南页1HF页岩气水平井固井技术

页岩气藏具有储层物性差、孔隙度和渗透率低等特点,为提高页岩气水平井固井质量,满足分段压裂要求,对南川地区页岩气水平井固井技术进行了研究。针对南页1HF井固井技术难点,开展了水平井套管下入数值模拟分析,扶正器类型优选及安放间距优化,应用了SCW驱油前置液体系、SFP弹性水泥浆体系等技术,为今后提高页岩气水平井固井质量积累了经验。     

页岩气水平井JY10HF井钻井关键技术及认识

JY10HF井是南川金佛山断坡第一口页岩气预探水平井,钻遇地层具有缝洞发育、倾角大和可钻性差等特点,钻井过程中面临易漏失、易坍塌、易井斜和机械钻速低等难题。鉴于此,采取"导管+四开制"井身结构、旋转导向控制井身轨迹、优选钻头及工具、优化堵漏措施等技术,完成了该井的施工任务。为进一步实现该区块页岩气水平井提速提效,分别从井身结构、井眼轨道设计和防斜打快等方面进行了探讨和优化,提出了优化技术套管下深、采用双二维轨道设计、应用欠平衡钻井技术和优选旋转导向工具等提速方案。研究内容可为类似页岩气区块开发提供技术支撑和方法指导。     

高陡复杂构造带页岩气水平井方位优选——以永川页岩气区块五峰—龙马溪组为例

中石化永川页岩气区块钻井解释地应力方位井间差异较大,水平井轨迹无统一方位,测试产量差异较大.通过对研究区地应力方位与断裂产状的分布规律、已钻井水平井轨迹方位、产能影响的主要因素等方面的分析,得出以下结论:①永川区块中部背斜区大断层附近地应力方向偏转较大,沿断层走向逐渐偏转,最大水平主应力方向与断层走向趋于一致;南部及北...     

叠加构造分析及其应用——以贵州赤水地区为例

以叠加构造理论为基础，从区域构造背景出发，根据区内现今构造形迹的特点，运用叠加构造分析的方法，对贵州赤水地区叠加构造特征进行了系统分析。研究认为，该区主要经历了2次主要构造应力作用，构造叠加方式以限制叠加、应力场干扰、断裂切错及褶皱叠加等为主；该区褶皱叠加现象普遍存在，例如太和-旺隆构造由于褶皱叠加作用，在原来简单的长轴构造的基础上，形成了多个近南北向的鼻状构造，产生了新的圈闭（旺北、旺南、五南等）；该区天然气储层以裂缝型为主，在限制叠加、应力场干扰、断裂切错等影响下，岩石容易破碎，裂缝发育，所以叠加强烈部位是下一步勘探的优选目标：如宝元构造与其西侧的高木顶构造相交部位。根据研究成果部署的探井已获得了测试天然气日产量136×10⁴m³。     

高陡构造带页岩气水平井靶点调整技术探讨

在涪陵页岩气田水平井完钻井实钻海拔与地震资料计算海拔存在误差的情况下,根据周缘完钻井的钻井资料与地震资料综合分析,对正钻水平井靶点进行海拔及坐标设计和调整。根据不同情况,利用RTM深度别面误差校正法、叠前时间偏移剖面误差校正法、叠前时间偏移剖面层速度推算法、叠前时间偏移剖面时差推算法共四种方法开展靶点设计和调整。RTM深度资料误差校正法是涪陵页岩气水平井靶点调整最有效的方法。     

高陡复杂构造带深层页岩气保存条件差异性分析——以川东南綦江高陡复杂构造带为例

川东南地区是中国页岩气勘探的重点目标之一,现阶段的勘探领域正逐步迈入深层、超深层,但由于受钻井与地震等多种因素的制约,对该地区的构造特征及页岩气保存条件的研究还不够深入。为了查明川东南地区綦江高陡复杂构造带构造变形特征及其对深层页岩气富集规律的影响,为后续勘探部署提供依据,选取典型三维地震剖面,从构造变形特征剖析入手,结合实钻数据分析,建立高陡构造模型,在此基础上开展保存条件差异的主控因素定量评价。结果表明,綦江高陡构造具备“上陡下缓+膏岩主控+前锋变陡”的分层变形特征;綦江地区发育一套大范围的寒武系膏盐层,其塑性形变对上覆构造的隆起起到控制作用;区内影响页岩气保存条件的因素包含主动变形强度、断裂体系、断面正应力、构造与地应力夹角、顶板滑脱层等,各因素相互作用,导致研究区内部保存条件差异明显。据此,建立了綦江高陡构造保存条件评价标准,明确隆盛—桃子荡构造带构造应力单一,主动变形强度低,构造封闭性强,是下一步勘探的主要有利目标。     

页岩气水平井分段压裂优化设计方法——以川西页岩气藏某水平井为例

页岩储层需要水力压裂才能获得理想的产能,压裂时在追求较大改造体积的同时也应注重形成与储层相匹配的缝网导流能力,以提高改造体积渗透率。基于Warren Root模型,将压裂后形成的缝网考虑为高渗透带,利用等效渗流理论建立了等效高渗透带模型,在地质模型中利用体积及等效渗透率对压裂缝网进行表征,通过产能模拟并借助净现值理论对高渗透带长度、等效渗透率等参数进行优选,并以优选的高渗透带参数为目标,结合缝网模拟便可得到目标条件下的最优施工参数。针对川西页岩气藏某水平井使用该方法得到最优高渗透带长度为200～220 m,最优等效渗透率为4～5 mD。结合缝网模拟得到目标条件下的施工参数为：总液量为1 600 m³,总砂量为53 m³,平均砂比为10%,最高砂比为28%,施工排量为10 m³/min。该设计为页岩气储层改造作业提供了技术支撑。     

四川盆地深层页岩气水平井优快钻井技术——以泸203井为例

泸203井是中国石油天然气集团有限公司部署在四川盆地南部泸县—长宁页岩气区块的1口重点超深页岩气探井,实际完钻井深达5 600 m,测试日产气量为137.9×10~4 m~3,成为目前国内首口单井测试日产量超百万立方米的页岩气井。为了给深层页岩气井优快钻井提供借鉴和经验,以泸203井为例,在分析储层特征对钻井要求的基础上,归纳总结了保障该井页岩气水平井钻井井身质量、优质储层钻遇率、快速钻进以及降低复杂事故率的优快钻井综合配套技术,并对其应用效果进行了评价。研究结果表明:(1)采用旋转导向工具并配合钻柱扭摆系统钻进,减少了滑动定向钻进进尺,成功地控制了钻具托压现象,大幅度降低了定向辅助时间;(2)实施的4种削减钻具振动措施很好地解决了水平段钻进中螺杆故障问题,进一步提高了钻井速度;(3)采用近钻头伽马测量系统实时追踪储层,控制轨迹在优质产层内钻进,保证了优质页岩储层钻遇率;(4)优配钻井装备及高密度的油基钻井液的应用保证了井下动力钻具的动力和井眼携砂的需求以及钻井液性能的净化,确保了井眼畅通、保持了井壁稳定,起到了提高钻井速度的重要作用。结论认为,泸203井按照地质工程一体化的技术思路,采取先打直导眼再侧钻水平井的方式,优质页岩储层钻遇率达到100%,该井的实施进一步完善了四川盆地新区块超深页岩气水平井配套优快钻井技术。     

地质导向技术在页岩气水平井钻井中的应用——以川东南地区A井为例

川东南地区是我国页岩气勘探开发的前沿阵地,区内井网控制程度低、井震矛盾突出、岩屑代表性差,且钻探的水平井水平段长,给地质导向工作带来较大困难。针对上述难点,利用“三步骤”地质导向方法,对川东南页岩气勘探水平井A井进行了地质导向。首先,基于区域地质资料和导眼井测井曲线特征,确定了地层对比标志层,为实钻过程中的地层对比工作提供依据;在入靶前地质导向阶段,进行曲线微观特征对比,结合录井气测资料识别标志层,预测A靶点深度,并调整轨迹,确保该井顺利中靶;在水平段地质导向阶段,密切观察随钻自然伽马曲线的变化趋势,准确判断钻头位置,并利用标志层控制轨迹,确保钻井轨迹始终位于靶窗内。该井水平段钻遇优质页岩储层1 317m,优质储层钻遇率达100%,取得了显著的效果。现场应用实践表明,该地质导向技术适用于川东南地区页岩气水平井钻井,能够有效提高优质页岩储层钻遇率,对国内其他页岩气区块的地质导向工作具有较好的借鉴意义。     

复杂构造区页岩气水平井高钻遇率井轨迹优化技术——以永川南区开发实践为例

为了提高优质储层钻遇率,特别是针对断缝发育、地震预测误差大、靶窗范围小的复杂构造区,形成了以三维地质模型建立为基础,结合入靶方式选择和特殊构造井轨迹优化方案,采用随钻伽马与元素录井的综合导向技术,确保了优质储层钻遇率显著提高。结果表明:1)在构造复杂区应选择上靶窗入靶模式;2)钻遇局部隆起、凹陷、断层等特殊构造,为确保工程施工,在追求高钻遇率的同时应适当放弃部分优质储层钻遇率;3)纵向上借助GR曲线及元素Ca, Si, Mg和Fe的变化明显性、横向展布稳定性及工程可调控性,分级确定标志层;平面上根据地层的倾角变化、钻遇特殊构造确定重点关注点;4)采用随钻伽马与元素录井的综合导向来准确判断钻头在地层中的位置,及时做出调整,确保水平轨迹钻遇率。以上成果认识,对后续复杂构造区的井眼轨迹控制具有指导意义。     

复杂高陡构造圈闭落实方法——以克深2号构造为例

地表及地下构造的复杂性使库车复杂山地陡构造圈闭落实面临诸多难点.2005年以来,对复杂山地地震勘探技术,尤其是地震采集及速度精细建模技术进行了重点攻关研究,最终形成了一套系统的复杂山地构造圈闭落实方法,即用复杂山地地震采集技术锁定构造样式,用表层速度反演建模技术、to漂移校正技术等变速成图技术体系落实高陡构造圈闭,并在构造主体部位用叠前深度偏移成果进行对比验证,以达到提高复杂山地构造圈闭落实精度的目的.该方法在塔里木复杂山地的推广应用取得了良好的效果.     

盐下高陡构造成像技术——以塔里木盆地库车坳陷克深地区为例

针对塔里木盆地库车坳陷克深地区地震成像存在的静校正处理难度大、原始资料品质低、速度建模及叠前深度偏移难度大3大难题,研究盐下高陡构造成像技术。基于误差反向传播神经网络和最小平方QR分解双尺度层析反演方法获取复杂近地表高精度速度模型,解决盐下高陡构造地震成像静校正问题;在应用高精度静校正和均方根速度的基础上,采用十字排列锥体滤波和球面扩散补偿技术提高地震资料信噪比、恢复深层有效反射信号,解决盐下高陡构造原始地震数据品质低问题;在地质、测井、钻井等多信息的约束下,基于实体模型速度更新和网格层析速度反演的双尺度速度建模技术获取复杂地下构造的高精度速度模型,并应用真地表叠前深度偏移技术提高剧烈起伏地表条件下的地震成像效果,解决盐下高陡构造速度建模及叠前深度偏移问题。通过上述技术获得盐下高陡构造高质量地震成像成果,地震成像预测结果与实钻井吻合好,并成功部署3口超深井。     

中国南方盆外复杂构造区页岩气井评价与认识——以湖北来凤咸丰区块来页1井为例

为了在中国南方四川盆地以外复杂构造区确定页岩储层的核心评价参数,准确把握页岩气"甜点"目标,以湖北来凤咸丰区块来页1井为例,利用钻井、二维地震及实验室分析测试数据等资料,对该区块上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气的形成条件进行了评价。结果表明:该区五峰组—龙马溪组页岩具有厚度较大、有机质丰度高、热演化程度较高、储集物性及含气性较好、可压性良好和保存条件良好等优点,为该区页岩气的生成和富集提供了良好的地质条件。进而建立了适合南方复杂构造区五峰组—龙马溪组页岩的主要评价指标体系,归纳了获得商业发现的5项核心评价指标:(1)优质页岩厚度大于20 m;(2)有机碳含量超过2.0%;(3)脆性矿物含量介于40%~70%;(4)页岩含气量大于2 m~3/t且甲烷含量超过90%;(5)距离通天断裂及目的层剥蚀线超过3 km。结论认为:该区块志留系五峰组—龙马溪组页岩满足上述评价标准,具有进一步开展工作的潜力;同时,五峰组—龙马溪组埋藏较浅,不属于超压体系,也对后期的规模开发和稳产提出了挑战。     

基于流变模型的地应力剖面预测——以贵州黔北地区安页1井为例

地应力是非常规油气勘探开发中"甜点"评价、水平井部署和压裂设计的重要基础参数。目前国内外主要将基于弹性模型的常规储层地应力评价技术应用于泥页岩储层,未考虑流变特性对泥页岩储层地应力分布规律的影响,导致泥页岩储层地应力评价结果误差较大。为了提高地应力参数评价计算的准确性,提出了一种基于流变模型的地应力评价新方法(以下简称新方法),利用偶极声波测井数据获取的岩石力学参数,参考相关试验结果确定岩石流变参数随深度变化的规律,结合盆地埋藏史和地壳应变率,建立了贵州黔北地区安页1井地应力剖面。新方法评价得到的地应力值与小型压裂实测和应力多边形法确定的地应力值的对比分析结果表明:新方法预测的安页1井地应力剖面与实测结果吻合较好,并且其地应力评价结果与伽马测井结果也具有较好的对应关系,即随着黏土矿物或有机质含量的升高,水平主应力差变小。结论认为,采用新方法得到的地应力评价结果更加符合于真实的地应力分布规律。     

高陡构造地区勘探失误分析及速度建模改进方法——以云安10井为例

四川盆地东部地区地下构造较复杂,构造模式多样,普遍存在高陡构造。在地震资料的处理和解释中,用于时深转换的速度模型对高陡构造的成像精度影响很大。介绍了针对高陡构造地区的地震勘探技术,探讨了高陡构造成像中存在的问题,并以YB地区云安10井钻探失误为例,探讨了速度模型对高陡构造成像的影响,提出了利用速度控制点法建立速度模型的改进措施。利用改进后的速度模型,对YB地区高陡构造原地震资料进行了目标性处理,地震解释深度与钻井基本吻合。将新的构造解释结果与原构造解释结果进行了对比分析,新构造解释结果与钻井吻合较好,进一步落实了YB地区东翼大断层下盘各潜伏构造的形态、圈闭规模、高点位置和隆起幅度。     

高温高压高含硫地区超深井钻井难点及对策——以通南巴构造带为例

受特殊沉积环境及复杂构造运动的影响,在通南巴构造带上钻井工程事故频发,存在井漏、井壁垮塌、井涌（喷）、卡钻、高含硫化氢、岩石致密硬度大、井斜等问题,严重影响了安全、优质快速钻井。通过对通南巴构造带工程地质特征的研究,提出如下对策：①优选气体钻井、泡沫钻井、垂直钻井、复合钻井、旋转导向钻井等钻井方式,促进防斜打直、打快;②优化井身结构设计,合理确定必封点,科学确定井眼尺寸;③优化钻井液性能,提高防塌、润滑效果;④强化钻头选型,提高破岩效果;⑤细化防漏堵漏措施,减少非生产时间等。经现场钻井实践,大幅度地提高了机械钻速,有效地减少了钻井复杂情况,实现了该地区海相超深含硫气井的优快钻井,并对同类高温、高压、含硫气井的高效钻井具有借鉴意义。     

复杂构造背景区页岩气富集条件研究——以大巴山前缘地区为例

通过大巴山前缘地区五峰—龙马溪组富有机质泥岩的野外露头、钻井、岩心等资料的研究,对一系列岩石样品进行了显微薄片、扫描电镜、有机地化、孔渗性、比表面积、含气性解析等多项实验测试分析,对五峰—龙马溪组页岩气的富集条件进行了综合研究。结果表明：大巴山前缘地区富有机质泥岩总体处在浅水—深水陆棚沉积环境下,其沉积厚度在40~70 m左右,平均有机碳含量大于2%;有机质类型为腐泥型Ⅰ型干酪根,有机质成熟度多数为0.82%~3.04%,达到高—过成熟阶段;低渗透—低孔特征,并发育多种微观空隙结构。典型钻井解剖分析认为,页岩气保存条件是该区富集条件中最为关键的因素;未被断裂破坏的箱状背斜是最为有利的构造保存条件。     

陆相页岩气水平井固井技术——以延长石油延安国家级陆相页岩气示范区为例

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的上三叠统延长组及下二叠统山西组具有良好的页岩气成藏条件,陕西延长石油(集团)有限责任公司采用水平井分段压裂技术对该区页岩气进行开发。针对水平井固井过程中存在的油基钻井液清洗困难、长水平段套管难以居中、固井过程中易发生漏失、水平井及分段压裂对水泥环要求高、长封固段固井附件易失效等技术难题,开展了相关技术研究,获得了解决上述问题的技术措施:1在该示范区通过采用清油型前置液多级冲洗工艺,有效地冲洗界面残留油膜,提高油基钻井液冲洗效率;2新研制的水平井专用扶正器能有效降低管柱下入摩擦阻力,保证套管的居中度;3通过提高地层承压能力、优化浆柱结构实现平衡压力固井;4优选韧性材料提高水泥环的耐冲击能力,较好地满足了页岩气水平井分段压裂工艺对水泥石性能的要求;5研制的高性能固井附件,保证了长封固段水平井施工安全。所获成果已在该示范区的4口页岩气水平井中进行了应用,固井一次成功率达100%,固井质量优良率达100%,取得了良好的固井效果。     

页岩气分段压裂水平井产量递减快速预测新模型——以涪陵页岩气田为例

随着涪陵页岩气田的全面开发,对页岩气井的生产动态、生产特征、开发评价的深入分析成为目前亟待解决的问题.针对常规和非常规页岩气藏的生产动态,学者们提出了不同的经典递减曲线分析方法对其进行评价.这些方法从经验到半经验和理论,均有特定的假设条件并具有局限性,不具备普遍性.通过利用实际生产数据发现的递减规律,建立了一套新的产量...     

地质导向大数据传输应用一体化及发展方向——以中上扬子地区页岩气水平井为例

随钻地质导向技术已经成为非常规油气领域石油工程作业链中不可或缺的一环,越来越多的生产实践证明地质导向对油气田的开发效益有着巨大的影响。现以中上扬子地区及周缘页岩气水平井生产实例和行业现状为基础,从深度剖析地质导向环境变量的多样性和大数据信息资源的快速整合入手,探讨了大数据传输和应用对随钻地质导向的重要作用和积极的效果,并在现有分析手段和技术条件下对地质导向技术的发展方向进行了前瞻性预测。