页岩气压裂技术发展的回顾课件.ppt

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1、页岩气压裂技术发展的回顾2011.1美国从页岩里生产天然气开始于19世纪20年代(1820’s).页岩气技术发展,主要是近十年,使天然气地质储量(GIP)的采收率由2%提高到现在大多数页岩气井最终采收率(EUR)可到15%到35%,甚至有的到达50%以上(EOG在Barnett页岩,5口井同时压裂)气井的生命期按50年计算,最大的挑战是如何保持老井稳定生产和低产条件下的排液生产这里主要将美国近三十年页岩气压裂技术发展的几个感兴趣的侧面进行简略介绍认识基础主题技术必备技术完井设计压裂工艺认识基础1、没有两个页岩是相同2、页岩结构是不同的，要求的完井技术和增产措施不

2、同3、认识和预测井的性能，要收集和确认关键资料以优化完井和增产设计4、没有一种类型和规模的完井／增产设计能满足所有的页岩气井要求主体技术１、滑溜水压裂（SWF）２、水平井代替直井３、10~12级以上分级压裂４、同时压裂或有序（拉练）压裂必备技术1,确认和得到关键信息，足够供选择、优化和置放于完井和增产技术的需要2,增加裂缝与页岩的接触面，从微地震监测估算最大接触面到9km23,改进小裂缝的发展﹑置放和寿命，来不断提高和稳定产量4,在SWF不能提供足够支持导流能力的页岩气，采用混合压裂方法置放主体支撑剂5,增强页岩气采气技术是必要的,重点包括压裂返排和排水（包括产

3、出水和凝折水）6,发展压裂液回收和处理技术，减少新鲜清水使用量完井设计完井设计由于对有效置放多裂缝的能力和增大裂缝复杂性、适应页岩气开发有巨大影响完井对整个页岩气生产开发期都有影响，主要与储层性质，增产目标和生产装量要求以及环境的限制都有密切的关系从直井+单级压裂――水平井+多级压裂从水平段2000ft――水平段3000~4000ft从600方位射孔――簇式、孔径10mm用18个变量来评价页岩生产商业气量的前景,作为完井选择的原理与基础页岩储层的有效性将取决于克服挑战形成天然气产量的费用和技术能力最重要的生产限制通常是它的经济性天然裂缝的存在是它的显着特点密集的

4、天然裂缝系统可以忽略某些基质渗透率的重要性如果天然裂缝可能是张开而且比较稳定生产的天然气包括游离气和吸附气如果天然裂缝可能是张开而且比较稳定生产的天然气包括游离气和吸附气在页岩里成熟度提供了第二个有利的条件,即经过碳酸盐的溶解作用和地球化学反应发展了孔隙,在油页岩和碳酸盐岩骨架周围形成了二次孔隙套管固井与射孔完成是普遍的完井方式易损害但可满足多裂缝压裂和裂缝起裂的要求采用可溶性水泥和低密度水泥,减少损害裸眼完成，现在使用封隔器和滑套节约时间和费用，损害少，但管径限制压级，工具机械复杂性水平段：支持水平段顶端抬升（高）而入端偏低，避免波浪式轨迹油管：满足目标排量1

5、6m3/m砂比120kg/m3~360kg/m3套管:对液体有要求流速不能超过23.5m/sec井的方向　井距和缝距　　原则1,计算额外压裂级与额外井数的平衡值2,在最靠近新要求的区域，裂缝延伸可靠性和稳定能力3,形成的具体页岩生产工程接近页岩气最大采收率压裂工艺1,如何使每段裂缝起裂a、如何定位b、形成复杂裂缝c、优化排量，确定数量（缝）d、形成所要求的数量（缝）2,如何使每段缝延伸a、优化提高排量b、优化与邻井间距c、保持三级裂缝张开d、地质风险,压出边界3,压裂材料和方法的选择从1980s,－2009年期间,德州有8000口Barnett页岩井滑溜水压裂获

6、得具大成功，被认为是主体方法和材料的重大突破其储层特点是a,页岩具有成千个微裂缝和迭片结构b,大体积的水压裂液增大了缝接触面积;水与岩石不反应c,砂比低于240~360kg/m3,对塑性页岩是可以的d,测得水的目前视损害对大多数页岩气不是很突出;含粘土少其工艺要做到a,最关心之一，支撑剂能传递到难井底远距难并置放入细小的次生裂缝b,产生的窄裂缝，其支撑剂传递形成了小砂丘，并不随压力下降其缝闭合和失去宽度c,支撑剂在水力压裂时是垂直覆盖，这是关键之一，形成有效宽﹑高﹑长,增大了体积压裂储层体积（SRV）是根据裂缝监测计算在Bornett页岩2005年达到0.57K

7、m2从图可以看出，用交联压裂液计算SR＝430百万呎２而用滑溜水压裂SR＝1450百万呎２同时也要证明裂缝连通性，一般是用化学示踪剂在反排液体和邻近井的监测，用以确认水的连通性微地震的信息一般是复杂压裂的很好信息，但这也要增加其它信息源，如示踪剂反排，生产测井，实际水和气产量资料，加以确认图示是一口直井压裂，周围五口井暂时压井，压裂后，各井产量都证实高于压前。支撑剂一般在多数页岩气压裂用不同品质的石英砂，许多实例是证明砂子是适应页岩储层，特别是100目，对于比较深的页岩气要研究采用高强度支撑剂裂缝密度和天然裂缝张开数量是主要控制井底附近砂堵的因素，一般加砂砂比（

8、100目）的程序在起始点