涪陵页岩气田加密井钻井关键技术

涪陵页岩气田加密井多处于页岩气压裂区且井网部署密集,导致钻井溢漏等井下故障多发、钻井液安全密度窗口确定难、压裂液侵入造成井壁坍塌及卡钻、防压裂干扰井眼轨道设计难度大等问题。针对上述钻井技术难点,从压裂区地层孔隙压力计算模型建立、合理钻井液密度窗口设计、防压裂干扰井眼轨道设计、加密井防漏堵漏和溢漏同存防控等方面进行了技术攻关,形成了适用于涪陵焦石坝主体区块的加密井钻井关键技术。该关键技术在涪陵页岩气田应用31口井,平均水平段长1 933.25 m,平均钻井周期52.38 d,平均机械钻速10.31 m/h,较前期加密评价井机械钻速提高了15.3%,钻井周期缩短了10.7%。涪陵页岩气田加密井钻井关键技术为涪陵页岩气田二期产能建设提供了技术支撑,也为其他页岩气田开发提供了技术参考和借鉴。      

涪陵页岩气田气井投产总数突破400口

<正>2019年8月27日,随着涪陵页岩气田焦页46-5HF、焦页46-6HF、焦页46-7HF井正式投产,涪陵页岩气田气井投产总数从399口上升到402口,一举突破400口,为涪陵页岩气田新增日产气量30×10~4 m~3,总日产气量达1 775.5×10~4 m~3。2019年以来,涪陵页岩气田多数气井处于产量递减阶段,上产压力大。为确保气田全年产量目标任务的顺利完成,江汉油田涪陵页岩气公司(以下简称"公司")按照戴厚良董事长关于"抓好老区提高采收率、上部层系动用和下部层系加密调整"指示要求,以     

涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术

为了进一步提高涪陵页岩气田的采收率,首次探索实践了下部小层加密、中部小层评价和上部地层开发的立体开发技术,但钻井过程中面临压力系统多变、压裂干扰严重、防碰绕障难度大和精准导向及钻井提速挑战多等难题。为此,开展了立体开发井组工程设计、钻井提速、基于随钻前探的轨迹控制、页岩低成本高性能钻井液及页岩气井长效密封固井技术研究,形成了以涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术。涪陵页岩气田185口井应用了该技术,与应用该技术前相比,机械钻速提高25.5%,钻井周期降低27.8%。涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术对国内其他区块页岩油气勘探开发具有借鉴和指导作用。     

涪陵页岩气井测试作业复杂情况分析及技术保障措施

重庆涪陵页岩气田是国家页岩气田示范基地,目前二期在建。气田目前有200余口井开井生产,通过对气井开展常规井下测试,获取井下压力,并根据压力的动态变化规律,了解气井的生产状况及地层压力的变化情况,为气田开发提供重要的分析资料。在保障测试安全及测试成功率的前提下,本文对目前页岩气井测试中的复杂情况进行分析,并提出安全有效的技术保障措施。     

四川盆地涪陵页岩气田气井合理配产方法探讨

四川盆地涪陵页岩气田开发初期,气井的产能评价存在诸多问题,采用陈元千"一点法"公式对页岩气井产能进行计算误差较大,不能有效指导气井配产。为了探索适合本地区页岩气井的产能评价方法和合理配产方式,通过开展多口页岩气井的产能试井,并校正中、高排液气井产能试井异常数据,建立了针对该地区页岩气井不同排液量下的一点法产能计算公式。该公式计算的无阻流量与产能试井求得的无阻流量误差范围在-12%~5%之间,二者计算结果较吻合。同时采用采气指示曲线法提出涪陵页岩气田气井6个无阻流量区间相应的合理配产系数。在气井投产初期,可采用合理配产系数进行气井配产;生产中频繁调产井,采用压降产量动态配产法优化气井配产,也可采用两者兼顾的方法指导气井配产。所提出的合理配产方法,可以为涪陵页岩气田气井的高效开发提供技术支撑。     

涪陵页岩气田柱塞气举工艺研究与应用

气井通常采用柱塞气举工艺进行排水采气,但常规短柱塞无法适应涪陵页岩气田页岩气井井口存在?177.8 mm大阀、井下管柱存在变径等问题,为此研制了弹块式变径组合柱塞。该柱塞采用弹块设计与加长设计,既保证了柱塞的通过性,又降低了柱塞漏失率;柱塞中搭载温压仪,可以监测井下压力与柱塞运行状态,为柱塞工作制度调整提供依据;针对页岩气井不同阶段的生产特征,优化了柱塞气举工艺介入时机与柱塞工作制度。涪陵页岩气田34口井应用了柱塞气举工艺,单井平均产气量提高0.95×104 m3/d,实现了页岩气井的连续稳定生产。柱塞气举工艺为涪陵页岩气田高效开发提供了新的技术途径,对其他页岩气田开发具有借鉴作用。      

中国首个大型页岩气田典型特征

2012年11月28日JY1井龙马溪组页岩气层测试获得日产20.3×104 m3高产页岩气流,宣告了涪陵页岩气田的发现,并于2014年7月10日向国家储量委员会提交了国内第一块页岩气探明地质储量。勘探开发实践证明,涪陵页岩气田储层为海相深水陆棚相优质泥页岩,厚度大,分布稳定,中间无夹层。气田具有气井产量高、气藏压力高、天然气组分好、试采效果好的特点,属于中深层、高压、优质天然气藏。通过区域沉积背景、岩性、微观孔隙结构、物性、气源、气藏特征、测井响应特征及气井生产特点等方面的综合研究,表明:1涪陵页岩气田龙马溪组属于深水陆棚静海沉积环境,富有机质泥页岩发育;2龙马溪组泥页岩热演化程度适中,纳米级有机质孔隙发育;3天然气源于龙马溪组自身的烃源岩母质;4涪陵龙马溪组页岩气藏具有与北美典型页岩气藏类似的地质特征和开发生产规律。从而较全面证实了涪陵龙马溪组页岩气田是典型的原地滞留、自生自储页岩气。     

涪陵页岩气田气井生产阶段划分及动态特征描述

与常规气井生产动态特征相比,涪陵气田焦石坝区块页岩气井的渗流特征、产量递减特征、生产特征呈现分阶段变化和分区差异性,目前没有统一的生产阶段划分标准和各阶段动态特征描述方法.为此,开展了涪陵页岩气田气井生产阶段划分及动态特征描述研究.研究结果表明:①涪陵页岩气田气井在采用动态合理配产生产条件下,根据产量和压力递减特征,将...     

页岩气井生产过程异常诊断方法研究——以涪陵页岩气田为例

涪陵页岩气田开发已超过7年,井筒积液、油管腐蚀穿孔、管柱堵塞等问题逐渐显露,严重影响气井的正常生产.为提高涪陵气田页岩气井异常判别的准确性,基于"U"型管原理,建立气井生产过程合理油套压差计算方法,从8种组合方式中优选出H&B—B&B组合模型作为井筒多相流流动计算模型,并优选了振荡式冲击携液模型计算临界携液气量.结合各...     

气井远程调控技术在涪陵页岩气田的应用

由于涪陵页岩气田单井生产产量受外部销售市场等因素限制,气井需频繁提降产量。通过对气井远程调控技术的应用,实现了单井的无人值守,减少人员现场操作次数,特别是极大地减少了中心站人员对远距离气井的调产时间,既优化了有限的人力资源,又提高了工作质量和劳动效率。针对涪陵页岩气田数字化建设目标,结合页岩气井人工调节产量存在的弊端,提出气井远程调控技术,选择合适的高精度电动执行器和高效节流阀,通过PLC程序控制实现天然气产量远程安全调控,从而为涪陵页岩气田集气站无人值守打下基础。     

基于大数据PLS法的页岩气产能影响因素分析——以四川盆地涪陵气田焦石坝区块为例

至2018年底,四川盆地涪陵页岩气田已经建成超百亿方产能,累计生产页岩气超200×10~8m^3,成为了国内首个实现商业效益开发的页岩气田。以室内实验为基础,与现场生产相结合,对影响涪陵气田页岩气水平井产能的主要因素开展研究,得到各影响因素与页岩气产能之间的关系。研究表明,焦石坝区块不同开发分区页岩气井的影响因素不同,采用偏最小二乘法(PLS)模块大数据分析方法,计算特征变量的投影重要性(VIP值),确定产能影响因素与分区产能影响因素综合评价结果一致,证实了焦石坝一期产建区不同分区页岩气井产能的主要影响因素存在差异。研究成果对中国南方海相页岩气初期产能影响因素的研究具有一定的指导和借鉴意义。     

适用于涪陵页岩气开发压裂工艺配套技术研究

涪陵页岩气二期产建区井随着埋深加大造成施工压力高,施工排量受限,难以形成复杂缝所需较高的净压力,给当前的压裂施工带来一定的难度,本文通过涪陵页岩气井开发对压裂设备需要耐高压、大排量、长时间的要求,提出了相对应配套技术及配套压裂工艺方案,可保障压裂施工在高压、大排量施工顺畅。     

中国石化页岩气“十三五”发展成果与展望

“十三五”期间,中国石化以大力提升油气勘探开发力度、保障国家能源安全为己任,按照“加快开发志留系、攻关突破新类型、积极准备新区新层系”发展思路,加强勘探开发一体化、地质工程一体化,加大关键技术攻关,高效开发了北美以外最大的页岩气田——涪陵页岩气田,探明了中国首个深层页岩气田——威荣页岩气田,实现了中国首个常压页岩气田规模商业发现,落实了深层、常压5个千亿方资源规模新阵地,侏罗系陆相页岩油气、二叠系海相页岩气以及中扬子新区新层系勘探取得新发现。页岩气地质理论认识不断深化,深层页岩气富集机理、常压页岩气富集规律研究取得新认识,创新形成了海相页岩气提高采收率技术、3 800 m深层页岩气开发技术和常压页岩气低成本技术体系,助推页岩气储、产量快速增长,实现页岩气跨越式发展,持续引领中国页岩气发展。未来页岩气攻关方向将以四川盆地及周缘深层、常压、新区新层系为重点领域,加强不同类型页岩气富集机理、开发基础理论研究和关键技术攻关,在“十四五”期间形成涪陵万亿方规模大气田,深层、常压、新区新层系战略领域取得新突破,实现多类型页岩气商业发现和储、产量规模增长。     

四川盆地焦石坝地区龙马溪组一段上部页岩气层地质特征及开发潜力

涪陵页岩气田虽已取得巨大成功,但随着气田开发进入递减期,单井产量逐年递减,因此需寻找新的增产阵地。以四川盆地焦石坝地区龙马溪组一段上部为研究对象,在有机地球化学、全岩X-射线衍射、扫描电镜和岩心观察的基础上进行分析。结果表明,上部气层整体为Ⅱ类页岩储层,具有较优的地质条件。此外通过微地震监测等手段发现,下部气层井压裂形成的有效裂缝大部分未向上延伸至上部气层;上部气层井投产前地层压力比同期邻井的实测地层压力高21.03MPa,也证实上、下部气层未沟通,上部气层可单独开发。对上部气层评价井进行生产动态分析,计算单井技术可采储量,均达到较高的技术可采储量,具有良好的开发潜力。     

涪陵页岩气藏开采动态地应力演化规律研究

涪陵页岩气田储层孔隙压力和地应力随着页岩气开采不断演化,使得新井的钻井及压裂地层应力环境与在产老井存在明显差异,准确评价老井压后生产过程中的动态地应力演化规律对后期新井部署和压裂改造设计具有重要意义。针对该问题,文章综合考虑页岩气储层地质力学参数、天然裂缝等的非均质性和各向异性,并基于页岩气藏老井压后开采储层四维地应力演化方法,以四川盆地涪陵页岩气L-Z立体井组为例,建立了渗流—应力交叉耦合的动态地质力学模型,模拟了该井组老井压裂复杂裂缝扩展及压后长期开采四维地应力动态演化,研究发现：在67个月的开采时间段内,孔压和地应力不断降低;孔压和地应力的变化集中分布在各生产井轨迹周围,同时受到压裂改造范围的影响;在老井当前改造范围下,压后开采横向波及范围约为压后生产段改造范围的1.6倍,纵向波及范围基本与压后生产段纵向改造范围相等。研究成果为涪陵页岩气立体化新井压裂开发提供了有效的理论与技术支撑。     

四川盆地五峰组-龙马溪组页岩气高产地质原因及启示——以涪陵页岩气田JY6-2HF为例

涪陵页岩气田开发的巨大成功（JY6-2HF井累产超过3×10⁸ m³）为五峰组-龙马溪组页岩气勘探开发提供了新的启示,这一成功的关键在于①焦石坝地区位于鄂西-渝东五峰组-龙马溪组深水沉积区,WF2—LM4笔石带页岩厚度较大,具有较好的页岩气富集的物质基础;②JY6-2HF井主要穿行在WF2—LM4笔石带页岩层位中,该套优质页岩与中东-北非的“Lower Hot Shale”具有全球可对比性。涪陵、威远和长宁等页岩气田开发井的主要水平段也都在这段笔石带之中,该笔石带页岩具有有机碳含量高（TOC>3%）、有机质孔最发育（有机质孔隙度>4%）和含气量高（6.87~9.02 m³/t）等特点。综合分析认为,在类似的地质和工程条件下,页岩气井水平轨迹在WF2—LM4笔石带页岩中穿行比例决定了页岩气单井产量和最终可采储量（EUR）。研究成果将为四川盆地及其周缘五峰组-龙马溪组页岩气和世界其他地区志留系页岩气勘探开发提供参考。     

地质工程一体化在涪陵页岩气示范区立体勘探开发中的应用

四川盆地涪陵海相页岩气区具有不同于北美页岩气区的地质条件,很难直接采用北美大规模、高密度、连片化布井的开发模式。针对四川盆地涪陵页岩气田下部气层一次井网开发后剩余资源精细刻画难度大、剩余资源动用率低和提高老井最终技术可采储量（EUR）技术不完善等难题,提出了适用于涪陵海相页岩气立体开发特点的地质工程一体化思路。在页岩气立体开发方案实施过程中,对剩余气分布、钻完井、压裂和生产等多学科知识进行系统总结,建立地模数模一体化储量动用评价技术、立体开发调整井位一体化优化技术和钻井、完井配套工艺一体化实施技术,形成了一套地质工程一体化技术系列,有效指导了涪陵海相页岩气高效立体勘探开发。     

涪陵大型海相页岩气田成藏条件及高效勘探开发关键技术

中国页岩气资源量丰富，但前期借鉴美国理论技术在中国寻找页岩气，并未取得大型商业发现。为此，中国石油化工股份有限公司立足自主创新，围绕中国海相页岩气地质特点，开展了理论研究和技术攻关。通过揭示页岩气"早期滞留，晚期改造"的动态保存机理，形成了"深水陆棚相优质页岩发育是页岩气'成烃控储'的基础，良好的保存条件是页岩气'成藏控产'的关键"的新认识；形成了以页岩气地球物理、开发设计与优化、水平井钻完井及压裂为主的页岩气勘探开发核心技术及关键装备，发现并成功开发了中国首个也是目前最大的页岩气田--涪陵页岩气田，使中国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。截至2017年8月，涪陵气田探明页岩气地质储量6 008.14×10⁸m³，已建成76.8×10⁸m³产能，累积产气量为133.9×10⁸m³，并实现了清洁生产。气田高水平、高速度、高质量建设，是中国页岩气勘探开发理论创新、技术创新的典范，为中国页岩气勘探开发提供了可复制、可推广的经验，对优化能源结构、改善环境质量具有重要意义，走出了中国页岩气自主创新发展之路。     

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。