第三屆中國頁巖氣發(fā)展論壇-按照會務(wù)組的安排,我交流的題目是川渝地區(qū)頁巖氣工程技術(shù)的發(fā)展情況,作為川渝地區(qū)的單位,我們交流的主題是我們具體的技術(shù)在現(xiàn)在的應(yīng)用,以及取得的進展,在這里給大家做交流。
近年來,隨著北美頁巖氣開發(fā)獲得成功,使得頁巖氣逐步成為全球尤其資源勘探開發(fā)的新零點,中國對頁巖氣開發(fā)高度重視,制定了分階段的戰(zhàn)略目標(biāo),川渝地區(qū)的長寧和威遠作為國家的首批頁巖氣示范區(qū),經(jīng)歷了三年的技術(shù)攻關(guān)和實驗,取得了許多的認(rèn)識成果,為頁巖氣勘探開發(fā)深入奠定了基礎(chǔ)。
我交流分為三個方面的問題,第一是介紹一下長寧-威遠到現(xiàn)在為止的技術(shù)情況,長寧-威遠2010年鉆成第一口頁巖氣井威201,拉開了四川頁巖氣資源開發(fā)的序幕,2012年3月21日正式設(shè)立四川長寧-威遠國家頁巖氣示范區(qū)。明確了H2H3。
說到這兩個頁巖氣示范區(qū),我們對前期的工作做了一些研究和規(guī)劃,總體來看,我認(rèn)為川渝頁巖氣具備以上特點,整體他的地質(zhì)條件很復(fù)雜,地層波雖,地表主要為山地,儲層埋深更深,代表我們的頁巖氣的成本居高不下。
第二個限制我們的方面是我們的頁巖氣起步比較晚,他的一些基礎(chǔ)理論相對比較長,我們的頁巖氣幾個方面,他的設(shè)計一直都不是非常吹分,比如說我們的地理這方面來說,現(xiàn)在有研究的空間。
其次針對頁巖氣開展天然裂縫和壓裂實驗相關(guān)結(jié)論。當(dāng)時我們W201-1井微地震實時監(jiān)測結(jié)果表明。我們在頁巖氣開發(fā)的過程中,我們一些關(guān)鍵的工具,還是比較低,憑借我們的一些設(shè)備,它的自動化比較低,我們的一些關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)及還有就是我們在自動化系統(tǒng)。
第四個限制我們的地方,我們現(xiàn)在總體來說,頁巖氣在前期的開放過程中,參與的作用是還是傳統(tǒng)的。成本降不下來,這是我們研究工作要做的。
在這個背景下,通過三年的技術(shù)共管和現(xiàn)場實驗,目前長寧-威遠頁巖氣水平井共鉆11口,其中長寧示范區(qū)完成了7口,水平段是980-120米。
在威遠地區(qū)是完成了水平井4口,水平段長是1140米。
總體我們?nèi)〉昧艘恍┏晒,我們歸結(jié)了一下,主要是經(jīng)濟提速效果明顯,2013年完成了長寧H2H3井組6口水平井平均機械鉆速5.25,教第一輪頁巖氣水平井分別提高了16%,平均鉆井周期66d,縮短了61d,鉆井綜合成本大幅下降。
部分技術(shù)瓶頸得到攻克,基本實現(xiàn)安全鉆井,攻克高淹沒地層鉆速低,水平段頁巖垮臺,頁巖氣井眼軌跡控制,油機防塌井液。
第三個就是我們基本上形成頁巖氣叢式井經(jīng)濟安全提速標(biāo)準(zhǔn)模式,形成以井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化,強風(fēng)堵油高效個性化PDC三維水平井軌跡控制為重點的快速鉆井技術(shù)。
初步形成了工廠化作業(yè)方案,初步形成了以叢式井網(wǎng)優(yōu)化部署。
目前壓裂測試后單井日產(chǎn)量由前期直井平均0.64萬方,提高到目前水平井5.64萬方,提高8倍以上,綜合成本由9千萬元降低到5千萬元。
下面是應(yīng)用的主要工程技術(shù)與進展。
圍繞頁巖氣提速體校,將本增產(chǎn)的目標(biāo),重點突破油及鉆井液防塌。
通過第一輪的研究,掌握了長寧-威遠地應(yīng)力分布規(guī)律,為示范區(qū)水平井組部署和鉆完井技術(shù)方案提供了依據(jù)。
主要是第一個地應(yīng)力測定與分析,通過采集露頭巖心2噸,鉆井巖心30組。
第二個就是我們地應(yīng)力對井壁穩(wěn)定性影響因素分析。大于50度后,力學(xué)穩(wěn)定性急劇邊查,坍塌壓力迅速增加,坍塌壓力在20.-2.1左右。
為示范區(qū)出層改造射孔井段選擇及壓裂方向提供了參考,這個是我們的H2H3這兩個井種,以及下一步要進行的。
第二個進展,形成了以井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化,防塌油基鉆井液,大偏移距三維軌跡控制為主的頁巖氣水平井優(yōu)快鉆井配套技術(shù)。
井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化“由常規(guī)到非常規(guī)”,“四開到三開”,大尺寸到小尺寸”不斷優(yōu)化,提高了機械鉆速,減少了事故復(fù)雜。
我們形成了頁巖氣水平井個性化PDC鉆頭優(yōu)選方案,選出各層段PDC鉆頭系列,提速效果明顯。
第三個是大家比較關(guān)注的,強封堵防塌鉆井液技術(shù)。
白油基無土相鉆井液密度、鉆井液濾失量,乳化穩(wěn)定性等等。
第四是我們的大偏移距三維水平井控制技術(shù)。,一個是防碰繞障技術(shù),一個是大偏移三維水平井鉆病技術(shù),另一個是工程地質(zhì)一體化導(dǎo)向技術(shù)。
第五是形成了頁巖氣油基鉆井液條件下的水平井固并技術(shù),H2、H3平臺6口井固病合格率達100%,優(yōu)質(zhì)率達到65%以上,研發(fā)形成了油基泥漿條件下高效沖洗隔離液SD80。研究形成了不同油基泥漿條件下沖洗隔離液漿注結(jié)構(gòu)。
另外是我們的頁巖氣水平井壓裂改造技術(shù)。
初步形成頁巖氣壓裂設(shè)計評估技術(shù),綜合應(yīng)用實驗統(tǒng)計分析,微地震時分析調(diào)整和試井分析。另一個是我們自主研發(fā)了降組滑水體系。分簇射孔技術(shù)填補國內(nèi)空白,達到國際先進水平,電纜一次下井可實現(xiàn)最多20級分簇射孔點或作業(yè)。
連續(xù)油管鉆塞技術(shù),,形成了連續(xù)管鉆磨橋塞,開發(fā)形成系列化管鉆末橋塞專用平地磨鞋。
還有我們的自主微地震監(jiān)測技術(shù)實現(xiàn)了對頁巖氣井壓裂施工的實時指導(dǎo)。我們完成了頁巖氣叢式兵卒壓裂測試地面流程優(yōu)化,通過這一套優(yōu)化,這是我們頁巖氣的,這一套優(yōu)化以后,是比關(guān)鍵的。針對這個技術(shù),我們形成了與只配套的施工技術(shù)和裝備,主要是“儲供配注”技術(shù),連續(xù)混合技術(shù),針對使用的滑溜水壓裂液添加劑溶解要求。地面管匯,測試配套設(shè)備,前面介紹的一些壓力方面的技術(shù)以及他們相關(guān)的工具,綜合就是到目前為止在頁巖氣上已經(jīng)創(chuàng)造了多項記錄,這是我們的記錄表。
第四個進展頁巖氣叢式水平井組工業(yè)化作業(yè)模式。提出了總體思路,集群化建井,批量化鉆井,工人華壓裂,一體化管理,結(jié)合國外先進做法和整體開發(fā)部署,制定兩步走,實施計劃,在長寧H2H3井組開展探索試驗,賣出工廠化作業(yè)第一步,完善裝備及技術(shù)儲備。
叢式井組井網(wǎng)優(yōu)化部署,長寧地區(qū)山區(qū)丘陵地貌為主,人口稠密,平地多耕地,因此綜合考慮井場修建難度,工程風(fēng)險以及經(jīng)濟效益,長寧地區(qū)第一階段叢式井組按6-8個口。
我們主要考慮三個方面,第一個是出層井眼軌跡,另一個是井眼軌跡方向,還有一個是對比試驗。批量鉆井技術(shù)裝備配套,快速移動鉆井,完成了快速移動鉆機改造,在H2/H3并組進行了應(yīng)用。長寧H2平臺配備滑輪市,并純移動時間2小時和長寧H3平臺電動鉆機,配備步進式移動裝備,并間純移動時間1.5市,移動前需倒全部鉆具。
相關(guān)的裝備配套和改造,與傳統(tǒng)鉆井6天相比,單井節(jié)約3.5天以上,6口井節(jié)約21天,8口井節(jié)約28天。第三個是鉆井液回收利用,研制了鉆井液二次回收裝置,回收率50%-60%,建設(shè)了2個油基鉆井液中轉(zhuǎn)占,儲存及處理鉆井液能力1200立方,回收利用率達到70%以上,實現(xiàn)油基鉆井液再利用。
第四個是實施網(wǎng)電代油,降低成本,減少了排放。單井可節(jié)約60萬元,降低鉆井成本。正在研究頁巖氣自發(fā)電技術(shù)方案,一旦頁巖氣開發(fā)規(guī);螅苓M一步的降低成本。
第五個是初步形成了批量鉆井方案。批量鉆井,表層小鉆機批量鉆井,電動鉆機批量鉆余下井段。第五個是完成四川油氣田首次拉鏈?zhǔn)袎毫言囼,具備工廠化作業(yè)能力,完成了兩口徑10斷壓裂作業(yè),實現(xiàn)一天壓裂3段。
圍繞頁巖氣開發(fā)所面臨的“降本”增產(chǎn)”兩個焦點,開展了大量的技術(shù)攻關(guān)與現(xiàn)場實驗,目前已取得了一定的階段成果鉆井周期得到了大幅縮短,開發(fā)成本也大幅降低,為頁巖氣的規(guī)模效益開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
我們?nèi)〉玫膸c認(rèn)識,第一就是長寧-威遠示范區(qū)鉆完井提速是效益開發(fā)的基礎(chǔ),頁巖氣開發(fā)歸根到底是“降本”“增產(chǎn)”但降本方面最重要還是鉆完并提速。必須通過技術(shù)的持續(xù)進步,不斷縮短鉆完并周期,才能從根本上解決降低的問題。
通過單向技術(shù)進步,鉆完井周期還能進一步縮短嗎?第一是鉆頭改進與優(yōu)選還能進一步縮短瓶頸地層作業(yè)時間,還有很大的空間,第二個是茅口組漏層損失的時間有望進一步縮短。定向井段托壓問題解決后能進一步縮短斜井段作業(yè)時間。
在技術(shù)方面我們應(yīng)用電磁波隨鉆測量系統(tǒng)有望解決目前井漏,堵漏泥漿脈沖卡死,MWD無信號的問題,減少無效起下鉆趟數(shù)。
第二個認(rèn)識就是長水平段水平井和高校壓裂技術(shù)對獲取工業(yè)氣流非常重要。盡管國外的開發(fā)經(jīng)驗早已說明水平井開發(fā)和大型壓裂能有效開發(fā)和頁巖氣。
第三個是工業(yè)化作業(yè)模式是高效開發(fā)頁巖氣的重要方式,盡管目前國內(nèi)尤其是陸上采用了工業(yè)化作業(yè)還處于早期階段,但所帶來的好處顯而易見,比如長寧H2H3。
批量鉆井技術(shù)與裝備急需實現(xiàn)與完善,批量鉆井不具備普遍適用性,受多種條件的影響。
工業(yè)化鉆井的基本條件,可靠的“甜點”區(qū)域和鉆井地質(zhì)特征是進行工廠化作業(yè)至關(guān)重要的前提條件,必須擁有持續(xù)不斷的工作量保障,才能發(fā)揮其趨勢。非“停電”經(jīng)過鉆完井,壓裂仍不能獲得產(chǎn)能,投資“打水漂”。
快速移動鉆機和自動化裝備是必備手段,如果沒有這些,什么都做不了。離線作業(yè)技術(shù)也是提高鉆機利用率的重要手段,入離開鉆機轉(zhuǎn)盤進行組合,拆卸立柱,無鉆機固井。
各位專家各位代表,頁巖氣開發(fā)是國家更是中石油集團公司能源戰(zhàn)略中的重點,近幾年來,作各位領(lǐng)導(dǎo)和專家的幫助和支持下,頁巖氣開發(fā)技術(shù)取得了一定的程度,單機要實現(xiàn)規(guī)模高效的頁巖氣開發(fā),支撐國家能源戰(zhàn)略還需各專業(yè)的同仁付出艱苦的努力,通過示范區(qū)建設(shè)取得的技術(shù)進步和經(jīng)驗積累,讓我們看到了廣闊的前景,在的關(guān)心和支持下我們相信一定能通過努力早日達到目標(biāo)。