关于页岩气钻井储层保护技术的论述

1、关于页岩气钻井储层保护技术的论述 关于页岩气钻井储层保护技术的论述 摘要：文章从地层评价方法、储层保护措施建议等方面对页岩气钻井储层保护技术进行了论述。 关键词：页岩气；钻井；储层保护 中图分类号： TE2 文献标识码： A 文章编号： 随着我国经济的开展，城市化、工业化进程的加快，对能源需求急剧增加，能源的供需矛盾也越来越突出。当今世界各国纷纷寻找替代能源，以解决能源缺乏问题。天然气的开发生产占世界能源的及其重要地位，尤其非常规天然气类型和赋存形式多样，分布十分广泛，潜在能源储量远大于传统天然气资源。非常规天然气主要包括：致密储层气、页岩气、煤层气等。非常规天然气能源的开发与利用越来越受到重

2、视，将成为未来能源的接替资源。 1 页岩气资源目前的状况和前景 作为目前非常规天然气中资源量非常巨大的一类资源，页岩气承当着未来很长一段时间之内整个世界的能源供给的任务。所以，目前国内外能源领域的主要任务只有一个，就是努力的掌握页岩气的开发技术和资源范围。在这一长久方案中，这不仅给我们带来了机遇，同样也给我们带来了挑战。 随着现代社会的经济迅猛开展，国内外的油气资源已经逐渐枯竭，但是通过对美国的页岩气的开发和勘探的成功经验，我国的页岩气开发也将走向历史的主要舞台。 具研究显示，目前我国的页岩气在低智商的条件与美国有着多方面的相同之处，我国的页岩气聚集的地区很多，条件非常优越，与美国有着大致相同

3、的条件，也与美国对页岩气开发的前景极其相似。虽然现在对我国国内的页岩气资源的具体存量的数值没有准确的说法，但我国的页岩气开展却很有前景。与此同时，我国在国际上与一些经验丰富且实力雄厚的公司都有合作，通过这种国内外的合作，将页岩气的技术引进国内，设立起页岩气的最初试验区和示范区，在不断的积累技术经验的同时对我国国内的页岩气范围进行估量，必将把页岩气这一资源的利用推向顶峰。 目前国内在页岩气的开发探索方面已经有了初步成果，但是此时我们也遇到了很多需要去解决的问题。一些理论上的或者技术上的问题需要我们的勘探人员和技术人员不断努力，才能突破现在这种状况，使页岩气的开发技术进入更高的层次。 另外，因为页

4、岩气属于一种非常规资源，其前期的开发投入是非常巨大的，而且针对起步阶段的开发来说，回报是及其微小的，风险也是非常大的，所以我国国内现在需要设立一种针对页岩气资源开发的长期对策，加强页岩气开发工程的范围，积极通过对各大公司的大胆探索，对页岩气资源的开发进行深入的研究。因为页岩气的开发本钱很高，对于技术来说要求很高，所以用最短的时间通过不同的方法使国内的页岩气开发技术迅速成熟化，乃是目前我国页岩气相关工作人员们主要的工作。另外针对我国目前的页岩气资源开发是技术研究的队伍还非常的薄弱，管理机制方面也存在很多缺乏，所以国家领导层的管理也是至关重要的一点。 2 地层评价方法 主要程序和方法是： 2.1

5、野外地质调查 在页岩气赋存条件区域进行实地地质调查，对野外出露的页岩及以往钻探的岩心样进行观察分析。初步了解裂隙成因类型以及分布规律，确定页岩范围和埋藏深度，为下步勘探提供依据。 2.2 物探地震勘探 通过三维地震解释、识别页岩的构造、裂隙发育带及储层非均质性，提高页岩气勘探的成功率。由于地震波在页岩地层与上下围岩中的传播速率不同，在页岩层的上下界面会产生较强的波阻抗界面，与测井、录井等资料结合，可对页岩进行解释识别与结构描述。地震反射特征的变化可以用来识别预测裂隙。 2.3 钻探勘查 在页岩气赋存区域进行钻探勘查是必要手段，通过钻探取心了解页岩的层厚、产状、页岩强度、发育及裂隙充填等情况，为

6、测井、录井、井中物探提供通道，通过钻探井中压裂试验，了解页岩气藏特性，为下步开采提产获得经验，提供开采优化设计方案。 2.4 录井与现场测试 钻探勘查井施工过程中，要进行跟踪录井与测试。由于在钻进过程中，游离态的页岩气会进入井中，现场主要是测定所取岩心的吸附气含量。在录井过程中，应对页岩气含量进行测定并录取页岩解吸等重要资料，以作为页岩气储量评价的重要依据。 2.5 测井解析 页岩的性质是通过测井来进行评价，一般情况下与普通地层相比，含气页岩电阻率大、自然伽马高、地层光电效应和体积密度低。由测井资料亦可确定页岩矿物组分与游离气体 积，并可通过确定有机含碳量来计算吸附气的体积含量。 由此可见，页

7、岩层气藏评价是一套综合技术，气藏丰富的页岩层的产生主要表现为：“五高、二低、一体，即：高孔隙度、高基质渗透率、高有机质含量、高热成熟度和高的水力压裂裂缝接触范围；低岩石敏感性、低压裂后颗粒产出；大范围的均质连续体。通过对所取的岩心、测井资料进行综合分析，可评价钻井围岩的非均质性；通过对岩石的力学分析，可以确定页岩类型；再结合井眼TOC测定结果与测井资料分析，可初步进行评估页岩气储层的潜力。 3.储层的保护 由于页岩地层裂隙发育、岩层破碎、水敏性强，钻进过程中易出现坍塌、井漏、缩径等复杂情况，尤其钻进水平段较长会带来携岩屑、摩阻以及地层污染等问题，会增大钻井难度，对储层造成伤害。因此，在钻井过程

8、中，如何解决井壁稳定、悬浮携带岩屑、降低摩阻和减少对藏气地层污染堵塞等对储层的保护问题是选择钻井液的关键。根据页岩地层特性，目前国内外对页岩气地层钻进多项选择择为油基钻井液。油基钻井液特点是：井壁稳定性好、抑制能力强；润滑性好，卡钻趋势低；热稳定性好，在高压、高温条件下失水量低；抗污染能力强，容易处理与维护；无腐蚀性；有利于保护储气层。在地层不很复杂的情况下，也可使用合成基钻井液和具有较强抑制性的无固相或低固相水基钻井液，原那么上以确保井壁稳定、防卡、润滑、井眼干净为前提。在漏水量较大的页岩地层钻进亦可采用空气和泡沫钻井液欠平衡钻井技术。 4.储层保护措施建议 现阶段国外开发页岩气藏的主要钻井

9、方式是钻水平井后采用水力压裂。水力压裂法又称液压破裂法，是利用储层的天然或者诱导裂缝系统，并在高压状态下向地层注人含有各种添加剂的压裂液，扩大储层裂缝网络，并依靠支撑剂支撑裂缝，从而改善储层裂缝网络系统，到达增产的目的。 清水压裂是在低渗透油气藏改造中，利用清水注入地层中，参加降阻剂、活性剂等作为工作液产生具有导流能力的裂缝来获得天然气的压裂措施。清水压裂室内研究和现场试验开始于20世纪7O年代中期，最初的清水压裂被称为滑溜水压裂，是将线性凝胶或降阻剂加人清水中，并不参加支撑剂，直接产生裂缝。随着技术的开展，为了提高裂缝的导流能力，在施工中开始参加支撑剂，由最初的清水不加支撑剂，到常规清水压裂

10、，再到现在的混合清水压裂。清水压裂的主要优点有：容易形成具有一定导流能力的长裂缝；清水压裂不需要成胶剂、交联剂和破胶剂等化合剂，消除了冻胶损害，加速返排；减少支撑剂的用量及运输费用，降低了本钱。但其也存在明显的缺点：形成的裂缝导流能力较低；携砂能力差，容易产生砂堵；有效裂缝快速变短，限制了有效裂缝长度。 同步压裂指对两口或两口以上的配对井进行同时压裂，是页岩气开发中成功应用的最新压裂技术。同步压裂在美国FtWorth盆地的Barnett页岩中首次实施(2oo6) 。2021年，我国大牛地气田对首口丛式水平井DP43H井组3号和6号井进行同步压裂。这次压裂规模之大创国内纪录，总加砂量到达21082m ，注入压裂液量高达16772m 。6支1000m长的水平段分49段压裂，涉及的面积到达87km ，动用储量达1369106m 。在页岩气开发初期，尤其是在勘探阶段井眼稀疏，