區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)

王勇根（中石化河南石油工程有限公司國(guó)際公司，河南南陽473000）

區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)

王勇根（中石化河南石油工程有限公司國(guó)際公司，河南南陽473000）

目前我國(guó)在頁巖氣勘探方面的開發(fā)仍然處于初級(jí)階段，對(duì)于具體的勘探技術(shù)仍然缺乏完善。然而國(guó)外的一些國(guó)家在頁巖氣鉆完井技術(shù)方面的發(fā)展已經(jīng)趨于完善，尤其是其在頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)方面。所以，文章圍繞區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)，提出了一系列水平井鉆井完井技術(shù)發(fā)展措施。

區(qū)塊頁巖氣；水平井；鉆井；完井

現(xiàn)階段我國(guó)的區(qū)塊頁巖氣勘探方面發(fā)展一直處于初級(jí)階段，缺乏更加完善的勘探技術(shù)，而國(guó)外一些地區(qū)已經(jīng)有比較長(zhǎng)的發(fā)展歷史，并且在長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展過程中已經(jīng)逐漸形成了豐富的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在水平井鉆井技術(shù)方面形成了純熟的發(fā)展技術(shù)。與此同時(shí)，我國(guó)在頁巖氣方面具有豐富的地質(zhì)資源，然而因?yàn)榭碧郊夹g(shù)還不夠純熟，其中存在的限制比較多。為此，文章中筆者針對(duì)區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)，對(duì)其發(fā)展技術(shù)進(jìn)行了分析。

1　頁巖氣水平井鉆井優(yōu)勢(shì)特征

因?yàn)樗骄c頁巖之間的儲(chǔ)層與中裂縫相交，這樣一來可以在原來的基礎(chǔ)上提高接觸面積，優(yōu)化頁巖氣的流動(dòng)情況［1］。因?yàn)樗骄木弁挥谧钚〉闹鲬?yīng)力方位，能夠讓井眼在壓裂的狀態(tài)下和井筒以垂直的狀態(tài)相交，這樣一來能夠有助于壓裂增產(chǎn)，這一點(diǎn)和直井進(jìn)行比較，水平井在設(shè)備上的需求比較少，同時(shí)其在地下的延展范圍比較大，能夠規(guī)避因?yàn)榈孛娴葪l件對(duì)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(jīng)濟(jì)效益，水平井與直井平均產(chǎn)量如下圖一所示。

圖一　水平井與直井平均產(chǎn)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(shí)要提高儲(chǔ)層保護(hù)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(guān)工藝方面要進(jìn)行提升。同時(shí)因?yàn)殂@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(shí)也要對(duì)過程中可能發(fā)生的塌、漏現(xiàn)象進(jìn)行有效的防控。因?yàn)槊總€(gè)地區(qū)的頁巖氣地質(zhì)與儲(chǔ)量存在一定的差異性，為此，我國(guó)在進(jìn)行頁巖氣水平井開采的同時(shí)，要結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，不僅要借鑒國(guó)外的開采經(jīng)驗(yàn)，也要在此基礎(chǔ)上研制出適合我國(guó)國(guó)情的水平井開采技術(shù)。

2　關(guān)于頁巖氣水平井鉆井液的分析

因?yàn)槟囗搸r本身具有吸水膨脹的特征，為此比較容易形成井壁失穩(wěn)的狀況。頁巖氣鉆井時(shí)，其中出現(xiàn)事故的多數(shù)原因均是因?yàn)榫谑Х€(wěn)。因?yàn)轫搸r地層的層理與頁巖的裂縫的發(fā)育，在巖心的表面會(huì)有一些微裂縫，同時(shí)鉆井液也會(huì)進(jìn)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(jìn)而致使坍塌的現(xiàn)象，同時(shí)出現(xiàn)井壁失穩(wěn)，為此在選擇頁巖氣水平井鉆井液時(shí)要格外注意鉆井液的封堵性能［2］。因?yàn)榻陙硪驗(yàn)殚_采頁巖氣發(fā)展較為迅速，一些技術(shù)仍然處于嘗試開發(fā)的狀態(tài)，在開采時(shí)只是有僅少數(shù)成功，然而我國(guó)在開采頁巖氣方面的仍然缺乏詳細(xì)的地質(zhì)資料，并且也缺乏完善的開采經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上很容易造成鉆井的液密度偏高，特別是進(jìn)行鉆井開采時(shí)井壁失穩(wěn)現(xiàn)象更加嚴(yán)重，因此進(jìn)行頁巖氣水平井鉆井開采的同時(shí)往往使用的是基本的鉆井液，通常只是在進(jìn)行直井段開采時(shí)才會(huì)使用水基鉆井液。開采頁巖氣鉆井的同時(shí)，對(duì)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(rùn)濕角及界面張力，不僅能有效加強(qiáng)水平井井壁的強(qiáng)度，同時(shí)也能夠預(yù)防井壁的坍塌。

3　頁巖氣水平井固井技術(shù)

進(jìn)行頁巖氣水平井固井的同時(shí)往往會(huì)使用分段壓裂的手段進(jìn)行增產(chǎn)，同時(shí)這種手段具有很高的固井膠結(jié)要求，由于頁巖氣具有水化膨脹的特征，鉆井的過程比較長(zhǎng)，由此一來很容易形成井壁失穩(wěn)的狀態(tài)，同時(shí)因?yàn)榫鄣臋E圓度比較高，這樣一來會(huì)導(dǎo)致水平井段下套管比較困難［3］。因?yàn)轫搸r氣的水平井往往會(huì)采用油基鉆井液，尤其是低溫淺井階段，由此便會(huì)導(dǎo)致固井過程中頂替的效率比較低。因?yàn)轫搸r氣主要會(huì)以射孔以及壓裂的形式增產(chǎn)，如此一來便逐漸形成了之后射孔的同時(shí)形成的水泥環(huán)破壞現(xiàn)象。為此，在水平井固井技術(shù)方面主要可以選用以下措施：其一，詳細(xì)的檢查通井，在此基礎(chǔ)上對(duì)井眼的質(zhì)量進(jìn)行保障；其二，運(yùn)用套管漂浮的固井技術(shù)，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(shí)保證套管下放時(shí)的順利；其三，使用套管抬頭下套的技術(shù)，以及前置液固幣沖洗技術(shù)，減小因?yàn)橛湍埩粜纬傻南拗啤?/p>

4　頁巖氣水平井完井技術(shù)

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

5　結(jié)語

綜上所述，通過文章中對(duì)區(qū)塊頁巖氣水平井鉆井完井技術(shù)的闡述，可以得出以下結(jié)論：其一，頁巖氣水平井鉆井技術(shù)具有十分特別的鉆井方式，因?yàn)槠渥陨砭哂兴蛎浀男再|(zhì)，并且滲透率較低，因此在挑選鉆井液時(shí)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(duì)一些發(fā)達(dá)國(guó)家逐漸開發(fā)水基鉆井液的同時(shí)，我國(guó)也逐漸致力于鉆井液的探究；其三，以為在頁巖氣固井時(shí)使用的膠結(jié)質(zhì)量比較高，所以一般使用泡沫水泥固井技術(shù)；其四，經(jīng)常使用的頁巖氣完井技術(shù)主要有套管固井后射孔完井技術(shù)、組合式橋塞完井技術(shù)兩種。通過以上結(jié)論分析可知，實(shí)現(xiàn)我國(guó)區(qū)塊頁巖氣最大的開采價(jià)值，務(wù)必要將水平井鉆井、完井技術(shù)進(jìn)行全面考慮及設(shè)計(jì)，全面協(xié)調(diào)，以此推動(dòng)我國(guó)區(qū)塊頁巖氣勘探的可持續(xù)發(fā)展。

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

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

［3］崔思華，班凡生，袁光杰.頁巖氣鉆完井技術(shù)現(xiàn)狀及難點(diǎn)分析［J］.天然氣工業(yè)，2015，04：72～75+129.