页岩气钻探开发技术研究进展(3)

６８西部探矿工程　　　　　　　　　　　　　　　２０１２年第６期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　条件的干扰。

水平井钻井所涉及的技术方向包括井位与井眼的

井身设计等。水平井井位与井眼方位一般应方位选择、

裂缝发育程度高的页岩区及层选在有机质与硅质富集、

位，水平井的方位角及进尺对页岩气产量产生重要的影响。理论上，钻井的方向应与最大水平应力方向垂直，使井筒穿过尽可能多的地层，与更多的裂缝接触，使气体更容易流入井筒，提高采收率。而且，随着ＭＷＤ（随钻测量）技术、自然伽马测井曲线的发展与应用，已经逐渐实现了关键钻井参数的实时监控和钻井控制与定位；并通过对比井数据和地震数据，解决了可能钻入已知有井漏问题和断层区域的问题。

在井身设计过程中，采用三维地震解释技术能够更好地设计水平井轨迹，从而成功实现水平钻井。采用该技术可使页岩钻井活动扩展到一直被认为没有生产能力、含水等区域。常规定向钻井技术可能在井筒造斜过限制程受到由滑动和旋转所引起的扭矩和阻力的影响，横向位移，加大测井难度。解决这个问题的方法就是在曲折度不大的井时，采用旋转导向系统。开采较直的、某些情况下，从水平段底部到顶部的倾角变化低于。除此之外，０．５°ｅｏＶＩＳＩＯＮ随钻成像服务和ＲＡＢ钻ｇ

头附近地层电阻率仪器等ＬＷＤ技术有助于在钻遇后及时识别天然裂缝，解决相关测井问题。应用该类技术后可以分析整个井筒长度范围内产生的电阻率成像和井筒地层倾角。而且成像测井可以提供用于优化随后完井作业的相关信息，如构造信息、地层信息和力学特性信息等。因此，作业者通过进行地层天然裂缝与诱发裂缝的比较可以确定射孔和油井增产的最佳目标。在进行加密钻井时，通过井眼成像可识别邻井中的水力裂缝，有助于作业人员在储层中原先未被压裂部分实施增产措施。井中诱发裂缝的存在及方向对确定整个水平井的应力变化及力学特性非常有用。

钻井过程中还采用了一系列常规的钻井技术，如井下钻具组合、定向设备和钻井液体系等。地质导向技术可确保在目标区内钻井，避免断层和其他复杂构造区，以免导致钻穿目标区，或者发生井漏。一般水平段越长，最终采收率和初始开采速度也就越高。据美国公布的数据，最有效的水平井进尺包括造斜井段一般为９１４～１２１９ｍ。３．２　压裂增产技术

含气页岩储层的基质孔隙度和渗透率总体上非常低，除少数裂缝发育带可能具有较高的自然产能外，一般页岩气藏均需人工压裂改造之后才具有商业开采价值。进入２随着水力压裂、分段压裂、多层压１世纪后，

１１］裂及重复压裂［等新技术的运用和推广，极大地改善

了页岩气井的生产动态与增产作业效果，页岩气单井产

量增长显著，促进了页岩气的快速发展。）（水力压裂技术。由于页岩气产能较低，通常埋１

地层压力高的页岩储层必须进行水力压裂改造才深大、

能够实现经济性开采。目前，水力压裂以清水（减阻水）压裂为主，即使用添加了一定减阻剂的清水作为压裂液。这种压裂液主要成分是水，以及很少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂。清水压裂在低渗透气藏中能取得更好的效果，而且该技术已经成为开发如Ｂａｒ－ｎｅｔｔ页岩气田等的主要开采手段。清水压裂很少需要清理，且可提供更长的裂缝，并将压裂支撑剂运到远至裂缝网络，与其２０世纪９０年代的凝胶压裂技术相比，可节约５０％～６０％的成本。

（）水平井分段压裂技术。在水力压裂技术基础上２

发展起来的水平井分段压裂，能有效产生裂缝网络，并尽可能提高最终采收率。最初水平井的压裂阶段一般采用单段或２段，目前已增至７段甚至更多。水平井水力多段压裂技术的广泛运用，使原本低产或无气流的页极大地延伸了页岩气在岩气井获得工业价值成为可能，横向与纵向的开采范围，是目前页岩气快速发展最关键的技术。

）（多层压裂技术。与分段压裂相似的是多层压裂３技术，是对增产措施的一种改变，大致分为以下几步：①

必须要在储层中泵入无支撑剂的前置液；②要运送含有一定浓度支撑剂的压裂液进入储层；③则要泵入含有较高浓度支撑剂的压裂液；④随后还有不定数量的压裂液泵入储层，且每一种压裂液都含有比之前压裂液更大浓度的支撑剂。该技术既可应用于单一储层区域，也可用于储层中几个不相连区域或间隔区域。使用时要注意多层压裂是针对一个单独区域还是多个区域而言的。多层压裂常常用于垂直堆叠的致密气地层的增产。致密气井可能会遇到几个含气的砂岩间隔区域，从而需要不同的增产措施。作业者可通过使用桥塞、连续油管、封隔器以及整体隔离系统，如外部套管射孔（等满ＥＣＰ）足生产者对于短生产时间和低花费的要求。

（）重复压裂技术。重复压裂技术用于在不同方向４

上诱导产生新的裂缝，从而增加裂缝网络，提高生产能力。如果初始压裂已经无效，或现有的支撑剂因时间关系已经损坏或质量下降，那么对该井进行重复压裂将重建储层到经验的线性流，最终采收率估计提高８％～可采储量增加６是一种低成本增产方法。该１０％，０％，

方法有效地改善单井产量与生产动态特性，在页岩气井生产中起着积极作用，压裂后产量接近甚至超过初次压裂时期。如果要使得重复压裂成功，必须评估重复压裂

后的平均储层压力，渗透率厚度乘积和有效裂缝长前、