涪陵页岩气田富集高产主控地质因素

在前期对南方海相页岩气富集规律认识的基础上,应用涪陵页岩气田的勘探开发资料,详细论述了涪陵页岩气田富集的主控因素及其相互关系,对海相页岩气"二元富集"理论认识有了进一步的思考。气田富集的基础首先在于气体的生成和储集,研究区深水陆棚页岩气储集层具有"高TOC、高孔隙度、高含气量、高硅质"四高特征,生烃强度高,有机质孔发育,有利于储集层改造,是涪陵页岩气"成烃控储"的基础。保存条件对页岩气的形成和富集至关重要,良好的页岩顶底板从页岩生烃开始就能有效阻止烃类纵向散失而滞留聚集,后期构造作用的强度与持续时间决定了页岩气保存条件,保存条件好是页岩气"成藏控产"的关键地质因素,页岩储集层含气性好、孔隙度高,地层(超)高压,有利于形成页岩气富集高产区。     

涪陵页岩气田钻井关键技术

涪陵地区地质条件复杂,导致钻井机械钻速及钻井周期差别大、井下复杂情况时有发生。为了实现优质快速钻井,中国石化发展了适合涪陵页岩气田地质特点的系列钻井关键技术,通过攻关研究与现场实践,先后形成了涪陵页岩气钻井工程优化设计技术、浅层直井段快速钻井技术、二开定向井段快速钻井技术、丛式水平井三维井眼轨迹控制技术、适应于涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液技术、页岩气储层长水平段油基钻井液水平井固井技术、复杂山地条件"井工厂"钻井技术等,基本形成了适用于涪陵页岩气田的钻井工程技术体系。与此同时,在钻井中又出现一些新问题,为此提出了涪陵页岩气田钻井技术的发展建议,以期为国内类似页岩气区块的钻井提速降本提供借鉴。      

涪陵页岩气田地震监测台网试运行

正涪陵页岩气田是中国首个实现商业开发的页岩气田,也是国家级页岩气示范区和勘查开发示范基地,对于保障国家能源安全具有重要的作用。为了加强涪陵页岩气开发区域的地震监测管理,提高地震监测能力,2019年中国石化江汉油田分公司物探研究院承担了涪陵页岩气田地震监测台网建设和相关项目的研究任务。2019年6月正式开展监测台网规划及野外站址勘选工作,经过多轮次实地勘选、环     

涪陵页岩气田绿色开发关键技术

涪陵页岩气田地处山区,地下暗河溶洞发达,人口密集,开发过程中面临着环境保护问题。结合涪陵页岩气田地表自然环境特征和页岩气开发工程特点,分析了涪陵页岩气田开发过程中面临的主要环境问题,开展了土地集约化利用、水资源节约与保护、油基钻屑无害化与资源化利用、钻井和压裂污水循环利用及页岩气田开发绿色环境管理模式等技术研究,形成了适用于涪陵页岩气田的绿色开发技术体系。现场应用表明,应用绿色开发技术体系后节约土地62.1%,钻井和压裂污水循环利用率达到100%,处理后的油基钻屑含油率低于0.3%,二氧化碳减排64.47×104 t,实现了页岩气田开发零污染。研究认为,涪陵页岩气田绿色开发技术对我国页岩气田规模化开发中的环境保护具有示范作用和借鉴价值。      

涪陵页岩气田天然气计量技术适应性分析

涪陵页岩气田为国家级页岩气建设示范区。天然气站场主要采用4井式、6井式和8井式等标准化集输工艺;天然气计量采用间歇式轮换计量和单井连续计量流程。连续计量流程可实现气井长期不间断计量,有利于全程跟踪气井生产动态;间歇式轮换计量流程在控制建设投资及用地面积方面较有优势。实践证明,6井式及以下集气站采用连续计量流程,8井式及以上集气站采用间歇式轮换计量流程,既可以保证正常生产,又可以减少设备数量和占地面积,节省建设投资。     

涪陵页岩气田无人值守集气站建设

中石化重庆涪陵页岩气田为国家级页岩气田示范区,从气田产能建设开始就以信息化气田为起点,采气井场和集气站均按照无人值守设计。为实现真正意义上的无人值守,无人值守站场须配置高可靠的供电系统、自动控制系统(包括ESD系统)和信息传输系统,尤其要做到系统的本质安全,确保在异常情况下无人现场的监视监控、自动关断和压力泄放;设计周密完善的气田因果控制关断逻辑,使气田在紧急情况下分片区进行自动关断,确保管网和集气站装置的安全,有效控制事故事态的扩散。     

涪陵页岩气田可采储量评价方法优选

页岩气井可采储量是单井合理配产确定及气田开发方案调整的重要依据,因此需要准确地加以预测。对于页岩气藏,由于储层条件与改造工艺的复杂性和特殊性,常规方法很难准确地计算出气井的可采储量。针对此问题,结合涪陵页岩气田气井动态生产特征,对比分析已有可采储量预测方法,重点讨论流动物质平衡法、递减分析法及产量不稳定分析法3类方法,形成了适用于不同开发阶段、不同生产制度气井的评价方法体系。研究后认为,定产井具有2000×104～30000×104m3累产时,适合采用流动物质平衡法及产量不稳定分析法进行综合评价;定压井具有较长递减生产数据时,可采用产量递减分析及产量不稳定分析法及流动物质平衡法进行评价。     

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     

涪陵页岩气田井网加密技术探讨

涪陵页岩气田是全球除北美外最大的页岩气田,至2013年投入商业开发以来,至今已钻探开发井420余口,2015年完成50×108m3产能建设,2017年建成百亿立方米大气田。随着生产时间的延长,部分井产量、压力递减快。低压气井逐年增加,气田持续稳产压力大。美国页岩气开发经验表明:加密钻井可以增加波及面积、提高储量动用程度、提高气井的采收率,井网加密已经成为开发页岩气藏的主要技术之一。通过对涪陵页岩气田目前开发状况进行分析,认为在涪陵页岩气田开展气井加密调整技术具有一定的可行性。     

涪陵页岩气田水平井开发效果评价

涪陵页岩气田自2013年成功实施开发试验井组以来,截至2017年底累计建成100×108 m3/a生产能力。由于页岩气井受地质条件及工艺措施影响,生产动态与常规气井有明显不同,存在初期产能递减快、不稳定线性流时间长等问题,致使页岩气水平井试采期间难以求得准确的单位压降采气量、井控动态储量,给气田开发方案的合理编制带来很大困难。因此,在准确把握页岩气井生产特征的基础上,根据区块多口典型气井的生产数据建立了单位压降采气量、井控动态储量预测方法,能够有效预测单位压降采气量、井控储量随生产时间的动态变化规律。研究表明在保证水平段延伸方向与最大主应力方向夹角尽量小于40°,满足井间距400~600m,采用一平台六井"丛式交叉"进行布井,能够充分利用平台及动用资源,对气田的建产规模具有指导作用,从而实现页岩气田的规模效益开发,为南方海相同类页岩气和国内外其他同类型气田经济有效开发提供借鉴。     

涪陵页岩气田钻井提速难点与对策分析

涪陵页岩气田二期工区位于一期主体区块外围,储层埋深增加、断层发育、地层倾角增加,在二期前期钻井过程中,垮、斜、漏、慢等问题突出。文章在分析钻井过程中技术难点的基础上,针对江东区块雷口坡组地层"塌漏同存",制定了PDC+?286 mm大扭矩螺杆复合钻井技术及雷口坡组堵漏、防垮技术措施;对于上部地层倾角大,直井段井斜控制困难的问题,研究形成了高陡构造直井段防斜打快技术;针对二开可钻性差地层,优选了抗冲击牙轮钻头,形成了大扭矩螺杆配合混合钻头提速技术;对于三维水平井摩阻大、托压严重的特点,实践了定向防托压技术,提速效果在20%以上;为解决中深部的漏失,研究形成了防漏堵漏技术。该技术在涪陵二期31口井进行试验应用,平均钻井周期由应用该技术前的116. 18 d缩短至80. 65 d,提速效果显著,为工区二期钻井提速提效具有较好的借鉴和指导意义。     

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。     

涪陵页岩气田被认定为全国首个优质大型页岩气田

<正>在近期结束的国土资源部油气储量评审会上,国土资源部组织专家组对中国石化涪陵页岩气田焦石坝区块焦页1—焦页3井区五峰组—龙马溪组一段的探明地质储量进行评审,认定涪陵页岩气田是典型的优质海相页岩气田,新增探明地质储量1067.5×10~8m~3,标志着我国首个优质大型页岩气田正式诞生。国土资源部此次评审认定,涪陵页岩气田是"两高、两好"优质海相页岩气田,即地层压力高、     

涪陵页岩气田微注入测试应用研究

页岩气藏由于低孔低渗的特性,需采用水平井分段压裂的方式开采。地层压力、渗透率、破裂压力等地层参数是压裂施工设计的重要依据,涪陵页岩气田主要运用微注入压降测试获取地层参数。文中针对五峰组-龙马溪组的6井次微注入压降测试展开分析,利用G函数曲线判断地层漏失特性,并利用ACA、双对数曲线分析获得原始地层压力和有效渗透率。微注入压降测试需按照要求一次性完成,若中断后重新泵注,会导致解释的原始地层压力值偏高;微注入压降测试可以快速认识地层压力水平,对于无法开展静压测试的新区块较为实用。结果表明,涪陵页岩气田原始地层渗透率和静压系数值分区明显,1区与2区原始地层渗透率相近,且均高于3区;1区与2区接近常压气藏,3区与4区为高压气藏。     

涪陵页岩气田水平井井身结构优化设计

涪陵页岩气田前期水平井因导眼和一开井眼尺寸大,导致机械钻速低,并存在一开井塌严重、二开井壁易失稳等问题。为此,在分析涪陵地区钻井工程地质环境特点的基础上,确定了套管必封点,并根据William钻速方程缩小了导眼和一开井眼的尺寸,将表层套管下深从长兴组上提至飞仙关组顶部,二开中完井深由进入浊积砂体3.00~5.00 m,调整为进入龙马溪组地层50.00~100.00 m后下入技术套管,从而形成了优化后的井身结构。涪陵页岩气田水平井自2014年后期开始采用优化后的井身结构,2015年105口水平井与2013年采用原井身结构的30口水平井相比,平均机械钻速提高了65.74%,在井深增大的情况下,平均钻完井周期缩短了20.95%。这表明,优化井身结构后达到了提高机械钻速、减少井下故障、缩短钻井周期的目的。      

涪陵页岩气田三维水平井井眼轨迹控制技术

为满足地理环境条件和页岩气高效开发需要,涪陵页岩气田采用"井工厂"模式开发,多采用中、长半径三维水平井。针对原井眼轨道设计不利于三维水平井优快定向钻井、三维井眼轨迹控制难度大、三维井眼摩阻扭矩大等技术难点,通过优化设计,应用三维水平井井眼轨迹控制、三维井眼降摩减阻等技术,以提高三维水平井机械钻速,缩短定向钻井周期。现场应用表明,涪陵页岩气田三维水平井二开定向周期缩短46.36%,三开定向周期缩短5.76%,成效显著。      

涪陵页岩气田钻井技术难点及对策

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的页岩气田,其地表和地下地质情况均十分复杂,与常规油气藏和国外页岩气田相比,其开发过程中钻井施工难度较大。根据大量翔实的资料,从井壁稳定、轨迹控制、固完井质量以及降本增效等方面论述了涪陵地区页岩气田钻井工程中存在的主要技术难点,并对其主要原因进行了分析。在此基础上,针对性地提出了解决上述钻井技术难点的技术思路和方法,并在涪陵地区页岩气钻井技术研究成果的基础上,指出下一步应深化钻井地质特征精细描述、开展三维井眼轨道优化设计及控制、强化钻井提速技术攻关、完善钻井液与完井工艺配套等研究,以持续提高涪陵页岩气田的钻井效益。      

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。     

涪陵页岩气田首座智能化集气站运行

<正>经过近2个月的试运行,中国石化江汉油田涪陵页岩气公司近日对外发布消息称,涪陵页岩气田首座智能化集气站—焦页5号集气站正式实现全面智能化24小时无人值守运行。据悉,传统页岩气集气站通常需要3至4人长期驻站值守,而实现智能化改造后的焦页5号集气站只需要技术人员定期进行巡检。据介绍,这种新型的集数据采集、监控、远程自动控制于一体的智能化管控     

涪陵页岩气田“井工厂”技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,经过3年的技术攻关和现场试验及应用,形成了一套适合复杂山地页岩气特点的"井工厂"技术,极大地缩短了开发周期,降低了工程成本。涪陵页岩气田"井工厂"关键技术主要包括山地"井工厂"布局优化设计、页岩气"井工厂"钻井作业模式、"井工厂"压裂作业模式以及撬装化建站等4个方面。现场试验与推广应用情况表明,采用单钻机2~4井和双钻机5~8井"井工厂"钻井模式,单机组拉链式"井工厂"压裂与双机组同步"井工厂"压裂模式,可以达到当年完成建平台、钻井、压裂、试气、投产的开发要求。"井工厂"技术为涪陵页岩气田50×108 m3/a一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,并成为页岩气田经济开发的核心技术,对我国页岩气规模化开发具有重要的借鉴和引领作用。