页岩油气水平井压裂技术进展与展望

通过对"十三五"以来国外页岩油气储集层水平井压裂技术进展的系统总结,阐述了水平井压裂技术在页岩油气储集层多层叠置立体开发、小井距密井网布井、水平井重复压裂、施工参数优化与降低成本方面的新特征;结合中国页岩油气水平井压裂技术需求,论述了水平井压裂技术在多裂缝扩展模拟、水平井压裂设计、电驱压裂装备、可溶化系列工具、低成本入井材料与工厂化作业方面的新进展。在此基础上,结合非常规页岩油气"十四五"规划对水平井压裂改造技术的需求分析,提出了7个方面的发展建议:(1)强化地质工程一体化联合研究;(2)深化页岩储集层改造基础理论及优化设计技术研究;(3)完善大功率电驱压裂装备;(4)研发长井段水平井压裂工具及配套作业装备;(5)加强水平井柔性开窗侧钻剩余油挖潜技术攻关;(6)发展长井段水平井压裂后修井作业技术;(7)超前储备智能化压裂技术。     

页岩油气勘探开发现状及关键技术

综述了各国页岩气的勘探开发现状,探讨了页岩油气勘探开发过程中的关键技术,主要有以下几方面的认识:①综合多参数、多信息,建立不同相带的评价标准及有利区带预测方法是页岩气勘探开发的前提。②页岩气的渗流模型呈现多尺度的特点,开采过程涉及到解吸、扩散和渗流3个阶段,建立渗流方程时需考虑解吸吸附模型、扩散模型、压裂裂缝模型等影响因素。③多分支井、丛式井、羽状井等水平钻井技术,体积压裂技术等新技术是提高页岩气产能及收益的关键。④井中地震技术能实时提供施工过程中所产生的裂缝的方位、密度、尺寸、间距等参数,描述裂缝复杂程度,评价增产实施方案的有效性。     

地质微生物技术在油气勘探开发中的应用

总结了地质微生物技术包括油气微生物勘探技术(MPOG)和本源微生物采油技术(MEOR)的理论基础和原理,简述了MPOG和MEOR技术的流程和主要特点等,评述了MPOG和MEOR技术在石油天然气勘探开发中的应用现状。MPOG和MEOR技术的应用实践表明,加强基础理论研究,培养和造就一批拥有微生物学、生物化学、地球化学、石油地质学和石油工程学等多学科理论和技术的专门人才或者实现了这些相关学科人才的有效结合,发展中国自己的成套地质生物技术,必将对大幅度提高我国油气勘探成功率和采收率产生深远的影响。     

北美页岩油气低成本钻完井技术及建议

为了适应低油价环境,提高页岩油气开发效益,北美页岩油气生产商采取了一系列措施来降低作业成本,增加单井产量,取得了较好的经济效益。介绍了北美页岩油气开发现状,分析了提高页岩油气开发经济效益所采用的低成本钻完井关键技术,包括高效率可移动钻机、井工厂优化设计、钻井优化设计、完井优化设计、压裂液回收利用和一体化化设计与管理优化等,结合国内页岩油气开发现状和工程技术难题,提出了低成本钻完井技术攻关建议。围绕这些关键技术进行研究,尽快形成适应于我国的页岩油气低成本钻完井技术,对于经济高效开发页岩油气具有重要意义。     

美国页岩油气开发技术及对我国的启示

全球能源消费持续增长、国际油价保持高位振荡以及水平井钻完井技术取得突破性进步,极大地推动了全球页岩油气、致密砂岩油气等非常规资源的蓬勃发展。美国和加拿大已率先将非常规油气资源带入商业开发阶段,中国作为页岩油气等非常规资源最为富集的国家之一,应借鉴美国页岩油气的成功开发经验,加快我国页岩油气资源的开发进程。     

南襄盆地泌阳凹陷陆相页岩储层压裂技术研究与应用

页岩气作为三大非常规油气资源之一,资源量十分丰富,近期研究认为南襄盆地泌阳凹陷具备页岩油气成藏条件.针对泌阳凹陷陆相页岩储层的地质特征,开展了陆相页岩储层压裂技术研究,以A1井为例,通过对射孔工艺、压裂液体系、施工参数及压裂工艺技术的优化与研究,形成了适合泌阳凹陷陆相页岩储层的压裂技术.该压裂技术在泌阳A1井现场实施,...     

北美页岩油气重复压裂关键技术及建议

在国际油价持续处于低位震荡的背景下,为应对页岩油气井单井产量递减快、加密井钻井作业成本高的难题,北美页岩油气公司开始利用重复压裂技术对部分具有潜力的老井进行增产改造,提高页岩油气开发效益。论述了北美页岩油气重复压裂现状,分析了提高页岩油气重复压裂成功率所采用的关键技术,包括重复压裂选井原则、候选井压裂时机选择、暂堵转向技术、机械封隔技术和连续管重复压裂技术等。结合重复压裂技术面临的挑战和国内页岩油气开发现状,提出了重复压裂关键技术攻关建议。围绕这些关键技术进行研究,尽快形成适应于我国页岩油气区的重复压裂技术,对于经济高效开发页岩油气具有重要意义。     

页岩油气革命与页岩油气、致密油气基础地质理论问题

页岩革命使美国摆脱了对进口石油天然气的依赖,成为了石油天然气净出口国。本文回顾了美国页岩革命历程,总结了页岩油气、致密油气的特点,分析了我国页岩革命的发展现状,提出了页岩油气、致密油气基础地质理论问题。研究表明：(A)美国具有资源禀赋好、科学技术创新能力强、投资能力巨大、工程施工能力强大等优势,已经实现了页岩革命,中国页岩革命正在进行中。(B)与常规油气相比,页岩油气致密油气的成藏模式、开发方式均有所不同。其具有连续性大面积分布,油气自封闭成藏,开发生产工程量巨大,油气田生产的“分布式”特点可灵活应对建产减产,以及采收率低的特点。(C)我国页岩油气进一步大幅上产需要满足7个条件：(1)资源清楚;(2)水平井、压裂技术成熟;(3)成本可控;(4)后期提高采收率工程空间大;(5)符合环境要求;(6)充分的资本投资;(7)强大的工程施工能力。(D)全油气系统具有常规油气—致密油气—页岩油气序列成藏的规律。页岩油气、致密油气藏具有储层致密、流体组成与相态复杂、油藏驱动方式多样的基本特征,面临着储层地质模型与流动模型不清的问题。需要进一步开展全油气系统理论研究,并大力发展甜点评价技术与压裂技术。     

页岩油气高效开发的关键基础理论与挑战

为更好地指导我国页岩气资源高效开发,在概述我国页岩气资源和开采现状的基础上,从地质特征预测、安全快速钻井、环保高效开采等方面系统总结了我国页岩气开采面临的工程地质难题,指出页岩非线性工程地质力学特征与预测理论、多重耦合下的页岩油气安全优质钻井理论、页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂技术、页岩油气多尺度渗流特征与开采理论等是需要重点解决的关键理论问题,钻采过程中页岩储层物理力学化学特征演化规律与数学表征,多场耦合条件下非连续页岩与钻井完井流体作用机理,页岩地层动态随机裂缝控制、长效导流机制与无水压裂技术,页岩微纳尺度吸附/解吸机制、尺度升级及多场耦合的多相渗流理论等是亟需解决的关键前沿理论问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国页岩油气的科学、有效开发具有一定的借鉴作用。      

中国陆相页岩油气沉积储层研究进展及发展方向

针对中国陆相页岩油气沉积类型多样、储集空间复杂及储层成因机理不清等关键科学问题,系统综述近10多年来国内外尤其是中国在陆相深水沉积层序、沉积体系、页岩油气储层等方面的研究进展,重点结合近年来所开展的陆相页岩油气沉积储层方面的地质研究工作,根据成因将陆相深水细粒沉积岩划分为陆源型、内源型、火山-热液型、混源型4类,提出基于无机矿物含量(即碳酸盐矿物、长英质矿物、黏土矿物三端元)、有机质含量(TOC含量以2.0%和4.0%为界)和沉积构造(纹层状、薄层状、块状)的细粒沉积岩综合分类方案;归纳总结了适于陆相深水细粒沉积地层细分对比的基于米兰科维奇天文轨道周期的高频旋回地层学研究方法,并在高频旋回地层对比基础上,提出了陆相深水细粒沉积岩微相平面工业化制图的方法,对于评价预测有利的页岩油气沉积储集岩相具有重要应用价值。根据孔隙赋存的基质类型将陆相页岩油气细粒沉积岩储层孔隙分为矿物基质孔隙(即无机孔)、有机质孔隙、裂缝孔隙3大类,其中,与有机溶蚀作用有关的矿物基质孔隙是页岩油气重要的储集空间,有机质孔隙的发育程度主要与有机质热演化程度有关,通常热演化程度较高有利于有机质孔隙的发育,裂缝孔隙是页岩油...     

应用核磁共振技术研究页岩气储层可动流体

国内对页岩气储层特征及评价的工作开展得相对较少,在调研大量国内外文献的基础上,从常规储层研究思路入手,应用核磁共振技术对不同区块的34块页岩气储层岩样进行可动流体测试。研究结果表明:页岩气储层可动流体含量低,具有非均质性;可动流体百分数与气测孔隙度和渗透率具有一定相关性,且孔渗越大相关性越好;分析了裂缝微裂缝含量对可动流体百分数的影响,裂缝微裂缝含量大于2%时,与可动流体百分数具有较好相关性;可动流体百分数和裂缝微裂缝百分数可以表征页岩气储层物性特征,是评价页岩气储层渗流能力及开发潜力的一个重要物性参数。     

低油价下的页岩油气开发工程技术新进展

近年来,国际油价持续走低,这对页岩油气的经济高效开发提出了严峻的挑战,也推动了新一轮的工程技术创新.如何改善当前非常规油气资源开发成本高、投资风险大、效益回报低的现状,已经成为一道迫在眉睫的难题.文中对国内外超长水平段水平井建造技术、长水平井段密切割和工厂化压裂技术、快速连续压裂核心设备、压裂液体系等页岩油气开发工程方...     

页岩油气藏水平井井间干扰研究现状和讨论

低渗页岩储层难以自然形成工业油气流,常采用水平井和水力压裂建立人工缝网以保证商业化开采。然而,随着大规模加密布井和压裂,水平井间距缩小、储层改造体积增加,井间出现人工裂缝导致的干扰,影响邻井的井口压力和产量,甚至诱发井控、套损和支撑剂侵入等问题,严重时导致水平井报废,极大地影响生产效率。此外,老井亏空会导致储层地应力在原位地应力的基础上发生动态演化,形成复杂地应力状态,继而影响加密水平井和重复压裂井的储层改造效果,限制井平台产能表现。我国准噶尔盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等地的页岩油气资源开发已进入小井距和加密布井阶段,井间干扰已对正常生产产生明显影响,急需开展针对性研究。本文对国内外页岩油气藏的井间干扰现象、机理以及诊断方法进行全面、详细的介绍,并提出干预对策。研究认为:准确表征与预测压裂水平井井间干扰需要在地质工程一体化的框架下展开;对天然裂缝、断层、原位地应力和储层岩石力学特征的准确认识是评价井间干扰的前提;地层亏空诱发的动态地应力和复杂人工缝网的建模与表征是定量评价井间复杂缝网交互与连通的关键手段,也是定量预测井间干扰对于井平台最终可采储量(EUR)影响的有效方法;关井、老井注液、重复压裂、优化井距和压裂优化都是干预或减小井间干扰的手段。     

页岩气藏综合地质建模技术

目前,页岩气藏地质建模采用的技术思路和实现方式主要源于常规油气藏,对页岩气藏并不适用,而可资借鉴的国内外相关成果则鲜见。为此,首先针对页岩气藏的特殊性,确定相配套的地质建模技术流程;再结合测录井资料解释、地震叠前叠后资料解释及采样地质实验分析等结果,建立工区构造和页岩小层发育模型;并在此格架体模型下应用地质统计学建模方法建立了页岩气储层厚度、孔隙度、含气饱和度、总有机碳含量、硅质含量、脆性指数等属性模型;综合应用地震AFE属性、构造曲率、应变体积膨胀资料,结合地质认识与钻井显示,采用目标建模方法,建立天然裂缝DFN模型;在人工压裂缝展布模式判断及参数拟合分析的基础上,建立了人工压裂缝模型;最后,采取逐级叠加的方法,建立了页岩气藏综合地质模型并进行气井的生产史拟合与动态预测。研究结果表明:①与常规油气藏相比,页岩气藏地质建模更为复杂,主要表现在小层划分与对比困难、基质参数多且存在着相互约束关系、天然裂缝成因和尺度多样以及天然裂缝干扰和影响下人工压裂缝分布复杂;②天然裂缝模型实现了对裂缝系统几何形态和分布的有效细致描述,人工压裂缝模型能较好地体现人工裂缝分布状况及压裂改造体积,通过逐级融合叠加页岩气藏构造和小层发育模型、多种基质属性参数模型、多尺度天然裂缝模型及其约束下的人工压裂缝模型,可以完成页岩气藏综合地质模型的建立;③气井生产史拟合结果显示,在井底压力误差小于3.3%的情况下,所建立的页岩气藏综合地质模型是可靠的。     

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。     

测井新技术在页岩储层中的评价与应用

测井新技术对于页岩气勘探开发具有很好的应用前景,可用于页岩储层的识别和评价。为了更好地总结测井新技术在页岩储层识别与评价中的应用,通过文献调研,归纳了页岩储层测井识别新技术,梳理了测井新技术在页岩储层识别与评价中解决的主要地质问题,列举了部分测井新技术的应用效果,对此后页岩气勘探开发具有一定的指导意义。     

压裂改造技术在页岩气储层中的应用

目前水平井完井、大规模分段压裂改造已经成为实现页岩气商业化开发的主体技术措施.页岩储层根据其岩石矿物类型和天然裂缝发育程度不同可以定性地分为脆性页岩和塑性页岩,在脆性页岩地层中压裂液主要有减阻水或减阻水+线性胶体系,塑性地层中一般采用高黏度交联冻胶、泡沫压裂液体系等.经过30年的发展,北美页岩气已经实现了效益开发,而国内页岩气勘探开发则刚刚起步,尚处于勘探评价阶段.W201井是国内第1口为勘探页岩气钻的井,其基质渗透率极低(0.00018×10-3μm2),脆性矿物含量较高,裂缝较发育,吸附气含量较高.结合国外页岩气开发经验,通过对W201井储层评价、液体优选、工艺措施优化,成功实现了页岩储层大规模减阻水压裂施工,标志着国内在页岩气压裂施工工艺、液体体系、裂缝监测等方面实现突破.