页岩气“井工厂”钻井技术现状及展望

2016-03-15邓元洲四川川庆石油钻采科技有限公司四川德阳618300

化工管理 2016年13期

邓元洲(四川川庆石油钻采科技有限公司, 四川德阳 618300)

页岩气“井工厂”钻井技术现状及展望

邓元洲(四川川庆石油钻采科技有限公司, 四川德阳 618300)

近年来，随着工业的发展，我国的页岩气勘探开发力度正不断加大，而为了提高作业效率，人们先后研发出了许多新型钻井技术，“井工厂”钻井技术就是其中之一。利用“井工厂”钻井技术来开发页岩气，不但快速、高效，同时也更加节省成本和安全可靠。因此，我国目前正在不断加强对页岩气“井工厂”钻井技术的研究，以期该技术能够在未来发挥出更大的作用。本文主要探讨了页岩气“井工厂”钻井技术的现状及展望。

页岩气；井工厂；钻井技术

页岩气的开采比常规天然气的寿命和生产周期更长，因此成为了目前世界各国的主要勘探开发对象。但是，页岩气也存在一些不利于开发的特点，例如储层低孔、特低渗等。为了提高页岩气开发效率，新型“井工厂”钻井技术应运而生。该技术采用了“群式布井、集中施工、流水作业”的作业模式，可以有效实现资源整合、远程控制及统一管理。不过，该技术对现场管理能力和技术水平要求较高，我国在这方面尚处于初步发展阶段，还需加强研究和探索。以下笔者就结合实际来探讨页岩气“井工厂”钻井技术的现状及展望。

1 页岩气“井工厂”钻井技术现状

页岩气开发至今，历经了很多发展阶段，从最开始的直井到水平井、分支井、丛式井，再到现在的“井工厂”，这是一个循序渐进的过程。2002年以前人们开发页岩气所采用的主要手段是直井和水力压裂技术，2002年美国率先研发出了水平井和水力压裂技术，使得气井产量得到了大大提高，随后为了进一步提高作用效率及减少环境污染、降低成本，美国又将“井工厂”的理念引入进了页岩气开发当中，首次提出建立“井工厂”页岩气开发模式，利用“井工厂”钻井技术来进行作业。时至今日，“井工厂”钻井技术已经被广泛地应用到了美国致密砂岩气和页岩气开发、加拿大页岩油气开发以及墨西哥湾、巴西等地的深水油田开发当中。我国的页岩气开发也经历了十几年的时间，早期的海洋石油钻井工程由于受制于作业平台面积，所以多使用丛式井钻井技术，这就是“井工厂”钻井技术的雏形。近年来，在我国的页岩气等非常规油气资源的开发中，“井工厂”钻井技术的应用频率越来越高。中石化于2011年始在胜利油田、鄂尔多斯盆地大牛地气田等的开发中开展了“井工厂”作业模式探索，已经取得了一定的成果。2012年中国石油又先后在苏里格南合作区、威远-乏宁页岩气示范区等的开发中进行了“井工厂”作业模式实践，其中应用最为广泛的当属苏里格南合作区。目前国内外页岩气“井工厂”钻井的关键技术主要有以下几种。

(1)整体工厂部署对“井工厂”进行合理的整体部署是提高各工序作业效率的基础。总结国内外的页岩气“井工厂”钻井技术应用经验，可以发现：在充分考虑地理环境和人力物力供应的前提下，结合地震和钻探资料，利用数值模拟法、学习曲线法则等可以大大减小开发井网的占地面积，从而实现开采效益的最大化。

(2)水平井钻井技术某些页岩气采用直井进行开采收效甚微，此时改用水平井会得到更好的开采效果，因为水平井减少了地面设施，避免了一些地面不利条件的影响，更加有利于与页岩储层裂缝接触，产量可达直井的3-5倍。①井眼轨迹。井眼轨迹的设计应当注意防止井间碰撞，设计前要先进行合理的理论设计与数值模拟，然后再进行实地操作，同时还要随时观察和调整设计方案，以保证井眼轨迹的合理性。②高造斜率旋转导向钻井系统。采用高造斜率旋转导向钻井系统可以有效实现多井段一趟钻，从而简化了钻井步骤、减少了井间碰撞、增加了井筒与油藏之间的接触面积。一般在钻造斜段时采用滑动钻井、在钻水平段时采用旋转钻井。③裸眼关井方式。采用传统的套管井容易造成裂随机传播，后来人们研发出了一种新型裸眼关井方式，该技术能够更加有效地发挥出页岩天然裂缝和节理的作用，从而提高单井产量及采收率。

(3)水力压裂技术由于页岩气具有储层低孔、特低渗的特点，所以往往必须通过大规模压裂才能够达到工业油气流标准，而常采用的压裂技术为水力压裂技术，该技术可以有效改善页岩气藏的渗透率，并减轻其对地层的损害。

2 页岩气“井工厂”钻井技术的展望

首先，未来我国的页岩气“井工厂”钻井技术将会建立健全全过程成本控制理论，对页岩气开发过程中的各个环节都进行精打细算，并组建协同工作专家组进行施工参数评价，以保证各环节运作的安全性、高效性及经济性。其次，我国在应用“井工厂”钻井技术进行页岩气开发过程中将会进一步借鉴海洋平台钻井技术及吸收苏里格致密气藏开发经验，并在此基础上逐渐形成适合各地地质性质的“井工厂”作业模式。再次，我国将大力研发“井工厂”钻井技术的个性化工具及相关配套技术，使之形成完整的技术链，以更加满足页岩气开发要求。最后，我国还将加快进度制定适应我国国情的页岩气“井工厂”钻井技术标准和评价体系，实现标准化的施工方案，切实保障施工质量。