區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術

王勇根（中石化河南石油工程有限公司國際公司，河南南陽473000）

區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術

王勇根（中石化河南石油工程有限公司國際公司，河南南陽473000）

目前我國在頁巖氣勘探方面的開發仍然處于初級階段，對于具體的勘探技術仍然缺乏完善。然而國外的一些國家在頁巖氣鉆完井技術方面的發展已經趨于完善，尤其是其在頁巖氣水平井鉆井完井技術方面。所以，文章圍繞區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術，提出了一系列水平井鉆井完井技術發展措施。

區塊頁巖氣；水平井；鉆井；完井

現階段我國的區塊頁巖氣勘探方面發展一直處于初級階段，缺乏更加完善的勘探技術，而國外一些地區已經有比較長的發展歷史，并且在長時間的發展過程中已經逐漸形成了豐富的發展經驗，在水平井鉆井技術方面形成了純熟的發展技術。與此同時，我國在頁巖氣方面具有豐富的地質資源，然而因為勘探技術還不夠純熟，其中存在的限制比較多。為此，文章中筆者針對區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術，對其發展技術進行了分析。

1　頁巖氣水平井鉆井優勢特征

因為水平井與頁巖之間的儲層與中裂縫相交，這樣一來可以在原來的基礎上提高接觸面積，優化頁巖氣的流動情況［1］。因為水平井的井眼往往位于最小的主應力方位，能夠讓井眼在壓裂的狀態下和井筒以垂直的狀態相交，這樣一來能夠有助于壓裂增產，這一點和直井進行比較，水平井在設備上的需求比較少，同時其在地下的延展范圍比較大，能夠規避因為地面等條件對鉆井的制約。在成本方面，水平井較直井相比成本較高，然而在開采量方面卻比直井豐富，能夠取得較高的經濟效益，水平井與直井平均產量如下圖一所示。

圖一　水平井與直井平均產量

頁巖氣在鉆完井方面具有一定的特殊性，尤其是在低孔隙度與低滲透率方面，為此開采鉆井的同時要提高儲層保護的重視。由于泥頁巖具有碎花膨脹的特征，為此在鉆井也以及相關工藝方面要進行提升。同時因為鉆井的成本過大，因此在垂直井段的深度方面要格外注意。另外，鉆井的同時也要對過程中可能發生的塌、漏現象進行有效的防控。因為每個地區的頁巖氣地質與儲量存在一定的差異性，為此，我國在進行頁巖氣水平井開采的同時，要結合我國的實際情況，不僅要借鑒國外的開采經驗，也要在此基礎上研制出適合我國國情的水平井開采技術。

2　關于頁巖氣水平井鉆井液的分析

因為泥頁巖本身具有吸水膨脹的特征，為此比較容易形成井壁失穩的狀況。頁巖氣鉆井時，其中出現事故的多數原因均是因為井壁失穩。因為頁巖地層的層理與頁巖的裂縫的發育，在巖心的表面會有一些微裂縫，同時鉆井液也會進入垮塌頁巖層中，利用表面的水化作用在泥頁巖的地層中形成膨脹，進而致使坍塌的現象，同時出現井壁失穩，為此在選擇頁巖氣水平井鉆井液時要格外注意鉆井液的封堵性能［2］。因為近年來因為開采頁巖氣發展較為迅速，一些技術仍然處于嘗試開發的狀態，在開采時只是有僅少數成功，然而我國在開采頁巖氣方面的仍然缺乏詳細的地質資料，并且也缺乏完善的開采經驗，在此基礎上很容易造成鉆井的液密度偏高，特別是進行鉆井開采時井壁失穩現象更加嚴重，因此進行頁巖氣水平井鉆井開采的同時往往使用的是基本的鉆井液，通常只是在進行直井段開采時才會使用水基鉆井液。開采頁巖氣鉆井的同時，對于水基鉆井液的要求比較高，然而油基鉆井液也要具備比較小的潤濕角及界面張力，不僅能有效加強水平井井壁的強度，同時也能夠預防井壁的坍塌。

3　頁巖氣水平井固井技術

進行頁巖氣水平井固井的同時往往會使用分段壓裂的手段進行增產，同時這種手段具有很高的固井膠結要求，由于頁巖氣具有水化膨脹的特征，鉆井的過程比較長，由此一來很容易形成井壁失穩的狀態，同時因為井眼的橢圓度比較高，這樣一來會導致水平井段下套管比較困難［3］。因為頁巖氣的水平井往往會采用油基鉆井液，尤其是低溫淺井階段，由此便會導致固井過程中頂替的效率比較低。因為頁巖氣主要會以射孔以及壓裂的形式增產，如此一來便逐漸形成了之后射孔的同時形成的水泥環破壞現象。為此，在水平井固井技術方面主要可以選用以下措施：其一，詳細的檢查通井，在此基礎上對井眼的質量進行保障；其二，運用套管漂浮的固井技術，減小上提套管拉力和下放阻力，提高施工過程中的安全性，同時保證套管下放時的順利；其三，使用套管抬頭下套的技術，以及前置液固幣沖洗技術，減小因為油膜殘留形成的限制。

4　頁巖氣水平井完井技術

頁巖氣水平井完井的相關技術主要有以下幾種形式，即組合式橋塞完井技術、裸眼射孔完井技術等等，在相關的完井技術中比較常用的是套管固井后射孔完井技術、以及組合式橋塞完井技術。其中射孔完井技術主要是作用在下套管固井之后，為形成最終射孔的目標。

5　結語

綜上所述，通過文章中對區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術的闡述，可以得出以下結論：其一，頁巖氣水平井鉆井技術具有十分特別的鉆井方式，因為其自身具有水化膨脹的性質，并且滲透率較低，因此在挑選鉆井液時也具備一定的特殊性；其二，頁巖氣水平井主要使用的是油基鉆井液，面對一些發達國家逐漸開發水基鉆井液的同時，我國也逐漸致力于鉆井液的探究；其三，以為在頁巖氣固井時使用的膠結質量比較高，所以一般使用泡沫水泥固井技術；其四，經常使用的頁巖氣完井技術主要有套管固井后射孔完井技術、組合式橋塞完井技術兩種。通過以上結論分析可知，實現我國區塊頁巖氣最大的開采價值，務必要將水平井鉆井、完井技術進行全面考慮及設計，全面協調，以此推動我國區塊頁巖氣勘探的可持續發展。

［1］張錦宏.彭水區塊頁巖氣水平井鉆井關鍵技術［J］.石油鉆探技術，2013，05：9～15.

［2］周賢海.涪陵焦石壩區塊頁巖氣水平井鉆井完井技術［J］.石油鉆探技術，2013，05：26～30.

［3］崔思華，班凡生，袁光杰.頁巖氣鉆完井技術現狀及難點分析［J］.天然氣工業，2015，04：72～75+129.