中联煤层气国家工程研究中心钻完井所所长演讲王德桂——多分支钻完井技术的现场应用(压裂与钻完井技术的革新专场)
尊敬的主持人,各位专家领导大家下午好。我是在新能源,非常规能源应该的可行性的一些情况,尤其是煤层气的应用情况做一些介绍,不到位的地方请多指教。我们对多分支水平井在低渗储层,像煤层气还有页岩气,致密砂岩其、页岩气以及储油层的应用的原理。首先多分支水平井是从普通的直井作为点通过压力形成水平的面,水平井是形成一个直线,形成一个圆柱型的,控制咱们的产量和储量的有效的沟通,通过割理等进行比较。多分支水平井的优点和机理,优点是增加泻流面积,沟通微裂缝,降低裂缝流动阻力,增加动力,提高单井的产量。它的水力学原理有一些,我们也做了探索,通过井眼的流量模型和雅号模型和结构协调方程进行了一些系统性的研究。
前期最早我们也是进行了大规模的使用,包括在韩城还有其他一些地区进行的一些施工,它的效果还是有限。我把多分支水平井我们最近做了两套,一种是进行打一个工程直井,打一个工程直井,然后先打一个排的直井,然后再工程井进行联通,联通以后进行多分支的结构,我们工作工程直井有几个目的,第一个是探到煤层的基本的特性,第二个是排产中间我们要进行排水,普通的井下泵问题不好解决,主要是这一块,通过最近我们对排井的研究,我们逐渐形成了少打一口排产直井,就是工程井同时通过,进行单井多分支水平井,施工简单,成本也降低了。
同时不同结构的多分支水平井我们也有一些探索,最早我们是实现一个井是一口多分支井,逐渐过渡到四个,一个水平井进行双层,实现两个煤层打两个井的结构。多分支的水平井的设计关键参数是结合地质基础条件,对煤岩的稳定性,主青眼与地层主应力关系也是设计多分支水平井的重要的参数。同时对煤层里面的地质构造、断层,以及断层的影响,针对这些参数,我们对主青眼的倾角和主分支井眼的夹角和主分支井眼的尺寸这方面进行研究。
主井眼的条数,一般来说一开始我们在煤层条件好的地方开始实现的是多分支,一个主支带多个分支,逐渐实现两到三个分支的结构。在这里煤岩的隔离关系图,我们的主井眼穿过他们的方向实现最大径流为目标,能实现比较好的稳定。
煤层气里面的多分支井的参数,首先是实现了两层到三层,一个工程井实施了两层的开发。同时对于高陡构造,的煤层,多分支井身的结构又有一些改变,达到它的末端相沟通,形成排产。在这些方面我们衍生出来一些多分支井的一些结构,有煤层上倾方向,两个直井,还有通过三个层用一个工程井来实现。
目前来说煤层气多分支水平井的现状有一些特点,一个是工程措施和地质条件还有一些不适应的,还在摸索。同时对地质构造和物性的认识不足,还有一些鄂尔多斯盆地东原的一些地区的物性不一样,那我们的水平井也应该有更多的针对性,这方面也要多进行一些探索。同时对于井壁坍塌导致排采时井眼不联通,但是大部分是裸眼和完井为主要,他们在排采的时候煤层容易坍塌,导致井眼不联通,同时工程成本过高,风险比较大,咱们累计的专业的径尺最高达到五千多米,这个过程中只要哪一点有一个破落可能就会出现井下复杂,把工具一起埋在地下,导致成个施工成本比较高。同时煤层气方面还是一个非常规来源,平均产量偏低,效益低下,这个方面一个是要加强对地质的认识,对前期的一些的构造,对它的结构,在什么地方施工,什么的井型,这也是由地质进行相关的探索。同时我们进行优化,进行地质条件进行优化选择一些合适的水平井的结构,同时对一些重大技术的研究,和对国内一些技术的研究,包括小井眼的一些相关的工具,通过国产化以后咱们的多分支水平井的成本也大幅度下降,所以煤层气里面的水平井也是整个井的产量中占了比较大的比例,中间有百分之二三十的。
第三是就我的一些认识做一下介绍,煤层气和页岩气有一些特点,我要特别说一下在完井技术方面煤层气是裸眼完井为主,同时也是最常用的,两者有不同的特点。下面就是一些基本的资料,我们提出了一个虽然页岩气的开发的关键技术是水平井分段压裂,其实技术要点在美国各个地区有细微的区别,所以中国还要实事求是,具体问题具体分析,既要学习借鉴,更千万不能盲目。
怎样布井,煤层气水平井的一些特点,像分段压裂,滑套压力等。页岩气的钻井重点是确保随钻测井的质量,水平段钻进气层富集区。技术要点是水平井的井眼方位和井位的选择,另外页岩区的方位对产量有重要的影响。致密砂眼气开发中的多分支水平井技术,这些资料可能有些不太。技术方向水平井分段压力的改造前面的专家讲了,这里面体现了一个钻井体系减少储层的污染,可以对水平段进行选择性的改造,提升渗流能力。目前水平井作为开发低渗井已经成熟了。主要的施工步骤我也不细说了。
同时咱们的水平井这一块,尤其是储油区属于是双层井,上午高老师有讲到就是实现两口井中的井间距,有效的控制井间距,这也是有效实现的一些工具。这里讲的最多的就是双水平井组合,我就汇报到这里,谢谢。