據(jù)估計，在所有頁巖氣井開采中，大約50%的射孔組合和25%的分段壓裂并不能形成生產(chǎn)，因此，斯倫貝謝公司專注于減少含缺陷頁巖井的數(shù)量，最終提高完井質(zhì)量。
據(jù)悉，在北美巴尼特(Barnett)、馬塞勒斯(Marcel)、海恩斯維爾和費耶特維爾頁巖區(qū)塊開發(fā)中，其中，50%的頁巖井，甚至更多，在第一年時每天的頁巖氣產(chǎn)量不足一百萬立方英尺。斯倫貝謝非常規(guī)資源副業(yè)務總裁Kyel Hodenfield指出：“現(xiàn)在，天然氣價格可能為每百萬英熱單位(MBtu)2.60美元，顯然，這些頁巖井的經(jīng)濟價值肯定不大了。”
挑戰(zhàn)缺陷頁巖井技術(shù)
“我們挑戰(zhàn)的就是應用于這些含有缺陷的頁巖井的創(chuàng)新技術(shù)，使之減少，并盡我們最大努力提高這些井的質(zhì)量。”Kyel Hodenfield表示，“事實上，這些頁巖井在生產(chǎn)過程中就存在不足，我們必須在馬塞勒斯和巴尼特鉆探多口井，分別為40,000口井與 100,000口井，才能實現(xiàn)頁巖氣的增產(chǎn)。”
當前，頁巖氣開發(fā)產(chǎn)業(yè)的重點是如何減少這些含有缺陷頁巖氣井，從單平臺開始鉆探更多的頁巖氣井，使平臺面積從10英畝減少到5英畝，甚至減少卡鉆的次數(shù)。
對此，Kyel Hodenfield強調(diào)，“這個是我們在五年前絕對想不到的，但是今天從鉆井到評價再到完井，已是很普遍的事了。”
一方面是完井質(zhì)量，“我們必須能夠破裂這些巖石，并保持該斷裂的導電性。同時，我們應用于這些盆地的技術(shù)都是不同的，由于它們之間的礦物學特征和差異性，針對此，我們已經(jīng)研發(fā)了相應的作業(yè)流程，這有助于我們和客戶應對這些技術(shù)挑戰(zhàn)，減少含有缺陷頁巖井及射孔組合缺陷。”Kyel Hodenfield解釋道。
例如，三維地質(zhì)儲層建模有助于確定盆地內(nèi)的高產(chǎn)層帶或“甜點”(sweet spots)帶。“這是我們透過三維發(fā)現(xiàn)的一個多井場，所謂的Mandrill是一個單井，作業(yè)流程有助于我們優(yōu)化完井，并減少那些不利于生產(chǎn)的射孔組合。”Kyel Hodenfiel說，“地震資料結(jié)合石油系統(tǒng)建模為成功鉆井做出較大貢獻，我們是盆地建模的最大支持者，這就是盆地沉積環(huán)境的再現(xiàn)。我們的目的地是有可能累積總有機物(TOC)的地方，并被保存至實現(xiàn)熱成熟度的適當深度。”
信息采集對減少含有缺陷頁巖井數(shù)量是至關(guān)重要的。由于有了這些非常規(guī)儲層的地質(zhì)時間，就必須充分利用收集到的這些時間，形成一個三維地質(zhì)建模，接著把這些信息整合在一起。
常規(guī)井的地震主要用于觀察構(gòu)造邊界和流體界面，如石油、水和天然氣，但從另一方面講，這對非常規(guī)井而言也開始變得普及了。“這是我在世界各地看到的最復雜的巖石，”Kyel Hodenfiel表示，“在非常規(guī)井中，哪些是可生產(chǎn)的，哪些是不可生產(chǎn)的，這都是非常微妙的。天然氣孔隙度從7%～8%下降到4%，可能意味著每天 200萬～5500萬立方英尺的天然氣會下降到零，因為它已具有生產(chǎn)性了。另外，粘粒含量由4%增加到10%，可能意味著一個生產(chǎn)性氣田在某種程度上不能進行壓裂�，F(xiàn)在，能夠采用地震辨別這些特性已變得越來越普遍。
在過去的五年中，石油天然氣行業(yè)經(jīng)常提及要整合地震數(shù)據(jù)、巖心、巖屑、測井、鉆井數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)于一體。“一切有助于確認高產(chǎn)層帶或“甜點”帶和消除非生產(chǎn)井的工作都是非常重要的。”Kyel Hodenfiel指出。“這些數(shù)據(jù)信息對確定目標區(qū)，在哪里設置鉆井平臺，哪里開鉆以及每個平臺上有多少口井都是非常有用的。有一個應用軟件，既考慮了次表層特征，也涉及到了表層設施，這有時不需要泥漿墊塊。”
根據(jù)完井和儲層質(zhì)量，200～400英尺厚多個頁巖地層的垂直可變性也是非常重要的，接近井眼的完井環(huán)節(jié)可能是要實現(xiàn)生產(chǎn)的一個關(guān)鍵點。同時，還要確定好壓裂階段實現(xiàn)增產(chǎn)的完成質(zhì)量。一旦獲得一些裂縫寬度及導電性，就可以確定鉆井的地方。
射孔組合優(yōu)化分段壓裂
如果所鉆井做好了規(guī)劃和布置，那么就該考慮優(yōu)化井了。如今，許多井都有射孔組合的幾何階段，大約每75英尺，必須布置一個射孔組合，無論怎樣，仍然可以利用那些優(yōu)化井的信息。
根據(jù)測量，存在一個分散的壓裂網(wǎng)，在地質(zhì)力學信息處能夠使用射孔組合。Hodenfie表示，“有時這對壓裂是有利的條件，但是，如果在多層壓裂的地方實施一個射孔組合，就能夠?qū)崿F(xiàn)壓裂。因此，最終是由兩個或三個窄壓裂，而非臨近井眼的一個寬壓裂完成的。”
通常，需要在進行破巖的地方實施分段壓裂，但是，由于橫向非均質(zhì)性，可以跨越不同儲層特征，這可能是經(jīng)濟價值不大的的頁巖層。如果有儲層質(zhì)量及不需要含氣飽和度，就能夠避免含缺陷的頁巖井。
斯倫貝謝已制定了儲層質(zhì)量和完井質(zhì)量的方案。“具體在哪里結(jié)合，可以實現(xiàn)最好的壓裂時機。在相似應力巖石范圍內(nèi)進行射孔組合是非常重要的。如果在不具相似應力巖石范圍內(nèi)安排射孔組合，其得到的射孔組合不能進行壓裂。Hodenfiel繼續(xù)說。“在完成17級的分段壓裂中，射孔組合均勻分布在其中，在完井質(zhì)量方案中，有不需要射孔組合的階段，在相似應力巖石范圍內(nèi)，射孔組合是相近的。”“這是一個非常快的過程，隨鉆時測井，用聲波工具套管井或者采用測井工作。”
斯倫貝謝的Mangrove軟件能夠得到微波地震信息，因此，作業(yè)者能夠映射到是否存在復雜壓裂，接著，作業(yè)者在生產(chǎn)上增產(chǎn)，在進行壓裂之前，分段可以得到優(yōu)化。
此外，Hodenfiel特別指出，“新技術(shù)的最終目標是減少含有缺陷頁巖井、分段及射孔組合的數(shù)量。”
渠道壓裂減少用水量
關(guān)于減少用水量及運輸車，例如，斯倫貝謝有一個產(chǎn)品稱“HiWay”，即渠道壓裂。
“根據(jù)計算，75%的液體抽出進入壓裂不再回流，這對水是無效的，壓裂不再需要支撐或者支撐也不需清潔。Hodenfiel說，“僅25%的壓裂有助于生產(chǎn)。渠道壓裂是一種將化學、纖維、支撐劑及加入支撐劑的一個程序而不是有一個連續(xù)的支撐劑流。”
“這確實提供了一系列的壓裂渠道和返回井眼的超導特性，除此之外，這允許支撐劑進一步形成，比使用其它物料更有效。”
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