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連續油管水力噴射壓裂(水平井分段壓裂技術的工藝技術)

Instagram刷粉絲, Ins買粉絲自助下單平台, Ins買贊網站可微信支付寶付款2024-05-06 12:53:33【】7人已围观

简介水力噴射壓裂技術水力噴射壓裂方法是基于伯努利(Bernoulli)方程建立的,流體束的能量維持常量,流體束的速度變化引起壓力反向變化,水力噴射壓裂通過噴射流體在孔道內動能到壓能的轉化,利用噴射滯止壓力

水力噴射壓裂技術

水力噴射壓裂方法是基于伯努利 (Bernoulli)方程建立的,流體束的能量維持常量,流體束的速度變化引起壓力反向變化,水力噴射壓裂通過噴射流體在孔道內動能到壓能的轉化,利用噴射滯止壓力破巖從而在噴射點處產生裂縫。水力噴射壓裂方法是將水力噴射射孔和壓裂引爆相結合,進行壓裂處理,通常是將壓裂液通過油管柱泵入,從噴嘴流出。這個過程不需要封隔器或橋塞,因而適用于不同尺寸和結構的套管。這種方法配上連續油管和連接管適用于從注水泥套管到割縫襯管、裸眼甚至礫石充填的完井作業。

常規造縫方法需要對整個井筒加壓。大多數情況下觀察到的破裂壓力比裂縫擴展壓力要大得多,井內的每個裂縫都必須克服該壓力。在水力噴射壓裂中,噴射的臨界壓力有助于在射孔孔道深處達到高壓。因為能量集中在孔眼端部,所以裂縫發生在噴射點處,井筒不受破裂壓力的影響,這為水平井的定點壓裂提供了控制方法。只需沿著井筒移動噴射工具,并且重復水力噴射壓裂過程即可產生多段單獨裂縫。

水力噴射壓裂的優點如下:

(1)在水平井射孔上,水力噴砂射孔比常規射孔彈射孔簡單便捷,安全,效果好,射孔深度大,孔眼周圍無壓實帶,特別是射孔壓裂聯作,減少了水平段射孔需油管傳輸的麻煩。

(2)一次管柱可進行多段壓裂,簡化了施工程序,縮短了施工工期。

(3)水力噴砂射孔壓裂鉆具結構簡單,降低了井下復雜事故的發生率,降低了成本。

(4)不需要機械封隔,能夠自動隔離,可用于裸眼、套管完井。

(5)可進行定向噴射壓裂,準確造縫。

連續油管拖動壓裂最大排量的原因

有高強度水力噴射工具

根據查詢相關資料信息顯示,實現連續油管帶底封拖動壓裂最大排量的關鍵原因是:可重復多次的坐封工具、可控制回壓的節流管匯、高強度的水力噴射工具

連續油管壓裂技術在對作業層位的準確定位,多層次壓裂作業和漏掉層位增產壓裂等方面,相對傳統的常規工藝都有了很大提升

水平井分段壓裂改造技術

王培義李宗田蘇建政孫良田

(中國石化石油勘探開發研究院,北京100083)

摘要 水平井技術于1928 年提出,20 世紀40 年代付諸實施,20世紀80年代相繼在美國、加拿大、法國等國家得到廣泛工業化應用,并由此形成了一個研究和應用水平井技術的新高潮。本文闡述了國內外水平井分段壓裂工藝技術及其應用效果,傳統的填砂打液體膠塞及封隔器分隔壓裂技術勞動強度大,作業周期長,水力噴射壓裂是水平井分段壓裂發展的方向。

關鍵詞 水平井 分段壓裂 應用效果

Staged Hydraulic Fracturing Proceeding of Horizontal Well

WANG Pei-yi,LI Zong-tian,SU Jian-zheng,Sun Liang-tian

(Exploration and Proction Research lnstitute,SlNOPEC,Beijing100083)

Abstract The horizontal well technology was proposed in 1928,brought into operation in 1940s,and successively widely instrialized used in U.S.A,Canada,France in 1980s.So a new meridian was developed that time.This paper gives an overall description the staged hydraulic fracturing proceeding of horizontal well in domestic and abroad,and introces its field application.Traditional liquid cement isolation and packer isolation in hydraulic fracturing proceeding makes labour intensity raised and leads working cycle longer.Hydrojet fracturing proceeding is a trend in staged hydraulic fracturing proceeding.

Key words horizontal well staged hydraulic fracturing field application

水平井通過擴大油層泄油面積提高油井產量,提高油田經濟效益,目前已經成為油氣田開發的一種有效手段,特別對于低滲油氣藏效果更加顯著。為了充分發揮水平井優勢,提高低滲透油田開發效益,水力壓裂改造成為儲層增產的重要措施。

國內外于20世紀80年代開始研究水平井的壓裂增產改造技術,在水力裂縫的起裂、延伸、壓后產量預測和分段壓裂施工工藝技術等方面取得了一定進展,但總體來講不配套、不完善,特別是水平井分段壓裂改造工藝技術與實際生產需求還存在較大的差距,有待進一步開展攻關研究。本文主要介紹目前國內外常用的幾種水平井分段壓裂工藝技術[1~3]。

1 水平井分段壓裂改造技術

1.1 液體膠塞隔離分段壓裂技術(化學隔離技術)

國內外在20世紀90年代初采用該技術,主要用于套管井。其基本做法是:①射開第一段,油管壓裂;②用液體膠塞和砂子隔離已壓裂井段;③射開第二段,通過油管壓裂該段,再用液體膠塞和砂子隔離;④采用這種辦法,依次壓開所需改造的井段;⑤施工結束后沖砂沖膠塞合層排液求產。該方法的優點是施工安全系數高。缺點是:①所使用的液體膠塞濃度高,對所隔離的層段傷害大;②由于壓后排液之前要沖開膠塞和砂子,沖砂過程中對上下儲層均會造成傷害;③施工工序繁雜,作業周期長;④綜合成本高。因此,該技術方法20世紀90年代初發展起來后沒有得到進一步發展與推廣應用。

1.2 水平井雙卡上提壓裂多段技術

此項技術可以一次性射開所有待改造層段,壓裂時利用導壓噴砂封隔器的節流壓差壓裂管柱,采用上提的方式,一趟管柱完成各層的壓裂(圖1)。優點:①分層改造目的性強;②井筒隔離效果好。缺點:容易砂卡封隔器,造成井下事故。需進一步攻關研究。

圖1 雙封分層壓裂管柱示意圖

1.3 封隔器+機械橋塞分段壓裂技術

該技術為:射開第一段,油管壓裂,機械橋塞座封封堵;再射開第二段,油管壓裂,機械橋塞座封封堵,按照該方法依次壓開所需改造的井段,打撈橋塞,合層排液求產(圖2)。優點:①具備雙封分壓的特點;②砂卡時處理事故比雙封管柱容易。缺點:①作業周期長;②砂卡風險大[4,5]。

圖2 水平井機械隔離分段壓裂管柱示意圖

1.4 環空封隔器分段壓裂技術

環空封隔器分段壓裂,首先把封隔器下到設計位置,從油管內加一定壓力坐封環空壓裂封隔器,從油套環空完成壓裂施工,解封時從油管加壓至一定壓力剪斷解封銷釘,同時打開洗井通道閥,洗井正常后起出壓裂管柱,重復作業過程,實現分射分壓(圖3)。

圖3 環空分層壓裂管柱示意圖

1.5 限流分層壓裂技術

限流法分層壓裂是一種完井壓裂技術,它主要用于未射孔的新井。限流壓裂技術機理是在壓裂過程中,當壓裂液高速通過射孔孔眼進入儲層時會產生孔眼摩阻且隨泵注排量的增加而增大,帶動井底壓力的上升,井底壓力一旦超過多個壓裂層段的破裂壓力,即在每一個層段上壓開裂縫。如果層多、層薄,物性差異大,那么就會導致各裂縫啟裂和延伸不均衡,影響增產效果(圖4)。

圖4 限流分層壓裂管柱示意圖

1.6 水力噴射加砂分段壓裂技術

水力噴射分段壓裂技術就是將水力噴射技術和壓裂技術相結合,其技術原理是根據伯努利方程,將壓力能轉換為動能,在地層中射流成縫,通過環空注入液體使井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下,環空泵注的液體在壓差作用下進入射流區,與噴嘴噴射出的液體一起被吸入地層,驅使裂縫向前延伸,因井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下,壓裂下一層段時,已壓開層段不再延伸,因此,不用封隔器與橋塞等隔離工具,實現自動封隔。通過拖動管柱,將噴嘴放到下一個需要改造的層段,可依次壓開所需改造井段(圖5)。

水力噴射壓裂技術可以在裸眼、篩管完井的水平井中進行加砂壓裂,也可以在套管井上進行,施工安全性高,可以用一趟管柱在水平井中快速、準確地壓開多條裂縫,水力噴射工具可以與常規油管相連接入井,也可以與大直徑連續油管(ϕ60.3mm)相結合,使施工更快捷,國內外已有數百口井用此技術進行過酸壓或加砂壓裂處理[6~8]。

圖5 噴射壓裂技術示意圖

2 現場應用效果

吉林油田,由于井比較淺,大部分水平井采用環空分段壓裂技術,用該工藝壓裂投產的水平井,壓后初期產量為10.8~14.2m3/d,穩定產量是周圍直井產量的3~5倍。

長慶油田自1993年在安塞油田第一口水平井——塞平1井成功實施分段壓裂以來,已利用填砂打膠塞分段壓裂技術改造了7口井17層段。長慶油田在2005年引進哈里伯頓公司水力噴射分段壓裂技術基礎上,2006年在4口井實施了水力噴射分段壓裂,其中莊平7井投產后日產油7t,取得了較好的改造效果。

大慶油田在葡萄花油田實施8 口水平井限流壓裂,投產2 口井,平均日產量達到43.7t,未壓裂水平井日產為9.7t,壓裂增產3.4倍。2007年封隔器分段壓裂占水平井壓裂總井數的75.6%,增產效果是直井壓裂的4.5倍,是水平井限流壓裂的1.4~2.5倍。將分段壓裂與限流壓裂相結合,開展水平井分段限流工藝研究,試驗8口井,降低了施工成本與風險,并取得了較好的增產效果。

勝利油田套管限流分層壓裂實施了高89-平1井、史127-平1井、商75-平1井3口井的分段壓裂,其中史127-平1井水平段長351.3m,實施限流改造井段3488.5~3646.5m,長度為 158.0m,壓后初期日產液 20.3m3,日產油 11.5m3,穩定日產油6.45m3,含水量為7%。

3 結論

(1)水平井的增產措施是低滲透水平井長期高效開發的重要手段,應加大水平井的分段壓裂措施的現場實施研究力度。

(2)水平井開發經過十余年的科技攻關,取得了很多成果,但在水平井分層壓裂工藝配套等許多方面有待于進一步提高。

參考文獻

[1]牛寶榮,徐向陽,何紅梅.國內外水平井開采配套技術[J].吐哈油氣,2007,12(2):183~187.

[2]陳作,王振鐸,曾華國等.水平井分段壓裂工藝技術現狀及展望[J].天然氣工業,2007,27(9):78~80.

[3]姜洪福,隋軍,龐彥明等.特低豐度油藏水平井開發技術研究與應用[J].石油勘探與開發,2006,33(3):364~368.

[4]宋振云,陳建剛,王興建等.水平井筒機械隔離分段壓裂技術[J].鉆采工藝,2007,30(4):75~77.

[5]ElRafie E A,Wattenbarger R A.Comprehensive Evaluation of Horizontal Wells with Transverse Hydraulic Fractures in a Layered Multi 2 phase Reservoir[J].SPE 35211,1996.

[6]沈忠厚.水射流理論與技術[M].東營:石油大學出版社,1998.390~423.

[7]Jaatmadja J B.Hydrajet-f racturing stimulation process proves effective for off shore brazil horizontal wells[J].SPE 88589,2004.

[8]McDaniel B W,Jim B.Surjaatmadja,Larry Lockwood,Halliburton;Rod L.Sutherland,Key Proction Co.Evolving New Stimulation Process Proves Highly Effective in Level 1 Dual-Lateral Completion.SPE7 8697-MS,2002.

水平井分段壓裂技術的工藝技術

欲在比較長的水平井井段中以較短的時間、安全地壓裂形成上述優化的多條水力裂縫,且壓后快速地排液,實現低傷害的水平井分段壓裂,其壓裂工藝技術難點在于分段壓裂工藝方式選擇和井下封堵工具,目前國內外水平井分段壓裂的工藝技術方法,主要分為以下四類。

化學隔離技術

國內外在20世紀90年代初采用該技術,主要用于套管井。其基本做法是:①射開第一段,油管壓裂;②用液體膠塞和砂子隔離已壓裂井段;③射開第二段,通過油管壓裂該段,再用液體膠塞和砂子隔離;④采用這種辦法,依次壓開所需改造的井段;⑤施工結束后沖砂沖膠塞合層排液求產。液體膠塞和填砂分隔分段壓裂方法施工安全性高,但所使用的液體膠塞濃度高,對所隔離的層段傷害大,同時壓后排液之前要沖開膠塞和砂子,沖砂過程中對上下儲層均會造成傷害,而且施工工序繁雜,作業周期長,使得綜合成本高,因此,該技術方法20世紀90年代初發展起來后沒有得到進一步發展與推廣應用。

機械封隔分段壓裂技術

機械封隔技術用于套管井,主要有機械橋塞與封隔器結合或雙封隔器單卡分壓或環空封隔器分段壓裂等技術,基本分為以下3種。

(1)機械橋塞+封隔器分段壓裂。射開第一段,油管壓裂,機械橋塞座封封堵;再射開第二段,油管壓裂,機械橋塞座封封堵;按照該方法依次壓開所需改造的井段,打撈橋塞,合層排液求產。

(2)環空封隔器分段壓裂。首先把封隔器下到設計位置,從油管內加一定壓力坐封環空壓裂封隔器,從油套環空完成壓裂施工,解封時從油管加壓至一定壓力剪斷解封銷釘,同時打開洗井通道,洗井正常后起出壓裂管柱,重復作業過程,實現分射分壓。

(3)雙封隔器單卡分壓。可以一次性射開所有待改造層段,壓裂時利用導壓噴砂封隔器的節流壓差壓裂管柱,采用上提的方式,一趟管柱完成各層的壓裂。

現場試驗結果表明,環空封隔器分段壓裂技術已成功地應用于淺層油藏,相對成熟,在深井應用中還需改進與完善。雙封隔器單卡分段壓裂技術容易砂卡封隔器,造成井下事故,正進一步攻關。

限流壓裂技術

該技術多用于形成縱向裂縫的水平井,分段的針對性相對較差。

水力噴砂壓裂技術

水力噴射分段改造技術是90年代末發展起來的目前國外應用比較廣泛的技術,其技術原理是根據伯努利方程,將壓力能轉換為速度,油管流體加壓后經噴嘴噴射而出的高速射流(噴嘴噴射速度大于126 m/s)在地層中射流成縫,通過環空注入液體使井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下,射流出口周圍流體速度最高,其壓力最低,環空泵注的液體在壓差作用下進入射流區,與噴嘴噴射出的液體一起被吸入地層,驅使裂縫向前延伸,因井底壓力剛好控制在裂縫延伸壓力以下,壓裂下一層段時,已壓開層段不再延伸,因此,不用封隔器與橋塞等隔離工具,實現自動封隔。通過拖動管柱,將噴嘴放到下一個需要改造的層段,可依次壓開所需改造井段。水力噴射壓裂技術可以在裸眼、篩管完井的水平井中進行加砂壓裂,也可以在套管井上進行,施工安全性高,可以用一趟管柱在水平井中快速、準確地壓開多條裂縫,水力噴射工具可以與常規油管相連接入井,也可以與大直徑連續油管(60.3 mm)相結合,使施工更快捷,國內外已有數百口井用此技術進行過酸壓或加砂壓裂處理。

頁巖氣開采技術的國外頁巖氣開采技術

頁巖氣開發關鍵技術

一、地質綜合評價技術

頁巖氣地質評價的目的是優選有利富集區。除常規的地質調查、地球物理勘探、參數井鉆探和分析測試等手段外,核心是獲取頁巖的埋深、厚度、巖石結構、礦物成分、巖石物性、有機地球化學、地球物理、鉆井、壓裂改造等關鍵參數,編制基礎圖件,根據區域地質特點,確定各項地質評價標準,綜合判別評價優選富集區(Michael Burnaman, et al.,2009)。

圖5-15 美國產氣頁巖礦物組成直方圖

二、儲層評價技術

儲層評價是定性和定量描述頁巖儲層的空間展布特征,模擬頁巖內氣體的賦存及產出狀態。評價流程包括5個主要步驟(蔣裕強等,2009):①對關鍵井開展巖心物性、地化基本參數、巖石礦物組成等分析;②開展現場巖心解吸氣測試,計算等溫吸附曲線,獲取理論上頁巖的吸附能力,確定含氣飽和程度,計算吸附氣含量;③利用巖心數據刻度測井曲線,通過巖心-測井對比,建立解釋模型,獲取含氣飽和度、含水飽和度、含油飽和度、孔隙度、有機質豐度、巖石類型等參數;④結合沉積相、巖石組合特征以及測井解釋成果確定含氣頁巖邊界;⑤利用三維地震資料和各種參數,如原始地質儲量、礦物組成、流體飽和度、吸附氣和游離氣相對比例、埋藏深度、溫度和壓力等,開展經濟評價,優選勘探目標,確定“甜點”分布規模。

三、實驗分析技術

地球化學分析:巖心和巖屑樣品TOC含量;巖心及巖屑Rock-Eval熱解分析:S1、S2、HI、Tmax測定;巖心及巖屑鏡質體反射率Ro測定;氣體樣品的組分、碳同位素分析。

含氣量測試:將所取頁巖巖樣密閉保存于金屬解析罐內,利用水浴加熱至儲層溫度,對巖心進行頁巖總含氣量測試(John, et al.,1977;Matthias Block,2006)。

等溫吸附測試:等溫吸附試驗測試是模擬頁巖吸附氣體的能力。首先,將頁巖巖樣壓碎、加熱,排除已吸附的天然氣,求取Langmuir參數;隨后,將碎樣置于密封容器內,在不同的溫壓條件下,測取頁巖吸附甲烷的量,將結果與Langmuir方程擬合,建立頁巖實際PVT關系下的等溫吸附曲線(Ingemar Wadso, et al.,2001)。等溫吸附曲線主要作用是:評價頁巖吸附能力;評價游離氣含量;確定臨界解析壓力。

微觀孔隙評價:對頁巖薄片進行氬離子拋光后,觀察納米級孔隙結構,確定孔隙度(Sebastian Storck, et al.,1998)。

滲透率測試:頁巖的滲透率極低,常規方法無法進行測試,一般采用脈沖降壓法和GRI法,測試速度快(Christopher, et al.,2009),測試的最小滲透率可達10-9×10-3μm2。

四、測井評價技術

與普通頁巖相比,含氣頁巖有機質富集,含氣量高,粘土及有機質的存在降低了地層體積密度。因此,含氣頁巖的測井曲線響應具有高伽馬、高電阻、高聲波時差、高中子孔隙度、低密度、低光電效應“四高兩低”的特征(圖5-16)。

頁巖氣測井評價中常用的測井系列包括伽馬測井、電阻率測井、自然伽馬能譜測井、密度測井、聲波測井及中子測井、地球化學測井以及成像測井等(表5-9)。依靠測井技術和建立的測井評價標準,可以獲取有效頁巖厚度、含氣層厚度、有機質豐度和成熟度、基質孔隙度和滲透率、裂縫、含氣量、頁巖氣層開采潛力等重要參數。

表5-9 頁巖氣評價常用測井系列

圖5-16 含氣頁巖測井響應特征

五、資源評價技術

頁巖氣資源評價既要考慮地質因素的不確定性,也要考慮技術、經濟上的不確定性。根據勘探開發階段的不同,可分別采用成因法、類比法和統計法評價。目前常采用的方法有類比法、FORSPAN法、單井(動態)儲量估算法、容積法等。

FORSPAN模型適合于對已開發單元的原始剩余資源潛力的預測(董大忠等,2009)。該方法以連續型氣藏的每一個含油氣單元為評價對象,以概率的形式對每個目標單元未開發的原始資源量進行預測。涉及的基本評價參數包括評價目標特征(分布范圍)、評價單元特征(單元大小、已開發和未開發單元數量、成功率等)、地質地球化學參數、熱成熟度和勘探開發歷史數據等。

容積法是常用的評價方法。容積法估算的是頁巖孔隙、裂縫空間內的游離氣、有機體和粘土顆粒表面吸附氣的體積總和。

資源豐度類比法常用于勘探開發程度較低的地區。首先確定評價區頁巖展布面積、有效頁巖厚度;其次根據吸附氣含量、地化特征、儲層特征等關鍵因素,結合頁巖構造、沉積演化等地質條件分析,與已知含氣頁巖類比,按地質條件相似程度,計算評價區儲量豐度(資源豐度或單儲系數)。

六、核心區評價技術

富有機質頁巖具有普遍含氣性,實現頁巖氣商業性勘探開發的關鍵是尋找頁巖氣富集區,尤其是開發核心區的地質評價與選擇。根據北美的勘探開發經驗,頁巖氣富集高產區的地質評價標準為:

(1)總有機碳含量>2%(非殘余有機碳);

(2)石英等脆性礦物>40%,粘土<30%,頁巖脆度>40%;

(3)暗色富有機質頁巖成熟度>1.1%;

(4)充氣孔隙度>2%,滲透率>0.0001×10-3μm2;

(5)有效暗色富有機頁巖厚度大于30~50m。

頁巖氣地質選區評價過程可劃分為:①區域沉積背景與老資料重新分析,落實黑色頁巖的發育與展布特征,預測有利遠景區帶;②頁巖氣形成與富集特征分析,開展了頁巖氣資源潛力預測,評價和優選頁巖氣有利勘探開發區塊;③頁巖氣勘探開發條件評價,包括地表條件、天然氣管網條件等,落實有利勘探開發目標;④確定頁巖氣核心區(資源高度富集區)、延展(擴展)區(資源中度富集區)和外圍區(資源低富集區);⑤頁巖氣勘探開發先導試驗區評價與優選,進一步提出勘探開發部署建議。

核心區為頁巖氣資源豐度最富集區,表5-10表明,Bar買粉絲t頁巖氣核心區產量>2×104m3/d,比擴展區產量高出60%,是外圍區的3倍。

表5-10 Bar買粉絲t頁巖氣核心區地質特征簡表

七、水平井鉆井技術

2002年以后,水平井的大量應用推動了美國頁巖氣的快速發展。目前幾乎所有的頁巖氣都采用水平井開發,鉆井方向均垂直于最大水平主應力方向。水平井鉆井過程中,常采用欠平衡、空氣鉆井、控制壓力鉆井和旋轉導向鉆井等關鍵技術。在同一井場利用滑移井架鉆多口水平井。與直井相比,水平井的技術優勢在于:①成本為直井的1.5~2.5倍,但初始開采速度、控制儲量和最終可采儲量是直井的3~4倍;②水平井與頁巖層中裂縫(主要為垂直裂縫)相交機會大,明顯改善儲層流體的流動狀況和增加泄流面積;③減少地面設施,開采延伸范圍大,受地面不利條件干擾少。

八、頁巖儲層壓裂技術

Bar買粉絲t頁巖開發歷史實踐證實,該頁巖開發之初鉆井“無滲透率”,后來認識到“孔隙度”是儲氣機制,可以通過儲層體積改造進行人造滲透率,改變了頁巖氣的開發規則。頁巖儲層壓裂改造技術大幅提高了頁巖氣產量,對頁巖氣商業性開采起著決定性作用。頁巖氣儲層壓裂改造技術主要有泡沫壓裂、水力壓裂(包括重復壓裂、多級連續油管壓裂、滑套完井、水力噴射壓裂、N2與CO2及液化油氣等無水壓裂)。

20世紀70年代,美國頁巖氣開發采用裸眼完井、硝化甘油爆炸增產技術;80年代使用高能氣體壓裂以及氮氣泡沫壓裂技術,使頁巖氣產量提高了3~4倍,但成本很高。90年代后,隨著凝膠壓裂及水力壓裂等新技術的應用,頁巖氣產量及儲量劇增。目前,最為常用的技術是水平井多級壓裂技術、多井同步壓裂技術(圖5-17)。利用含有減阻劑、粘土穩定劑和必要的表面活性劑的水力壓裂液,支撐劑較凝膠壓裂減少90%,可以節約成本50%~60%,完井成本下降65%,并能提高采收率20% ,已成為美國頁巖氣生產中最主要的增產措施。

圖5-17 頁巖氣水平井壓裂現場與模式圖

頁巖氣井生產的一個重要特征是可以進行多次重復壓裂。一般初次壓裂后,隨著時間的推移與壓力釋放,原來由支撐劑保持的敞開裂縫逐漸閉合,產量大幅下降。通過重復壓裂可以恢復產量,二次壓裂后產量可以接近甚至超過初次壓裂時的產量。初次完井后估算的采收率一般為10%左右,重復壓裂后采收率可提高8%~10%,可采儲量增加60%。

九、微地震監測技術

微地震監測技術是監測儲層壓裂改造效果的重要技術。監控壓裂實施過程中的裂縫展布,實時進行壓裂控制,改善壓裂效果。在儲層壓裂改造過程中,在鄰區或鄰井中放入檢波器,采集裂縫產生時形成的地震波信號,經過處理解釋,了解裂縫產生的方向、延伸的長度等,以達到監測壓裂效果的目的。

十、經濟評價技術

非常規天然氣資源的經濟性開發,占主導地位的是儲量規模、天然氣價格、地面管網設施、關鍵開發技術等。美國已建立了頁巖氣經濟評價方法,其中較為重要的評價方法為隨機的、完整的商業價值鏈模型。在頁巖氣經濟評價中,鉆井與儲層改造成本所占比重較大,但隨著技術改進,呈逐年下降趨勢。資料表明,美國Haynesville、Marcellus和Bar買粉絲t頁巖氣開發成本構成中,儲層改造和鉆井費用所占比例相當,占總成本的80%以上,且在不斷降低。

在頁巖氣層的井距方面,最優化方案仍未解決(Montgomery, et al.,2005)。最常用的設計是每個截面鉆探兩個762m支線,間距402m(0.32km2/井),目前,0.32km2/井間距可提供15%~20%的可采儲量,0.16km2/井間距會增加10%~20%的可采儲量,但會降低每口井的增量儲量。正在實驗與測試井距為0.08km2/井的氣井,可將整體天然氣可采儲量提高至超過天然氣地質儲量的50%。

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