析以及排采影响因素分析,指出优选管柱、气举阀气举和射流泵排采3种排采方式在该区页岩气井现场应用后,取得了较好的开发效果,为武隆区块常压页岩气井的效益勘探和开发提供了新的技术支持。     

常压页岩气井排采工艺的研究—以彭水区块为例

通过在彭水区块开展电潜泵、射流泵、气举等排水采气工艺的研究,认为常压页岩气井在排采的不同阶段应采取不同的排采工艺:对于无自喷潜力井,采取大排量电潜泵快排-射流泵排采模式;对于有自喷潜力井,采取大排量电潜泵快排-自喷生产-气举排采模式。     

彭水区块常压页岩气井自喷条件研究

彭水区块页岩气为低渗低孔常压页岩气藏,地层无法依靠自身条件实现自喷连续生产。需借助人工举升方式进行排水采气,考虑到埋深等地质因素,选用电潜泵进行排采,但排采后期,地层产液逐步下降,无法达到电潜泵最小额定排量,页岩气井无法稳定生产。因此研究常压出水气藏自喷条件研究迫在眉睫,对Turner液滴模型开展研究提出影响自喷条件的因素:气液比、生产管柱横截面积等展开研究,从工艺措施上提出了解决方案。并在实际运用中取得了良好效果,为常压页气藏实现连续排采提供了新的思路。     

中国页岩气排采工艺的技术现状及效果分析

在页岩气开发过程中,页岩气排采工艺是提高页岩气开发水平的关键技术,常用的泡沫排水采气、气举排水采气、电潜泵排水采气及有杆泵排水采气等技术都有一定的应用条件和缺陷。因此,优选合适的页岩气排采工艺就显得尤为重要。为此,通过分析我国页岩气排采井工艺选择的原则和排采工艺方式以及气举气源及气举方式的对比,重点论述、分析了目前国内已投产的5口页岩气井气举方式及排采效果,提出了对不同页岩气排采工艺的认识。研究结果表明：气举是页岩气（致密砂岩气）的首选排采工艺,气举气源主要有膜制氮气天然气,采用套管气举方式的排采效果优于油管气举方式;泡沫排采工艺适应于产液量低于10 m³的排采井;电潜泵排采工艺只适应于高液量页岩气井的排采。     

四川盆地长宁页岩气井生产特征及开采方式

页岩气开发生产特征与常规气存在较大不同,采取合理的开采方式实现页岩气井在不同阶段的高效开发,提高单井采出程度,是页岩气开发过程中首先需要考虑的问题。为此,通过对规模上产的长宁页岩气田71口页岩气井的生产动态和不同阶段实施工艺措施进行分析评价,认为页岩气井具有投产初期产量、压力递减快,无稳产期的生产特征,不同的气井产能差异大,递减率相差大并呈正态分布;页岩气井储层的特殊性增加了压裂液返排难度,气井中后期低压和积液是制约生产的主要因素。研究结果表明:页岩气井投产初期采取以控压开采为主的生产方式,可以降低或减缓应力敏感效应,延缓产量递减;在中后期气井生产压力接近输压或低于临界携液流量期间,采取下小油管、泡排、气举、柱塞举升和增压工艺可维持气井相对稳定生产。本次实验探索并形成了长宁页岩气井工艺排液应用条件和适合的工艺措施类型。     

彭水页岩气水平井固井工艺技术

页岩气藏具有储层物性差、孔隙度低和渗透率低等特点,一般采用水平井配合后期大型分段压裂技术才能获得产能,这就对页岩气水平井固井质量提出很高的要求。为提高彭水页岩气水平井固井质量,在彭页2HF、彭页3HF、彭页4HF井,应用了SCW驱油前置液体系、SFP弹性水泥浆体系、提高套管居中度等工艺技术,为今后彭水区块提高页岩气水平井固井质量积累了经验。     

页岩气排水采气技术研究及应用

页岩气井长期经济有效的生产是页岩气开发的基本要求。页岩气井积液严重影响采气生产,需要长期实施排水采气工艺。通过定制实验及现场测试发现：页岩气井后期带液生产,水平段以层流为主,斜井段为段塞流,是井筒积液开始发生的位置,斜井段积液后,液体回流导致水平段液量聚集;关井油管内的积液退回到储集能力强的长水平段,井筒液面低;油管下入水平段将限制气井产能;斜井段偏心漏失导致柱塞气举效率降低。根据页岩气井长期低压小产特征及井筒气液流动特点,提出了充分利用页岩气井能量、实现经济高效排水采气的开采对策。选定优选管柱、泡沫、柱塞作为页岩气井排水采气3项主体工艺,优化各项主体工艺的技术方案和做法,实现通过工艺辅助页岩气井自喷排水采气。页岩气排水采气技术在川南地区长宁区块推广实施后,气举助排及复产工作量降低,水淹井次减少,有效维护了老井产能。     

基于页岩气井压后返排液氯离子分析的压后效果评价

页岩具有低孔隙度、特低渗透率的特征,只有通过储层改造后才能获得经济开发效益。水平井钻井与多段多簇压裂是页岩气效益开发的关键核心技术,为提高页岩气单井产量,以储层改造体积和裂缝复杂程度最大化为目标函数,但现有裂缝复杂程度表征及气井产能预测方法有限。压裂液的返排动态可表征储层压后的裂缝形态,是影响压后产能的重要因素,通过对返排液测试数据的分析总结表明,压裂返排液氯离子浓度变化分为3个区域:快速上涨区,缓慢上涨区,趋于平稳区。同区块邻井在相同压裂工艺及返排制度下,返排液氯离子浓度变化趋于一致;页岩气井排液期间返排率越低,氯离子浓度变化幅度越小,即快速上涨区与缓慢上涨区持续时间越短,裂缝复杂程度越高,压裂改造效果越好;页岩气井最大瞬时产气量出现在平稳区初期。丰富了页岩气压裂后评估技术体系,为气井产能预测提供了支撑。     

长宁区块页岩气井排液技术现状及攻关方向探讨

页岩气储层具有脆性高、孔隙度和渗透率极低、天然微裂缝发育等特点,须通过大规模水力压裂作业形成复杂裂缝网络来获得工业气流。排液作为压裂和后期生产"衔上接下"的关键一环,在页岩气开发中被高度重视。目前长宁大多数页岩气井采用经验方法或者借助邻井的返排数据指导控制排液,缺乏理论依据。文章针对长宁区块页岩气井返排关井时间、返排速率、返排率、返排液矿化度等,提出了从五个方面进行排液技术研究:压裂后关井时间对裂缝扩展、气井产量的影响;返排液矿化度和离子成分变化的特征及离子来源;页岩气井返排效果影响因素及压裂液去向问题;压裂液滞留于地层对页岩气储层伤害及返排率对气井产量的影响;返排控制参数对返排率及支撑剂回流的影响。     

常压页岩气井自生气气举技术

针对常压页岩气藏压后初期不具备自喷生产条件及电潜泵频繁卡泵停机问题,研究了常压页岩气井自生气气举技术。利用本井自生气作为气源,通过气举降低管柱内液体密度的原理,实现了常压页岩气井连续性排采。介绍了自生气气举井口流程和气举工艺管柱,进行了气举井注气压力敏感性分析和气举排液采气工艺设计。PYHF-3井现场试验表明,该井措施后日产液51.37 m3,日产气17 424.65 m3。常压页岩气井自生气气举技术将为常压页岩气井的连续性排采提供新的技术支持。     

氧化爆裂提高页岩气采收率的前景

水平井分段压裂技术利用水力作用打碎页岩,形成缝网,以提高页岩气井的产量,但压裂液滞留造成的水相圈闭会影响改造效果。为此,考虑页岩中有机质、黄铁矿等组分易氧化的特征,基于"矛盾转化,变害为利"的思路,探讨了将压裂液滞留这一不利因素转化为改变气体赋存状态、激发页岩破裂的有利条件的方法,并分析了该方法在解决页岩气层水力压裂液滞留量大、损害潜力大、气井产量递减快、页岩气采收率低等问题中的应用前景。页岩有机质、黄铁矿氧化后会产生大量溶蚀孔缝,提升基块孔喉向裂缝系统的供气能力,同时氧化过程释放热量、增加孔隙压力可使岩石爆裂,诱发页岩微裂缝扩展、延伸,增加泄流面积、缩短基块内气体传输路径,从而达到解除损害、提高采收率的目的。该方法在现有水力压裂液中加入氧化流体,不仅可以利用现有水力压裂技术的水力作用"打碎"页岩,而且还可以利用氧化化学作用"爆裂页岩"。结论认为,该方法可以对页岩气藏传统的水力压裂方法形成有益的补充,在实现降本增效、页岩气井高产稳产与提高页岩气采收率方面具有广阔的应用前景。     

四川盆地威荣区块深层页岩气水平井压裂改造工艺

四川盆地南部威荣区块由于地质条件复杂、最大水平主应力和垂向主应力差异小、水平应力差值大、施工泵压高、敏感砂比低等原因,页岩气水平井的压裂施工面临诸多难题。为此,通过剖析该区深层页岩气水平井的工程地质特征及压裂改造难点,借鉴国内外页岩气水平井体积压裂的技术思路,确定了对该区页岩气水平井实施压裂改造的主体思路及技术对策,并在后续页岩气水平井的压裂改造中加以应用。研究结果表明:(1)威荣区块页岩气水平井采用常规压裂工艺形成的裂缝复杂程度低、整体改造体积偏小,射孔簇有效性难以保证,加砂强度低导致压裂后气井的稳产能力较差,并且难以应对套管变形井的压裂改造;(2)针对该区深层页岩气水平井的压裂改造难点,形成了"超高压、大排量、大液量、缝内暂堵转向、变排量"工艺、"分段多簇射孔优化+大排量"及"缝口暂堵转向"技术、"大排量、高黏度、低砂比、低密度、小粒径连续加砂"工艺和"连续油管快速处理+小直径桥塞、射孔枪分体泵送"的套管变形井压裂改造技术;(3)将所形成的压裂工艺应用于该区块5口页岩气水平井,压裂后获得的页岩气无阻流量平均值为26.11×104 m3/d,改造效果较好。结论认为,该研究成果可以为深层页岩气水平井的压裂施工作业提供借鉴。     

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。      

威远页岩气井低压低产期稳产技术与实践

威远页岩气井具有初期产量高、递减快的特征,根据生产特征可分为压后返排、快速递减、低压低产三个生产阶段,不同阶段生产特征差异明显。低压低产阶段,气井产量低、压力低、递减速度慢、生产周期长,产量贡献达60%,是稳产技术实施的主要阶段,但生产效果易受井筒积液、压裂窜层水淹、外输压力波动、井筒堵塞等因素影响。针对各种产量影响因素及不同类型问题井,形成了以增压、泡排、柱塞、气举、井筒清洗及其组合措施的老井稳产技术对策,以实现快速复产,例如轻微积液井优先开展增压并采取泡排措施,间歇积液井优先采取泡排或柱塞工艺,严重积液井优先采取反举或关井气举措施,井筒堵塞井采取井筒清洗或连油冲洗,压窜水淹井优先采取同步降压气举、连油气举及替喷等措施。通过页岩气井低压低产期稳产技术的实践,形成专项技术模板,有效治理气井各类生产难题,最大程度挖潜气井产能,提升老井持续稳产能力,实现页岩气区块高效开发。     

延川南区块煤层气井高产水成因分析及排采对策

为了解鄂尔多斯盆地延川南区块煤层气井高产水的成因及高产水对煤层气井产能的影响,对延川南区块内煤层气的地质条件、压裂施工情况以及不同产水量煤层气井生产特征进行了分析研究,探讨了延川南区块高产水特征形成的原因,确定了高产水煤层气井的排采方法。结果表明,压裂缝的缝高过大,沟通了二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组,是导致延川南部分煤层气井产水量过大的主要原因;高产水会造成实际见气储层压力比临界解吸压力低,降低了煤层气井产能。高产水煤层气井的排采难度大,需要选择合理的排采设备,在气井产气之前井底流压要平稳、快速下降,使煤层气井尽早见气,见气之后适当放缓排采速度。该排采方法在高产水煤层气井进行了应用,排采效果较好。      

郑庄区块煤层气低产井增产技术研究

山西沁水盆地郑庄区块经过多年开发,目前已初具规模。但是随着排采持续进行,部分生产井产量已经呈现明显下滑的态势。针对低产原因,从地质构造（断层、陷落柱）以及工程施工（压裂液、压裂参数）2个方面对排采井低产原因进行深入分析,提出现场施工采用活性水压裂液以及采用变排量施工工艺,尤其针对埋深大、渗透率极低的低产井提出“大液量、大砂量、变排量”压裂工艺,确保储层改造达到预期的效果。由于煤层堵塞导致生产井产量下降,建议采用解堵性二次水力压裂改造措施,并且在郑庄区块首次实施微生物解堵的实验性措施,探索了该技术在郑庄区块低产井治理中的有效性。     

四川盆地威远区块典型平台页岩气水平井动态特征及开发建议

位于四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区范围内的威远页岩气田(以下简称威远区块),同一平台上气井的生产动态特征存在着较大的差异,目前对于其页岩气井产气量的主控因素和开发工艺措施的有效性认识尚不明确。为此,以威远区块PT2平台的6口水平井为例,针对气井生产动态存在的差异,从钻遇优质页岩段的长度、水平段轨迹倾向、压裂段长度、改造段数、加砂量及井底积液等方面进行分析,明确了影响威远区块页岩气水平井产气量的主要因素,进而提出了有针对性的开发措施建议。研究结果表明:(1)优质页岩段钻遇长度是气井高产的物质地质保障,水平压裂段长度、改造段数/簇数和加砂量是主要的工程因素;(2)页岩气井生产早期均为带液生产且水气比较大,当产气量低于临界携液流量时,井底积液对产气量和井口压力的影响不容忽视;(3)建议低产井应采用小油管生产(油管内径小于等于62 mm),对于上半支低产井,应及早采取橇装式排水采气工具和措施以释放气井产能,而对于下半支低产井,则应放压生产,防止井底过早积液。     

基于机器学习的页岩气井产量评价与预测

页岩气井产量评价与预测对页岩气高效开发具有重要意义,现有解析模型的假设条件与实际页岩气井差异较大,数值模型计算难度大、效率低、不确定性高,导致页岩气井产量预测难度大。基于机器学习方法综合考虑地质因素与工程因素,整合页岩气开采全周期地质、钻井、压裂、生产等数据,对A页岩气藏气井产量进行了评价与预测。首先,对原始数据体进行处理,包括缺失值插补、相关性分析、异常值处理、主成分分析等,以减小数据的噪声;其次,采用聚类分析方法对页岩气井产量进行评价,研究影响A页岩气藏气井产量的主要因素;最后,应用随机森林方法预测A页岩气藏气井产量。结果表明:A区块页岩气藏中产量优、中、劣等井分别占比36.4%、37.8%、25.8%,其中压裂因素对A页岩气井产量评价结果影响最大。调参后的页岩气井产量预测结果准确度达到90%以上,预测结果较好,表明本文模型能够用于页岩气井产量预测。     

页岩气储层水力压裂物理模拟试验研究

为了给彭水地区页岩气开发提供技术支持,进行了页岩储层水力压裂物理模拟试验研究,建立了一套页岩储层水力压裂大型物理模拟试验方法。利用声发射监测系统实时监测了页岩压裂裂缝的产生与扩展演化过程,观察了水力压裂裂缝形态,并探讨了压裂液黏度、地应力差异系数、压裂液泵注排量等因素对水力裂缝形态及其扩展的影响。试验结果表明,随着压裂液黏度降低、地应力差异系数减小,水力裂缝沿着天然裂缝方向延伸,将原有天然裂缝沟通并形成网络裂缝。根据泵压曲线变化结果,提出在实际压裂施工过程中采用变排量的方式提高压裂改造体积,这可为页岩气压裂优化设计提供依据。      

井下微地震监测技术在页岩气“井工厂”压裂中的应用

通过井下微地震监测可以获得页岩气井压裂过程中水力裂缝的展布方向、波及长度和地层破裂能量,从而指导压裂方案的实时调整,增大压裂改造体积。为此,威202井区5个平台进行页岩气“井工厂”压裂施工时,应用井下微地震监测技术进行了裂缝监测。在介绍井下微地震监测技术基本测量原理的基础上,以威202井区A平台6口井的应用为例,详细介绍了该技术在有效识别地层中潜在天然裂缝、监测暂堵转向体积压裂效果、指导射孔参数优化等方面的机理与效果。研究表明,应用井下微地震监测技术可以增大页岩气储层改造体积,提高储层均匀改造程度,这对于页岩气的经济有效开发具有重要作用。