川庆页岩气钻井技术

四川境内页岩气资源丰富 ，估算资源量达27.5万亿立方 米，可采资源量达4.42万亿立 方米，资源量和可采资源量均 居全国第一。 四川海相页岩已优选出两 套优质页岩气含气层系，分别 为志留系龙马溪组页岩，寒武 系筇竹寺组页岩。
寒武系筇竹寺组页岩 志留系龙马溪组页岩
二 、四川油气田页岩气气藏概况
中石油主要在四川长宁区块、威远区块和富顺-永川区块（合作）开展页岩气勘探开 发工作，目前主要目的层为志留系龙马溪组页岩。
2007年：第一个开展页岩气地质综合评价
2010年：国内第一口页岩气直井钻探成功——威201井，并压裂获气
2010年：第一个生产并销售商品页岩气 2011年：国内第一口页岩气水平井钻探成功——威201-H1井，并压裂获气 2012年：率先获批设立“四川长宁-威远国家级页岩气示范区” 2012年：国内第一口具有商业价值页岩气井钻探成功——宁201-H1井，并压裂获得高产 2013年：国内第一个“工厂化”试验页岩气平台钻探成功——长宁H3平台，并成功实施“工厂 化压裂”。
埋深<4000米， 去合作区剩余面积 2430Km2，资源 7290亿
面积： 383.11km2,资源 ：1832亿
面积： 215.71km2,资源 ：1041亿
长宁区块龙马溪组资源量6699亿立方。
面积：543.35km2, 资源：2576亿
面积： 307.14km2,资源 ：1469亿
二 、四川油气田页岩气气藏概况
川庆页岩气第一阶段钻井指标
井型 井 号 威201 威203 威202 宁201 宁206 宁208 宁209 宁210 宁203 平均 威201-H1 威201-H3 宁201-H1 平均 井 深m 2840 3220 2610 2560 1920 3307 3202 2282 2425 2707 2823 3647 3790 3420 目的层 筇竹寺 龙马溪 龙马溪 龙马溪 筇竹寺 筇竹寺 龙马溪 龙马溪 龙马溪 龙马溪 筇竹寺 龙马溪 平均钻速m/h 2.23 2.70 4.88 2.90 3.40 2.01 2.36 2.16 5.46 3.12 10.88 2.67 5.92 4.53 纯钻时效% 44 53.37 68.5 39 41 46 47 32 33 31 45.3 26 钻井周期d 121 97 41 78 58 149 121 106 56 91 74 149 147 123
2180m 、2750～井底”三个井段出现了严重垮塌，处理耗时37天。
。
威201-H1井（龙马溪）
1、第一阶段页岩气钻井情况及取得的认识
宁201－H1井
宁 201-H1 井于 2011 年 6 月 17 日开钻， 11 月 20 日钻进至井深 3790m 完钻，水平段长 1045m，钻井周期147d，平均机械钻速5.92m/h。该井原井眼水平段长667m，因垮塌侧 钻。侧钻井眼与哈里伯顿钻井液合作，密度1.61～1.76g/cm3侧钻至H2725m发生垮塌， 上调密度至2.10g/cm3，井下才趋于稳定，正常钻进至H3790m完钻，水平段长1045m。
一 、前 言
2、页岩气开发的特点
典型生产曲线特点：
第一年递减率高跑步机”效应：
为维持总体产量稳定或上升，必须不停的钻井，只要停钻， 产量就会下降； 因为要不断投资，“开发”和“生产”的边界不清晰。
开发技术“低成本、高技术含量”：
要实现规模效益开发，要求开发技术“低成本、高技术含量”， 缺一不可。
二叠系茅口、栖霞为易漏层段，基本属于裂缝性漏失，威201-H3井茅口堵
漏耗时近10天。
长宁-威远区块前期井漏统计
井号 地层层位 嘉四-三 茅二 雷二～嘉四 嘉三～嘉二 雷口坡 茅口～栖霞 钻井液密度 g/cm3 1.02 1.32 1.02 1.02 1.02 1.30 漏失量 m3 4748 54.5 3677 2534.1 9978.1 120 最大漏速 m3/h 失返 34.8 失返 失返 失返 89
“制造业”的开发模式：
与常规油气开发相比、页岩气投资、生产规模大，利润低， 是制造业的运行模式；技术、管理的高效是规模效益开发的 关键。
一 、前 言
3、国外页岩气钻井关键技术
国外形成了“丛式水平井工厂化钻井、页岩气防塌钻井液、高效地质导向、页岩气
井长水平段固井、清洁化生产”五大关键钻井技术
（1）丛式水平井工厂化钻井技术
2014年：国内第一条页岩气外输管道建成。
二 、四川油气田页岩气气藏概况
2012年3月21日发改能源（2012）769号文正式批准设立“四川长宁-威远国家级页岩气示范区”， 中石油确立了2015年在上述示范区建产20亿方 的产能建设目标。
长宁—威远页岩气产业化示范区范围图
二 、四川油气田页岩气气藏概况
韩家店～石牛栏：井段长600-900m，灰岩夹粉砂岩，可钻性差，研磨性强。
井号 长宁H3-1 长宁H3-2 井段 m 1570-2560 1565-2437 段长 m 990 872 周期 d 22 24 机械钻速 m/h 2.85 2.7 PDC钻头只数 5 7 单只钻头进尺 m 198 125
一 、前 言
（5） 清洁化生产技术
国外已形成了成熟、符合环保要求的钻井清洁化生产技术。
国外钻井现场岩屑不落地处理系统
国外某钻井废弃物集中处理厂
汇 报 提 纲
一、前 言 二、四川页岩气气藏概况 三、川庆页岩气钻井历程及形成的技术 四、下一步攻关方向
二 、四川油气田页岩气气藏概况
1、四川页岩气气藏地质条件
一 、前 言
1、页岩气的概念
定义：页岩气，特指赋存于页岩中的天然气。 形成特点：属于源生气，在源岩层内的就近聚集，为典 型原地成藏模式，与常规天然气藏不同，页岩气“生、 储、盖”自成一体；
开采特点：较常规天然气相比，具有单井产量低、开采
寿命长、生产周期长、产量稳定的特点； 储集特点：储集空间以裂缝为主，以游离气、吸附气和 水溶气形式赋存，低渗； 富集特点：分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源 岩地层中，连续性分布。
汇 报 提 纲
一、前 言 二、四川页岩气气藏概况 三、川庆页岩气钻井历程及形成的技术 四、下一步攻关方向
一 、前 言
随着北美页岩气获得成功开发，页岩气成为全球油气资源勘探开发的新亮点。 近年来，国家对页岩气开发高度重视，国内中石油、中石化都将页岩气勘探开发作为 重头戏，全力开展页岩气开发技术的攻关与现场试验，以加快我国页岩气勘探开发步伐。
降低井场占用面积，快速钻进、工厂化作业，降低综合成本。
一 、前 言
（2）页岩气防塌钻井液技术：
确保井壁稳定，利于回收利用，降低成本，不污染环境
2007-至今
• 大量使用油基、水基钻井液，克服了页岩 层失稳问题，并解决低成本、回收利用、 环保问题。
2005—2006年
• 改进水基钻井液，仍然存在失稳现象
长宁H3-3
长宁H2-1 长宁H2-2 长宁H2-3 长宁H2-4
1564-2326
1453-2205 1444-2118 1440-2065 1464-2203 平均
762
752 674 625 739
19
17 18 12 17 18
3.4
3.5 3 4.5 2.8 3.1
3
4 5 3 4 4.5
1000
茅四段 韩家店组
1.25
1.28-1.42
1500
韩家店组 氮
2000 2600
美国页岩气与四川页岩气埋藏深度对比
气
石牛栏组 龙马溪组
1.0 1.16-1.19 1.08-1.22
2.03
威远区块页岩气地层孔隙压力剖面
长宁区块页岩气地层孔隙压力剖面
汇 报 提 纲
一、前 言
二、四川页岩气气藏概况 三、川庆页岩气钻井历程及形成的技术
254
188 135 208.33 184.75 172
二 、四川油气田页岩气气藏概况
⑤ 产层埋藏深度深，纵向剖面上压力系统复杂，钻探难度高
垂深 层位 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 （m） 500
嘉四段嘉一段 嘉一段 空 茅四段 气
1.01-1.06 长宁H2平台压力预测 1.0 宁201井钻井泥浆密度(g/cm3)
3、四川页岩气钻井主要难点
① 山地复杂条件井场选址困难，建设费用大，环保要求高
长宁-威远页岩气示范区地处山区，地面沟壑纵横，海拔400～1300m，人口密集， 平台井场建设难度大，费用高。
国外页岩气井场地表环境
四川页岩气井场地表环境
二 、四川油气田页岩气气藏概况
② 多层段钻井易漏。
长宁区块表层溶洞发育，威远区块地表高差大，地层破碎，漏失严重，；
威201-H1
宁201-H1
长宁高海拔井区地表出露易塌层
龙马溪上部灰绿色页岩垮塌物
龙马溪底部黑色页岩垮塌物
二 、四川油气田页岩气气藏概况
④ 地层老，可钻性差，前期钻井机械钻速低，单只进尺少
茅口～栖霞，井段长400-500m，灰岩，岩性致密，坚硬，部分含黄铁矿、燧石结核。
井 号 威201 宁201 宁209 井 段 （m) 1049～1370 1123～1558 1678～2174 段 长 (m) 321 435 469 钻井方式 钻井液＋牙轮 钻井液＋PDC/牙轮 钻井液＋PDC 机械钻速 (m/h) 2.04 1.43 1.24
川庆公司作为中石油最早、最广泛参与页岩气勘探开发的钻探公司，通过创新发展和
引进、吸收国外先进技术，初步形成了页岩气配套钻井技术，有力支撑了四川长宁、威远 国家级页岩气示范区及其他区块页岩气产能建设。 在介绍川庆页岩气钻井技术之前，请允许我在前言部分首先向大家介绍页岩气的概念 及开发特点、国外页岩气钻井关键技术，以便于大家理解川庆页岩气钻井技术的形成历程 和脉络。