涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术

为了进一步提高涪陵页岩气田的采收率,首次探索实践了下部小层加密、中部小层评价和上部地层开发的立体开发技术,但钻井过程中面临压力系统多变、压裂干扰严重、防碰绕障难度大和精准导向及钻井提速挑战多等难题。为此,开展了立体开发井组工程设计、钻井提速、基于随钻前探的轨迹控制、页岩低成本高性能钻井液及页岩气井长效密封固井技术研究,形成了以涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术。涪陵页岩气田185口井应用了该技术,与应用该技术前相比,机械钻速提高25.5%,钻井周期降低27.8%。涪陵页岩气田立体开发优快钻井技术对国内其他区块页岩油气勘探开发具有借鉴和指导作用。

高压条件对页岩吸附水赋存特征的影响:以重庆涪陵礁石坝地区页岩储层为例

页岩普遍含水,明确页岩吸附水的赋存特征对提高页岩气的排采效果具有重要意义。以重庆涪陵焦石坝地区JY11-4井和JY41-5井页岩岩心为研究对象,通过自主设计页岩冷冻氮吸附实验和核磁共振实验流程,分析了高压条件对页岩吸附水赋存特征的影响。结果表明:(1)常压条件下,由“称重法”计算得到的样品单位质量吸附水体积平均值0.017 3 mL/g。赋存于微孔和介孔中的水体积总占比(平均值90.94%)明显高于赋存在大孔中的水体积占比(平均值9.06%),这可能与相对压力较小时,水分子无法占据页岩所有孔隙中的吸附位点,大部分水分子凝聚在微孔和介孔中,只有较少的水分子进入大孔中,以及富黏土页岩在水吸附过程中小孔隙被水分子“充填堵塞”有关。(2)30 MPa饱和水压力条件下,由“称重法”计算得到的样品单位质量吸附的水体积平均值为0.021 6 mL/g。赋存于微孔和介孔中水体积总占比(平均值40.26%)低于赋存在大孔中的水体积占比(平均值59.74%),这可能与相对压力显著升高时,水分子在毛细管力的作用下占据微孔和介孔内表面的吸附位点后,仍能占据更多大孔内表面的吸附位点有关。(3)相比于常压,高压条件会导致页岩单位质量吸附的水体积增加(实验中约增加25%)、大孔中的水体积占比高于微孔和介孔中的水体积总占比。(4)注水压裂时,储层相对压力显著升高,压裂液在毛细管力的作用下可能进入之前在原始储层压力下未能进入的大孔中来“缓解”原始页岩储层的“非饱和状态”。压裂完成后,储层周围压力逐渐被释放,原先进入页岩吸附孔隙中的压裂液可能难以克服其孔喉处的毛管阻力而难以返排。

产气剖面井资料在涪陵焦石坝页岩气田开发的应用

涪陵焦石坝页岩气气田已经实现商业开发,主要采用长水平段分级压裂模式进行。结合涪陵焦石坝页岩气田页岩气水平井产气剖面测井资料,在分析产气剖面测井资料解释方法的基础上,对涪陵焦石坝页岩气水平井产气剖面测井资料的实际应用效果开展系统研究,总结出产气剖面测井资料在页岩气田开发中的应用,为页岩气水平井轨迹钻遇小层设计、页岩气藏储层评价、压裂工艺参数优化及动态分析提供可靠依据,有效指导页岩气田的合理开发。

涪陵页岩气田泡排气井产出水中DOM特征分析

泡排产出水是涪陵页岩气田气井增产过程中出现的气井污水。与增产前的普通页岩气产出水相比,泡排产出水中的有机物含量显著增加,潜在环境风险加大。目前对此类产出水的有机污染物组成特征的认识还十分缺乏。以同一区域普通页岩气产出水为对照,分别从水质、二维荧光光谱和溶解性有机物(DOM)分子组成特征方面,详细研究了泡排产出水的化学特性。结果显示:泡排产出水的CODCr与氨氮含量明显升高,急性毒性激增;二维荧光光谱分析表明,普通产出水的有机物含量上升主要与类蛋白质有机物有关,而泡排产出水相比普通产出水含有更多的腐殖质;采用傅立叶变换离子回旋共振质谱对两类产出水的DOM组成进行检测,分析结果显示泡排产出水的DOM中脂肪类和蛋白质有机物相对偏高,有机物总体饱和度更高,分子组成更为复杂,且含氧官能团较少,更不易被氧化。因此,需要更加关注泡排产出水的环境风险,在产出水的处理与回用过程中重视难降解有机物的有效削减。

页岩气田气举排水采气工艺方法比较及应用

本文旨在比较和探讨页岩气田中常用的气举排水采气工艺方法,以及它们的应用情况。在页岩气田开采中,井筒积液问题是常见的挑战之一,可能会导致产量下降和生产困难。因此,有效的气举排水采气工艺对于确保生产的稳定性和经济性至关重要。本文将重点介绍不同的气举排水工艺方法,包括车载式压缩机气举、边气举边放喷、以及先打压后气举放喷。通过比较它们的优点、局限性和适用场景,本文将提供有关如何选择和应用适当工艺方法的指导。

页岩气勘探开发环境保护与监管机制研究

页岩气勘探开发会导致大量水资源被消耗、地下及地面水体被破坏、土壤被污染、水土流失等。国内页岩气开发环境管理现状主要为:国家缺乏页岩气相关环保法律法规、环境监管机制与准入机制不完善、监管部门责任和责任主体不明确、缺乏环保意识、缺乏高效环保的开发技术。为避免页岩气大规模开发所带来的环境问题,政府和企业需要从3个方面开展工作:1)确立环境保护主体地位,加快制定环保法律法规,构建有效监管机制,完善环境监管体系;2)强化环境准入制度,做好环评规划工作,明确风险责任主体,完善应急管理机制;3)积极推进技术研发,加大科研经费投资,设立重大科技专项,加快环保技术创新。

涪陵页岩气田开发建设水污染防控探索与实践

页岩气作为新兴、绿色、清洁能源,近年来在全球范围内得到越来越多的关注。从目前国内外页岩气开发情况来看,除开发工艺技术难度大以外,其开发过程中的水污染防控和工业废水的处理也是影响页岩气产业发展的当务之急。如何实现经济高效处理页岩气污水和实现水循环利用,对页岩气的长远发展和当地环境保护有着举足轻重的意义。结合中国石化涪陵页岩气田环境保护,特别是水污染防控工作实践,从页岩气开采工艺过程出发,对水污染防控措施、污水处理工艺和污水的减量循环利用进行了探讨和研究。

涪陵页岩气田绿色开发的实践与探索

中国页岩气资源丰富,绿色高效开发是我国生态文明建设大背景下页岩气行业持续健康发展的必然要求。在调查研究涪陵页岩气勘探开发实践的基础上,发现涪陵页岩气开发面临的环保挑战主要体现在人地矛盾突出、水污染与控制难度大、钻井固废处理处置问题、废水处理问题及环境监管难度大等方面。为实现页岩气开发经济、社会和环境效益的协调发展,涪陵页岩气示范区通过技术和管理创新形成了以"土地集约化利用、绿色钻井工艺、环境友好型压裂试采、钻屑无害化处理及资源化利用、废水循环利用"为核心的绿色开发技术集成,减少了碳排放,做到了废水零排放,固体废物减量化、无害化及资源化,节约了用地、用水,降低了能耗、物耗及工程成本,实现了区域水环境的有效保护,为国内页岩气绿色高效开发发挥了重要的示范和指导作用。

加强涪陵页岩气公司效能监察工作的思考

效能监察是加强企业管理,提高经济效益和社会效益的重要手段,是防止国有资产流失,确保国有资产安全,促进企业党风廉政建设的有力措施。以涪陵页岩气公司效能监察工作为实例,剖析效能监察工作方面存在的不足,提出了改进措施及建议,对于今后加强油公司管理模式下的效能监察工作,推进企业党风廉政建设、净化企业发展环境具有重要意义。

进一步提升涪陵页岩气公司员工执行力的思考

为了进一步提升涪陵页岩气公司员工执行力,文章认为,要构建制度机制,强化执行"标准";营造执行文化,强化执行"自觉";构建监督机制,强化执行"检查";构建激励机制,强化执行"鼓励"。

涪陵页岩气田“井工厂”技术

涪陵页岩气田是我国第一个投入商业化开发的国家级页岩气示范区,经过3年的技术攻关和现场试验及应用,形成了一套适合复杂山地页岩气特点的＂井工厂＂技术,极大地缩短了开发周期,降低了工程成本。涪陵页岩气田＂井工厂＂关键技术主要包括山地＂井工厂＂布局优化设计、页岩气＂井工厂＂钻井作业模式、＂井工厂＂压裂作业模式以及撬装化建站等4个方面。现场试验与推广应用情况表明,采用单钻机2~4井和双钻机5~8井＂井工厂＂钻井模式,单机组拉链式＂井工厂＂压裂与双机组同步＂井工厂＂压裂模式,可以达到当年完成建平台、钻井、压裂、试气、投产的开发要求。＂井工厂＂技术为涪陵页岩气田50×108 m3/a一期产能建设的顺利完成提供了强有力的技术支撑,并成为页岩气田经济开发的核心技术,对我国页岩气规模化开发具有重要的借鉴和引领作用。

水平井地震地质导向技术及其在涪陵页岩气田的应用

涪陵页岩气田晚奥陶世五峰组—早志留世龙马溪组(O3w-S1l)页岩气层经过多期构造运动改造,地层变形强烈,断裂、褶皱发育,地层产状变化剧烈,给页岩气水平井导向带来了极大挑战。为保证水平井轨迹在优质页岩气层中穿行,提出了基于导向模型实时修正的水平井地震地质导向技术。在区域地质特征研究的基础上,以地震剖面为初始导向模型,综合钻井、录井、测井等多种数据信息,开展标志层特征分析、实时小层精细对比和速度场实时更新,建立了靶点深度和地层产状的预测方法,保证了精准入靶,形成了水平井井眼轨迹实时跟踪调整技术,确保了水平井井眼轨迹在优质页岩气层中穿行。实践证明,水平井地震地质导向技术有效指导了水平井钻井,为涪陵页岩气田的高效开发提供了技术保障。

涪陵页岩气田加密井压裂技术的实践与认识

针对涪陵页岩气田焦石坝区块部分加密井生产效果不佳,且并未对相邻老井产生正向井间干扰的问题,结合产气剖面、微地震裂缝监测等资料,对已实施井分析评价,明确了地应力、地层压力等储层条件变化情况,以及原有的压裂工艺参数设计不合理是影响压裂效果的关键。鉴于此,文中创新提出了“多簇密切割+暂堵剂转向”的压裂改造思路,并应用数值模拟技术,对单段射孔簇数、射孔簇间距、压裂施工规模等关键压裂参数进行优化。现场应用结果表明,采用新工艺,加密井压裂改造体积和压裂后测试产量分别提高了7.30%,10.13%,相邻老井生产压力提升了236.28%。研究成果对后续加密井压裂设计具有指导意义。

构造特征对页岩气井产能的影响——以涪陵页岩气田焦石坝区块为例

为了厘清不同构造特征对页岩气井产能的影响机理,从分析四川盆地涪陵页岩气田焦石坝区块的构造特征入手,结合190多口水平井的试气情况,系统解剖了构造对页岩气井产能的影响情况,明确了焦石坝区块不同构造单元影响页岩气井产能的主要构造因素。研究结果表明:①焦石坝区块不同构造单元之间,构造特征差异明显,构造变形强度也不尽相同;②构造特征对页岩气产能的影响直接表现在对含气性和压裂改造效果上,构造变形越强烈、大规模断裂及天然裂缝越发育,越易于页岩气的逸散、含气性越差,反之含气性则越好;③构造变形越强烈、裂缝越发育、埋深越大、负向构造压应力越大,压裂改造效果越差,反之改造效果则越好;④构造因素是控制焦石坝区块不同构造单元之间页岩气产能差异的主要原因,但不同构造单元之间控制产能的构造因素存在着差异。

涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术

涪陵页岩气田焦石坝区块三开水平段采用油基钻井液钻进过程中,因堵漏材料与现场钻井液配伍性差导致堵漏成功率低、易复漏,针对该问题,研究了油基钻井液随钻防漏堵漏体系。基于"刚柔并济,变形封堵,细粒充填及限制渗透"的堵漏原理,通过室内试验,优选了JHCarb刚性堵漏剂、HIFlex变形颗粒与H-Seal弹性封堵剂,并配制了油基钻井液用随钻防漏堵漏体系。该体系与油基钻井液配伍性好,耐油耐温性能佳,可长时间在井浆中循环,预防渗透性漏失,封堵宽度小于3.0mm的裂缝,承压能力大于7 MPa。该体系在焦石坝区块页岩气水平井水平段油基钻井液钻进过程中进行了应用,有效防止了易漏地层的渗透性漏失,成功解决了钻进过程中漏速10.0m3/h左右的漏失问题。研究结果表明,该油基钻井液随钻堵漏技术能解决页岩地层的漏失问题,有效提高了地层承压能力,保证了固井作业顺利进行。

涪陵页岩气田“井工厂”技术经济性评价

“井工厂”平台的布井数量和作业模式会直接影响“井工厂”技术的经济性，而目前缺少“井工厂”技术经济性评价模型。为此，在分析“井工厂”作业对钻前、钻井以及压裂等工程成本影响的基础上，以工程总成本降低最大为目标函数，建立了“井工厂”技术经济性评价模型，并用涪陵页岩气田现场实际数据进行了计算分析。实例证明，计算结果与现场实际数据具有较好的一致性；分析发现，涪陵地区中浅层页岩气井“井工厂”平台最优布井数量为4～8口，在布井超过10口的深层页岩气平台，最佳作业模式为“30型钻机＋70型钻机”的流水线双钻机“井工厂”作业模式。研究表明，提出的“井工厂”经济性评价分析方法，及计算得到的“井工厂”平台最优布井数量和作业模式，可为“井工厂”技术的整体部署和设计提供指导。

涪陵中深层页岩气水平井快速地质导向方法

针对涪陵页岩气田平桥、江东区块中深层页岩气层埋深增加、地层产状变陡、断裂发育、部分标志层缺失等地质难点,建立了适合工区的地质导向工作流程和精细地层对比,靶点确定、水平段轨迹控制方法,引入了近钻头随钻伽马测量等工具,并借助SGA-850页岩气水平井地质导向工具软件快速成图实现涪陵中深层复杂构造条件下的页岩气水平井快速地质导向,在涪陵页岩气田14口井应用试验表明地质导向效果良好。

吸附解吸作用对页岩气开发动态的影响

页岩气中吸附气占比达20%～85%,吸附气的解吸直接影响页岩气渗流规律,进而影响页岩气井的生产规律。为了研究解吸对页岩气流动规律的影响,设计了相应的渗流实验并对实验结果进行了详细的分析。研究认为:解吸会减缓孔隙压力的下降、延缓压力波的传播;吸附气的存在会明显增加页岩的总含气量;页岩气解吸时随着压力的下降会出现2个快速的解吸阶段,此时解吸量会明显增大;页岩气井日产量曲线的跳跃性台阶是由页岩气解吸引起。

涪陵页岩气田防漏堵漏技术应用研究

涪陵页岩气田开发过程中最大的问题就是井漏,据统计,有67.2%的井在钻井过程中都发生了不同程度的漏失,影响了钻井工程质量、进度及效益,特别是三开长水平段漏失油基钻井液,造成了严重的经济损失。为了降低钻井工程风险、提高钻井速度、降低钻井成本,从现场实际情况出发,对钻井漏失情况进行了统计分析,认为中浅层漏失以溶洞型漏失、缝洞型漏失为主,龙马溪、五峰组漏失以裂缝型漏失为主。重点介绍了针对涪陵页岩气田各开次特点采取的防漏堵漏技术及现场应用情况。同时随着开发区域扩大,地质情况有所改变,井漏问题更加复杂,提出了下一步防漏堵漏技术发展方向及建议。

涪陵页岩气田钻井关键技术

涪陵地区地质条件复杂,导致钻井机械钻速及钻井周期差别大、井下复杂情况时有发生。为了实现优质快速钻井,中国石化发展了适合涪陵页岩气田地质特点的系列钻井关键技术,通过攻关研究与现场实践,先后形成了涪陵页岩气钻井工程优化设计技术、浅层直井段快速钻井技术、二开定向井段快速钻井技术、丛式水平井三维井眼轨迹控制技术、适应于涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液技术、页岩气储层长水平段油基钻井液水平井固井技术、复杂山地条件"井工厂"钻井技术等,基本形成了适用于涪陵页岩气田的钻井工程技术体系。与此同时,在钻井中又出现一些新问题,为此提出了涪陵页岩气田钻井技术的发展建议,以期为国内类似页岩气区块的钻井提速降本提供借鉴。