非常規(guī)油氣藏鉆完井工程技術研究

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1、非常規(guī)油氣藏鉆完井工程技術研究　　摘要：本文對國內外頁巖油氣鉆完井工程技術進行了調研，勝利非常規(guī)油氣鉆井技術主要進展，主要包括鉆井工程設計技術、優(yōu)快鉆井技術、非常規(guī)儲層鉆井液技術和非常規(guī)水平井固井完井技術四方面進展。　　關鍵詞：非常規(guī)；鉆井；完井技術；研究　　非常規(guī)資源是當今國際能源領域激烈爭論的話題之一。隨著不斷增長的世界能源需求和現(xiàn)有傳統(tǒng)資源消減之間的矛盾日益加劇，全球對非常規(guī)油氣資源的需求也日益迫切。與常規(guī)天然氣相比，非常規(guī)天然氣的類型和賦存形式更為多樣，分布范圍更為廣泛，潛在資源量遠遠大于常規(guī)天然氣資源。在全球，致密砂巖氣藏中的天然氣資源量大約為1.14×1010m3。世界油頁巖資

2、源豐富，據統(tǒng)計，如果將全球33個國家和地區(qū)的油頁巖折算成頁巖油，約4000億噸，超過了石油資源量?！　?.國內外頁巖油氣鉆完井工程技術調研　　油頁巖資源在世界許多地區(qū)都有分布，但分布并不均勻，主要分布于美國、俄羅斯、加拿大、中國、扎伊爾、巴西、愛沙尼亞、澳大利亞等國家。各國油頁巖形成的時代也不一致，從寒武紀、奧陶紀、泥盆紀、石炭紀、三疊紀、侏羅紀、二疊紀、白堊紀到第三紀都有分布?！　〗涍^多年的技術摸索和積累，國外非常規(guī)油氣藏開發(fā)技術逐步趨于成熟，其鉆完井工程技術發(fā)展趨勢包括以下幾個方面：　?。?）叢式井鉆井技術6　　用叢式井組開發(fā)頁巖氣的優(yōu)點是：（A）利用最小的叢式井井場使鉆井開發(fā)井網覆蓋

3、區(qū)域最大化。（B）實現(xiàn)設備利用的最大化。多口井依次一開，依次固井，依次二開，再依次固完井。鉆井、固井、測井設備無停待。（C）鉆井液重復利用，減少鉆井液的交替。（D）壓裂工廠化流程能夠在一個叢式井平臺上壓裂22口井，極大提高效率?！　。?）最優(yōu)化鉆井　　對工程量最大的鉆井來說，要求“鉆井速度高、井眼質量好、鉆井成本低”，從井身結構設計、鉆機選擇、鉆頭優(yōu)選、鉆井液體系優(yōu)化、軌跡測量與控制、完井方式優(yōu)化等各個方面體現(xiàn)出這幾方面要求，形成各個區(qū)塊頁巖氣開發(fā)的最優(yōu)化區(qū)域鉆井模式。　?。?）長水平段水平井或水平分支井鉆井技術。　?、賴L試在頁巖儲層鉆水平段后向水平方向、上下方向鉆分支井眼，擴大儲層井眼密

4、度、提高壓裂效果，研究分支的形式、數(shù)量和方向等；②水平段鉆井過程的鉆井循環(huán)流體選擇，基本上用油基鉆井液，壓裂時用過氮氣泡沫和水基壓裂液；③測量與軌跡控制方式選擇，優(yōu)化MWD/LWD參數(shù)組合，選擇使用幾何導向或地質導向的軌跡控制模式。　?。?）優(yōu)化完井技術?！　“ㄑ芯繚M足后期開發(fā)和壓裂需求的完井方式設計；套管封固的完井方式優(yōu)化，在成本允許的條件下可以采用泡沫水泥固井技術；研制特殊套管、封隔器、分支工具等材料和新型井下工具。　　2.勝利非常規(guī)油氣鉆井技術主要進展　　2.1鉆井工程設計技術6　?、倬斫Y構優(yōu)化設計　　頁巖油井身結構設計主要原則：進入頁巖儲層下技術套管保證上部井眼的穩(wěn)定性。致密砂

5、巖區(qū)塊井身結構設計主要原則：進入致密砂巖水平段下技術套管保證小井眼水平段的延伸能力?！　、诰圮壍纼?yōu)化設計　　需要通過摩阻扭矩分析進行井眼軌道方案優(yōu)選和進行跨專業(yè)多向交互式水平井優(yōu)化設計，同時做好油藏地質、采油工程與鉆井工程的對接工作，包括：全面參與油藏設計的井位優(yōu)選、軌道優(yōu)化、工程模擬；全程參與地質設計的方案討論、設計論證、鉆機整拖方向和距離的確定；鉆井工程設計與論證。　　2.2優(yōu)快鉆井技術　?、佘壽E控制技術分析　　針對具體問題，確定了鉆具組合（常規(guī)鉆具組合＼動力鉆具組合）旋轉+配合高效PDC的技術思路，精確把握造斜、穩(wěn)斜、降斜規(guī)律，采取鉆具組合受力分析的技術手段順利的實現(xiàn)了該井的優(yōu)快鉆

6、井?！　、诘撞裤@具組合力學分析　　力學性能分析結果顯示：Φ152.4mm井眼的螺桿鉆具本體扶正器外徑小于133mm時，其復合鉆進增斜的效果不明顯；隨著本體扶正器外徑增大，復合鉆進增斜的趨勢呈顯線性增加?！　、坫@頭優(yōu)化設計6　　取樊154、羅67區(qū)塊巖心進行了可鉆性評價實驗，數(shù)據表明：該地區(qū)目的層適合使用PDC鉆頭。在此基礎上進行優(yōu)化水力結構、鉆頭布齒方案優(yōu)化和鉆頭切削穩(wěn)定性設計。結果顯示，其機械鉆速比樊154-平1定向段機械鉆速提高30%；在致密砂巖水平段可使用PK5235MJH-152.4鉆頭，使用了進口復合片，大大提高了鉆頭壽命和破巖效率。　　2.3非常規(guī)儲層鉆井液技術　　油基鉆井液作

7、為成熟的鉆井液體系，國內第一口頁巖氣水平井威201-H1井、其它頁巖油氣水平井泌頁HF1井、威201-H3井、涪頁HF-1水平段都設計或使用油基鉆井液。油基鉆井液與水基鉆井液相比較，油基鉆井液具有能抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好和對油氣層損害程度較小等多種優(yōu)點?！　?.4非常規(guī)水平井固井完井技術　　2.4.1塑性微膨脹水泥漿體系　　經過室內試驗研究，開發(fā)出了塑性微膨脹水泥漿體系，通過對該體系塑性微膨脹力學性能