焦石坝区块
探讨国内深层页岩气钻井难点及技术进展
探讨国内深层页岩气钻井难点及技术进展摘要：深层页岩气钻井之所以是最难的井下作业原因是地层深处埋藏页岩的地区若存在自然资源则一般难以勘测，地层多样导致难以钻进，同时也因为钻井困难而导致工期漫长。
同时在自然资源储藏位置的气温和气压很高从而导致井壁支护不安全。
最后还有设备进入该区域后容易失灵的问题从而影响了该地质情况的自然资源的勘测和使用。
所以本文综述了近年来国内在防漏堵漏、高效钻头、固井技术等方面取得的进展。
并在此基础上分析了如何完成高效钻井和开采天然气的方法，并在研发的基础上进一步改善钻井技术，降低成本等，从而实现深层页岩地理位置的天然气的开发和使用，为我国的发展打下良好的基础。
关键词：深层页岩气；水平井；PDC钻头；水基钻井液；钻井提速1深层页岩气地质特征（1）地质条件复杂，开发困难，分为多地层。
如涪陵江东区块，钻遇地层较焦石坝一期相比，地表露出地层增加侏罗系自流井组、珍珠冲组，三叠系须家河组、雷口坡组等陆相沉积层系，易发生井漏、垮塌的风险。
（2）钻井设备使用过程中容易发生塌方等事故，同时研磨性有待处理。
深层页岩的上方的岩石硬度非常高，难以利用钻井设备完成钻井作业。
若使用PDC钻头又会面临抗冲击性差的难题；栖霞-黄龙组地层研磨性强，容易磨损钻头外排齿和保径，严重制约PDC钻头使用效果和钻井提速提效。
（3）天然气储藏位置不利于开采，地心气温过高，气压过大。
气的储存位置越向地心靠近，气温和气压越大。
一般深层页岩的埋藏深度为3700m左右，这一情况下一般这个位置的温度远超100℃，同时地层压力梯度处于2.02MPa/100m的状态。
这样的环境非常难以使用如今的开采技术。
2钻完井难点2.1井漏问题经过多年地质勘测可知，存在页岩的区域地质一般经历多期构造运动，褶皱、断裂、剥蚀作用频繁，地形条件复杂，从表1可以看出，主要漏失层位为三叠系须家河、雷口坡、嘉陵江组以及志留系韩家店、小河坝、龙马溪组，上部地层以溶洞性漏失和裂缝性漏失为主，中下部以裂缝性和渗透性漏失为主。
四川省三部门联合发布《关于进一步加强重大设备监理工作的通知》
资 讯
Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
能力 ，调 整能 源结构 ，实现 能源发展 与环 境保 护具
有 重大意义 。
一
◆ 四 川 省三 部 门联合 发 布 《 关 于 进 步加强 重大设备 监理工作的通知》
近 期 ，四川省质 量技术 监督局 、 四川省发 展和
◆我 国研制成功全球最大风 电转 子核心 部 件
日前 ，大 连 重工 凭借 国际领 先 的铸 造 加 工 工
改革 委 员会 、 四川 省 经济和 信息 化委 员会 联合 发布
关 于进 一步加 强 重大设备 监理工 作 的通 知 （ 以
艺 ，研 制 出全球 最大 风 电转子核 心部件 ，大 幅提 高 下称 “ 通 知 ” ） ，就 四川省 在重大 建设项 目中推行 了产 品一体 成形 能力 ，并成为美 国通用 电器公 司６ Ｍ Ｗ 设备监理制度 ，提 出具体实施意见。
地位 ，轮毂 、转子 等铸件 产 品 已涵 盖大 型风 电主机 目 中涉及 目录》 的重 大 设 备 ，应 当 实施 设 备 监
所有 型号 ，废 品率 不足０ ． ５ ％ ｏ ，用户包括维斯塔 斯 、
业 ，市场增长速度 在３ Ｏ ％ 以上。
理 。各 级质 监 、发 改、经信 等部 门要将推行 设备 监
岩气 田。
亮丽 的新 的增长 点 ，也 成为 国内产 业优 化升级 的重
据 介绍 ，本 次通 过评 审 的焦 页４ 一 焦 页５ 井区， 要抓 手 。设 备监理 在 我 国重大装备 和优 势产 能 “ 走 属 中深 层 气藏 ，具 有地 层压 力高 、天然 气组份好 ，
以 甲烷 为主 、不含 硫化 氢的优质 页岩 气田。截至８ 月
基于灰色关联分析的页岩油甜点综合评价方法：以渤海湾盆地渤南洼陷为例
第 51 卷 第 5 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.5 2023 年 9 月PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES Sep., 2023doi:10.11911/syztjs.2023085引用格式：王春伟，杜焕福，孙鑫，等. 基于灰色关联分析的页岩油甜点综合评价方法：以渤海湾盆地渤南洼陷为例[J]. 石油钻探技术，2023, 51（5）：130-138.WANG Chunwei, DU Huanfu, SUN Xin, et al. Comprehensive evaluation method of shale oil sweet spot based on grey correlation analysis: a case study of Bonan Sag in Bohai Bay Basin [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(5)：130-138.基于灰色关联分析的页岩油甜点综合评价方法—以渤海湾盆地渤南洼陷为例王春伟1， 杜焕福1， 孙 鑫1,2， 戴彩丽2， 杨金莉3， 陈荣华1（1. 中石化经纬有限公司地质测控技术研究院，山东青岛 266000；2. 中国石油大学（华东），山东青岛 266580；3. 中石化经纬有限公司胜利地质录井公司，山东东营 257000）摘 要: 国内页岩油以中国陆相沉积为主，地质条件复杂多变，且地质工程甜点评价要素多元，为页岩油甜点综合评价带来了困难。
以渤海盆地渤南洼陷为例，基于灰色关联理论，筛选出了页岩厚度、总有机碳含量、镜质体反射率、孔隙度、热解游离烃含量、原油密度、原油黏度、地层压力和脆性指数等9个评价指标，分析了评价指标间的相关性，优化了各评价指标的权重，计算了综合评价指数，实现了页岩油甜点的综合性、定量化精准评价。
分析结果显示：渤南洼陷页岩油综合评价指数高值主要分布于XYS9—Y182—Y187井区、Y283井区南部及L42井区周围，整体向南、向北综合评价指数逐渐降低，综合评价指数与单井产量具有较好的相关性，能够较好地匹配渤南洼陷页岩油单井产量；BYP5井综合评价指数自上而下整体减小，与示踪剂监测的产量贡献率趋势一致，两者具有较好的相关性。
压裂用大通径高压主管汇研究
742019 年第 9 期大型压裂施工模式下地面配套装置需要长时间高负荷连续在高压主管汇中，由于分支流泵入主管时流体方向发生改[1]变，产生一段非平行于主管轴向的流动，即不稳定流，不稳定作业，其中高压主管汇部刺漏、撕裂等现象时有发生。
金雪梅流易对主管产生冲蚀破坏。
为减小管汇内部的冲蚀疲劳损伤，等人系统统计了压裂施工现场易受损伤的高压件部位，初步找应使各分支泵液口产生的不稳定流互不干扰，将不稳定流的长出了高压管汇在高压中存在的薄弱环节,但是对薄弱环节产生的[2]度保持最短。
通过对简化模型三维建模，并应用计算流体动力原因以及改进措施未做详细研究。
为此，笔者通过建立现场高学软件FLUENT对高压管汇进行仿真分析。
压管汇仿真模型，以降低管线冲蚀磨损和振动伤害为目标，科3.1 几何建模及单元模型学优化主管汇的管径、分支间距、固定支撑间距，最终增加主2500型压裂泵车14~18台，则每根高压主管汇应有7~9个分管汇的使用寿命，提高安全性能。
支入口用来连接压裂泵车。
本模型建设主管汇上有八个分支入1 高压主管汇优化方案口用来连接压裂泵车，由于管汇结构具有周期性，可将几何结影响高压管汇冲刷寿命的因素包括流体速度、冲蚀角大构模型简化，只取其中的一段建模：主管长4 m，管径为5 in；小、支撑剂浓度、支撑剂粒径及形状、流体动力粘度、材料的[3]分支管长0.5 m，管径为3 in。
主管右端封死，流体从分支汇集到弹性模量、微观组织、材料强度等。
其中，冲蚀角大小、支撑主管汇，从主管左端流出。
剂浓度、支撑剂粒径及形状、流体动力粘度受限于施工工艺，3.2 边界条件不易从高压管汇产品上改动优化。
为了确保产品整体的机械性3管内高压流体密度为1004.5 kg/m。
高压主管共有两条，每能，材料的弹性模量、微观组织、材料强度、硬度也不易改条总输出流量为Q/2，每个分支入口流量Q/16。
此处工况：主管动。
因此，采用增大管径，降低流速的方案（图1）来提升高压3出口压力为95 MPa，排量为14 m/min，流体粘度10 cp。
钻井液水活度对页岩井壁稳定性影响的实验研究——以秀山龙马溪组页岩为例
钻井液水活度对页岩井壁稳定性影响的实验研究——以秀山龙马溪组页岩为例杨现禹;蔡记华;蒋国盛;石彦平;陈书雅【期刊名称】《钻探工程》【年(卷),期】2022(49)3【摘要】通过压力传递实验,对秀山龙马溪组页岩进行了不同浓度和不同类型盐溶液影响下的渗流试验,确定不同水活度盐溶液对页岩渗流规律和井壁稳定影响机理。
结果表明:(1)在相同浓度的盐溶液中,阻缓秀山龙马溪组页岩孔隙压力传递能力最强的盐类为HCOONa。
(2)对于相同类型的盐溶液,最高的浓度并不总能具有最好阻缓能力。
阻缓秀山龙马溪组页岩孔隙压力传递效果较好的前5种盐溶液是20%HCOONa、5%HCOONa、20%KCl、20%HCOOK和5%NaCl。
(3)相对于人工压制页岩,在粘土矿物含量(20%)一致时,盐溶液贯穿龙马溪组页岩孔隙时间平均长90.11%,平均渗透率低99.14%。
(4)在粘土矿物成分一致时,盐溶液在人工页岩中的渗流规律与龙马溪组页岩的一致性较好,但对于实际渗透率和渗流时间、表征系数与真实页岩相差大于90%。
(5)针对龙马溪组页岩,提出了基于水活度的单位距离渗流时间模型,以及不同盐溶液的水活度-渗透率规律。
研究成果可为适用于龙马溪组页岩钻进的水基钻井液体系遴选提供较好的理论和技术基础。
【总页数】12页(P1-12)【作者】杨现禹;蔡记华;蒋国盛;石彦平;陈书雅【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院;中国地质大学深圳研究院【正文语种】中文【中图分类】P634【相关文献】1.页岩气藏水相圈闭损害实验研究及控制对策——以四川盆地东部龙马溪组露头页岩为例2.水—岩作用对富有机质页岩应力敏感性的影响——以渝东南地区龙马溪组页岩为例3.页岩气储层含水饱和度影响因素及计算方法——以焦石坝区块五峰组—龙马溪组为例4.川南地区龙马溪组页岩储层水接触角及其稳定性影响因素5.页岩人工裂缝应力敏感性实验研究--以川南地区龙马溪组页岩为例因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
涪陵页岩气加密井钻井井控技术探讨
第32卷第1期2019年01月江汉石油职工大学学报Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers涪陵页岩气加密井钻井井控技术探讨陈祖萍（中石化江汉石油工程有限公司钻井一公司，湖北潜江433121 ）［摘要］涪陵页岩气田加密井网的部署为井控工作提出了更高要求，井下压裂作业更是对同区域钻井施工井下安全、井控安全带来严重影响。
分析压裂作业对地层及钻井施工的影响，针对相邻平台钻井、压裂同时施工，已压裂地层后续钻井等情况，分析井控风险，制定相应的施工方案和技术安全措施，以达到降低井控风险的目的，确 保加密井的钻井施工安全。
［关键词］涪陵；页岩气；加密井；井控技术；压裂作业［中图分类号］TE28+3 ［文献标识码］A ［文章编号］1009—301X （2019）01—0031—03随着涪陵页岩气开发的不断深入,焦石坝区块布 井越发密集，频繁进行的大型体积压裂作业对区块内地层压力、地质结构产生较大影响，同时，随着页岩气 的不断采出，气藏压力也在随之改变，不同区域地层压力变化速率也不尽相同。
动态变化的地层压力，与原 始地震资料、邻井数据已有较大差异，严重影响到后续钻井施工质量和井控安全。
因此，有必要分析邻井压 裂对地层压力产生的影响，针对相邻平台钻井、压裂同 时施工，已压裂地层后续钻井等情况，推荐相应的井控 技术措施，以保证施工安全。
1涪陵页岩气加密井钻井井控技术难点1） 涪陵工区地质条件复杂.多套压力体系并存.钻井液密度过高易导致上部地层漏失，密度过低易导致下部地层溢流，井控风险性较大。
2） 页岩气属于非常规裂缝气藏，页岩层理缝孔隙度渗透率极低.需压裂改造方可实现商业化产量。
压裂后形成的地层异常高压，会导致钻井过程全怪值居 高不下、井口溢流等工况发生；压裂缝网加速了页岩气 的运移和聚集.在井筒内快速聚集形成气柱.从而导致井喷频发；压裂缝网同时增加了井漏发生的可能性， “漏喷同存”现象使井控问题的处理难度增大。
万州城区跨长江桥库岸工程地质特征及稳定性分析
大陆桥视野・２０１６年第６期 ９３种逆向转化是一种退变作用，常出现于表生成岩环境。
成岩早期，酸性介质，温度低于８０￣１００℃的环境中，几乎不出现绿泥石，因绿泥石是溶解的。
但在泥质沉积物中时代愈老，或埋藏愈深绿泥石的含量增加。
样品中伊利石和绿泥石的含量较高，不含高岭石。
由于高岭石具有很强的遇水膨胀胶结的特性，会降低井的压裂效果。
因此，其他条件相同的情况下，研究区生产井的压裂效果可能优于其西部的彭水、焦石坝区块。
４． 结论通过对湘西北地区龙马溪组页岩气地质背景、生烃条件、储层物性等方面研究分析，主要取得以下结论：（１）湘西北龙马溪组沉积环境由浅水陆棚相逐渐过渡到深水陆棚相沉积。
龙马溪组底部的岩性主要为黑色碳质泥岩，且含有大量笔石，厚度为４．８￣１７ｍ，是页岩气富集的主要层位，其含气性及生烃能力都强于其他层段。
（２）研究区龙马溪组页岩干酪根类型以Ｉ型为主，Ｒｏ平均值大于２％，达到高热演化程度，较高的成熟度成为龙马溪组生烃潜力的不利因素。
（３）研究区龙马溪组主要发育无机孔隙与微裂缝，有机质孔隙较少。
孔隙度及渗透率较差，但硅质颗粒等脆性矿物（≥５０％）的存在对改善储层的渗透性具有积极的影响，同时由于各种类型的微孔、微裂隙相对发育，成为湘西北龙马溪组页岩气富集及储层人工压裂的有利因素。
综合分析认为，湘西北地区龙马溪组底部页岩气具有一定的勘探开发潜力。
参考文献：［１］王红岩，李景明，赵 群，等．中国新能源资源基础及发展前景展望［Ｊ］．石油学报，２００９，３０（３）：４６９－４７４．［２］黄金亮，邹才能，李建忠，等．川南志留系龙马溪组页岩气形成条件与有利区分析［Ｊ］．煤炭学报，２０１２， ３７（ ５） ： ７８２ － ７８７．［３］李新景，吕宗刚，董大忠，等．北美页岩气资源形成的地质条件［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（５）：２７－３２．［４］李登华，李建忠，王社教，等．页岩气藏形成条件分析［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（５）：２２－２６．［５］王 祥，刘玉华，张 敏，等．页岩气形成条件及成藏影响因素研究［Ｊ］．天然气地球科学，２０１０，２１（２）：３５０－３５６．［６］张金川，金之钧，袁明生．页岩气成藏机理和分布［Ｊ］．天然气工业，２００４，２４（７）：１５－１８．［７］聂海宽，唐 玄，边瑞康．页岩气成藏控制因素及中国南方页岩气发育有利区预测［Ｊ］．石油学报，２００９，３０（４）：４８４－４９１．［８］陈更生，董大忠，王世谦，等．页岩气藏形成机理与富集规律初探［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（５）：１７－２１．［９］张金川，姜生玲，唐 玄，等．我国页岩气富集类型及资源特点［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（１２）：１０９－１１４．［１０］董大忠，程克明，王世谦，等．页岩气资源评价方法及其在四川盆地的应用［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（５）：３３－３９．［１１］ 朱 华，姜文利，边瑞康，等．页岩气资源评价方法体系及其应用：以川西坳陷为例［Ｊ］．天然气工业，２００９，２９（１２）：１３０－１３４．［１２］ 张金川，汪宗余，聂海宽，等．页岩气及其勘探研究意义［Ｊ］．现代地质，２００８，２２（４）：６４０－６４６．［１３］ 林拓，张金川，李博，等。
页岩气完井方式综述
页岩气完井方式综述页岩气井的投产能否成功，完井工艺是关键。
因为页岩气油藏的孔隙度和渗透率极低，必须采用特殊的完井工艺技术才能完成投产。
经调研统计，页岩气井普遍采用的完井方式可分为以下几类类：桥塞+射孔联作完井、滑套封隔器完井、套管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井、尾管固井后射孔完井和裸眼射孔完井。
标签：页岩气；完井；固井页岩地层裂缝发育，长水平段（1200m左右）钻井中易发生井漏、井垮等问题，造成钻井液大量漏失、卡钻、埋钻具等工程事故。
页岩气水平井钻井中，水平段较长，磨阻、携岩及地层污染问题非常突出，钻井液好坏直接影响钻井效率、工程事故的发生率及储层保护。
页岩气单井产能低，勘探开发成本高，需要优化钻井工艺及研发低成本钻井，配套装备，提高采收率，降低钻井工程成本。
1 页岩气井完井方式1.1 组合式桥塞完井（桥塞+射孔联作完井）组合式桥塞完井是页岩气水平井最广泛使用的完井方式，其原理是在套管中用组合式桥塞分隔各段，分别进行射孔或压裂，这是页岩气水平井最常用的完井方法，其工艺流程是下套管、固井、射孔、分离井筒，但由于需要在施工中射孔、坐封桥塞、钻桥塞，因此也是最耗时的一种方法。
1.2 机械式组合完井（滑套封隔器完井）国外近年发展起来的一种新型完井技术，其工作原理是利用膨胀封隔器和滑套系统组成一趟管柱进行固井和分段压裂。
操作流程为：完井管串下入水平段、坐封悬挂器、注酸溶性水泥浆固井、泵入压裂液、井口投球控制滑套系统、水平段最末端第一级压裂、依次第二、三级等逐级压裂、防喷洗井、投产。
该工艺主要适用于长水平段页岩气井的逐级压裂，其中哈里伯顿公司的DeltaStim 完井技术为市场主导。
1.3 水力喷射射孔完井（套管固井后射孔完井）是根据伯努利能量转换原理，使流体通过喷射工具，油管中的高压流体能量被转化为动能，产生高速流体冲击岩石形成射孔通道，实际应用中通常使用低砂浓度携砂液来完成水力喷射任务。
其优点是免去下封隔器或桥塞，缩短完井时间，工艺相对成熟简单，有利于后期多段压裂，缺点是有可能造成水泥浆对储层的伤害。
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焦石坝区块Ø311.2 mm井眼定向段钻头优选与应用
刘明国;孔华;兰凯;张敏;李亚南
【期刊名称】《石油钻采工艺》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】针对焦石坝区块页岩气水平井Ø311.2 mm井眼定向段长、钻遇地层复杂、非均质性强，易导致钻头失效快、机械钻速低等问题，建立了基于地层可钻性和实钻效果评价的钻头选型方法。
利用测井资料获取地层岩石力学参数，建立了岩石可钻性剖面，确定了合理的钻头类型；基于虚拟强度指数原理建立了综合考虑地层破岩效率和进尺的钻头性能评价指数，对完钻井钻头使用效果进行了定量评价。
利用该方法分地层推荐了焦石坝Ø311.2 mm井眼定向段钻头选型方案，并在焦页49-1HF等5口井进行了应用，平均机械钻速同比提高了207%，单只钻头平均进尺提高了139.2 m。
应用效果表明，基于地层可钻性和实钻效果的钻头选型方法能够定性地优选钻头类型、定量地评价钻头性能，有效提高了钻头与地层的匹配性。
【总页数】4页(P28-31)
【作者】刘明国;孔华;兰凯;张敏;李亚南
【作者单位】中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001;中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001;中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001;中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001;中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳 457001
【正文语种】中文
【中图分类】TE243
【相关文献】
1.顺北区块超深120mm小井眼定向技术难点及对策 [J], 董小虎;商森
2.靖南区块定向井钻头优选及应用 [J], 张金平
3.磨溪11井(O)311.2 mm井眼快速钻井技术试验应用 [J], 刘庆
4.长宁页岩气区块Ø311.2mm井眼PDC钻头个性化设计与应用 [J], 周剑;曹世平;阳星;谢佳君;于泽光
5.定向井公司在磨溪区块215.9mm井眼创提速新指标 [J], 戴坤;肖占朋
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