页岩气钻完井.docx

国外页岩气钻完井技术1、 页岩气钻井技术水平井是页岩气藏成功开发的关键因素，水平井的推广应用加速了页岩气的 开发进程页岩气层钻水平井，可以获得更大的储层泄流面积，更高的天然气产 量根据美国页岩气开发的经验，水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的 3-5倍，产气速率则提高10倍，而水平井的成本则不足垂直井的2-4倍国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有：旋转导向技术，用于 地层引导和地层评价，确保目标区内钻井；随钻测井技术(LWD)和(MWD)，用 于水平井精确定位、地层评价，引导中靶地质目标；控压或欠平衡钻井技术，用 于防漏、提高钻速和储层保护，采用空气作循环介质在页岩中钻进；泡沫固井技 术，用于解决低压易漏长封固水平段固井质量，套管开窗侧钻水平井技术，降低 增产措施的技术难度；有机和无机盐复合防膨技术，确保井壁的稳定性2、 页岩气固井技术页岩气固井水泥主要有泡沫水泥、酸溶性水泥、泡沫酸溶性水泥以及火山灰 +H级水泥等四种类型，火山灰+H级水泥成本最低，泡沫酸溶性水泥和泡沫水泥 成本相当，高于其它两种水泥，是火山灰+H级水泥成本的1.45倍页岩气井通常采用泡沫水泥固井技术，由于泡沫水泥具有浆体稳定、密度低、 渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点，因此泡沫水泥有良好的防窜效果，能解 决低压易漏长封固段复杂井的固井问题，而且水泥侵入距离短，可以减小储层损 害，泡沫水泥固井比常规水泥固井产气量平均高出23 %。

常规水泥也是溶于酸的，但达不到酸溶性水泥的这个程度，常规水泥溶解度 一般为25%，酸溶性水泥溶解度92%，较容易进行酸化压裂3、 页岩气完井技术页岩气井的完井方式主要包括套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井、 裸眼射孔完井、组合式桥塞完井、水力喷射射孔完井、机械式组合完井等套管固井后射孔完井是在套管固井后，从工具喷嘴喷射出的高速流体射穿套 管和岩石，达到射孔的目的，通过拖动管柱进行多层作业，免去下封隔器或桥塞， 缩短完井时间，工艺相对成熟简单，有利于后期多段压裂，缺点是可能造成水泥 浆对储层伤害，美国大多数页岩气的水平井进行套管射孔完井尾管固井后射孔完井优点是有利于多级射孔分段压裂，成本适中，但工艺相 对复杂，固井难度较大，可能造成水泥浆对储层伤害裸眼射孔完井能够有效避 免水泥对储层的伤害，避免注水泥时压裂地层，避免水泥浸入地层的原有孔隙中， 工艺相对简单，成本相对较低，缺点是后期多级射孔分段压裂难度较大，不易控 制，后期完井措施难度加大尾管固井后射孔完井及裸眼射孔完井在页岩气钻完 井中不常用组合式桥塞完井是在套管中用组合式桥塞分隔各段，分别进行射孔或压裂， 这是页岩气水平井最常用的完井方法，其工艺是下套管、固井、射孔、分离井筒， 但因需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞，也是最耗时的一种方法。

水力喷射射孔完井适用于直井或水平套管井该工艺利用伯努利（Bernoulli） 原理，从工具喷嘴喷射出的高速流体可射穿套管和岩石，达到射孔的目的通过 拖动管柱可进行多层作业，免去下封隔器或桥塞，缩短完井时间机械式组合完井是目前国外采用的一种新技术，采用特殊的滑套机构和膨胀 封隔器，适用于水平裸眼井段限流压裂，一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工 施工时将完井工具串下入水平井段，悬挂器坐封后，注入酸溶性水泥固井井口 泵入压裂液，先对水平井段最末端第一段实施压裂，然后通过井口落球系统操控 滑套，依次逐段进行压裂最后放喷洗井，将球回收后即可投产膨胀封隔器的 橡胶在遇到油气时会自动发生膨胀，封隔环空、隔离生产层，膨胀时间也可控制， 目前主要有Halliburton公司的Delta Stim 完井技术4、页岩气钻完井难点及研究重点4.1难点分析（1） 由于页岩地层裂缝发育，长水平段（1200m左右）钻井中易发生井漏、 井垮等问题，造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具等工程事故2） 页岩气水平井钻井中，水平段较长，磨阻、携岩及地层污染问题非常 突出，钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护3） 页岩气单井产能低，勘探开发成本高，需要优化钻井工艺及研发低成 本钻井，配套装备，提高采收率，降低钻井工程成本。

4）固井水泥配方和工艺措施处理不当，会对页岩气储层造成污染，增加 压裂难度，直接影响后期采气效果5）完井方式的选择关系到工程复杂程度、成本及后期压裂作业的效果， 适合的完井方式能有效简化工程复杂程度、降低成本，为后期压裂完井创造有条 件4.2需要解决的问题（1） 针对页岩具有易膨胀、易破碎的特点，开展页岩气钻井井壁稳定性研 究，避免钻井过程中井壁的缩颈或坍塌2） 针对页岩地层特点，开展预防水平井钻井工程事故的研究，优选或研 制有关事故预防和处理工具，避免卡钻、埋钻具等工程事故发生3） 深入开展适合页岩地层特点的控压或欠平衡钻井工艺技术研究，优化 钻井液性能，降低钻具有效磨阻，提高钻井效率，预防井漏发生4） 根据页岩地层及埋深特点，有针对性的研究优化井身结构和完井方式， 满足高效、安全、保质及低成本要求5） 根据地质和井深条件，研究合理优化的井下配额套仪器（一般技术指 标：工作温度＜150°C，工作压力＜140Mpa，工作时间120h），已满足页岩特点的 水平井钻井需要6） 开展页岩气水平井固井工艺和水泥浆配方（如：泡沫水泥浆配方等） 研究，确保水平段优质固井质量要求，避免对储层的污染。