水平钻井技术应用效果显著

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-12-24  来源:石油与装备杂志  关注度:0]
摘要:   技术进步是页岩气产业发展的主要动力,水平钻井技术的应用解决了页岩储层中日产量低、生产周期短等缺点。目前水平井被公认为是页岩气开发的最合理方式,已经广泛应用在美国页岩气开发钻井中,Barnett页岩的开发情况充分反映了水平钻井技术在...

  技术进步是页岩气产业发展的主要动力,水平钻井技术的应用解决了页岩储层中日产量低、生产周期短等缺点。目前水平井被公认为是页岩气开发的最合理方式,已经广泛应用在美国页岩气开发钻井中,Barnett页岩的开发情况充分反映了水平钻井技术在页岩气开发钻井中的应用效果。

 

  美国Texas州北部的Barnett页岩是美国开发时间最早、产量最大的页岩,面积超过5000平方英里,遍及15个县,核心地区位于Denton、 Tarrant、Johnson和Wise县境内。1981年,Mitchell能源公司在Fort Worth盆地的Barnett页岩中完钻了第一口直井,Barnett页岩开发开始起步,但发展缓慢;1992年,Mitchell能源公司在 Barnett页岩中完成第一口水平井,但此时水平井只是作为一种新的尝试,并没有大规模地应用于页岩气开发中;2002年,Devon能源公司收购 Mitchell能源公司后,开始在Barnnet页岩大规模打水平井;2004年,Barnett页岩中共有生产井3889口,其中水平井377口,天然气年产量为1.08×1010m3;2007年,Barnett页岩中生产井数达到了8419口,其中水平井4078口,天然气年产量达到了 1.42×1010m3;2008年,整个Barnett页岩中共有生产井10000口左右,其中2/3的井为水平井,天然气年产量达到了 4.54×1010m3。Barnett页岩实际钻井经验表明,从水平井中获得的估计最终采收率大约是直井的三倍。从Barnett页岩开发发展历程来开,2002年前,直井一直是Barnett页岩气开发的主要方式,日产量很低,2003年,水平井大规模应用在Barnett页岩中后,结合压裂工艺的改进,Barnett页岩天然气年产量呈直线增长(图5)。据Pickering Energy Partners公司对2004年Texas州的11个县的Barnett页岩生产井情况统计,水平井的月最大产量明显高于直井,特别是在核心地区,这一现象更加明显,水平井的月最大产量是直井的4倍左右。

 

  水平钻井技术是页岩气开发的核心技术之一,广泛应用于页岩气开发钻井。水平井页岩气单井产量高,生产时间长,是页岩气开发最合理的方式,水平井井位应该尽量选择在天然裂缝系统发育、有机质富集、泊松比低和杨氏模量高的地方。

 

  水平井钻井主要有低压欠平衡空气钻井、控制压力钻井和旋转导向钻井等技术,低压欠平衡空气钻井技术应用较成熟,控制压力钻井技术能够很好的克服井壁坍塌问题,旋转导向钻井技术是页岩气水平钻井技术发展的方向。水平钻井结合合理的增产措施是提高页岩气产量的必要手段。

 

  水平井技术难度大,成本高。中国页岩气勘探开发正处于起步阶段,在勘探阶段,钻井的主要目的是取芯并获取含气性参数,宜采用直井。在开发阶段,为了提高开发井产能,宜采用水平井。欠平衡钻井难度大,控制压力钻井相对成熟,旋钻导向钻井技术在中国还处于引进国外技术阶段。在页岩气开发试验阶段,宜采用控制压力钻井技术或旋转导向钻井技术。



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