区块页岩气水平井钻井完井技术

王勇根（中石化河南石油工程有限公司国际公司，河南南阳473000）

区块页岩气水平井钻井完井技术

王勇根（中石化河南石油工程有限公司国际公司，河南南阳473000）

目前我国在页岩气勘探方面的开发仍然处于初级阶段，对于具体的勘探技术仍然缺乏完善。然而国外的一些国家在页岩气钻完井技术方面的发展已经趋于完善，尤其是其在页岩气水平井钻井完井技术方面。所以，文章围绕区块页岩气水平井钻井完井技术，提出了一系列水平井钻井完井技术发展措施。

区块页岩气；水平井；钻井；完井

现阶段我国的区块页岩气勘探方面发展一直处于初级阶段，缺乏更加完善的勘探技术，而国外一些地区已经有比较长的发展历史，并且在长时间的发展过程中已经逐渐形成了丰富的发展经验，在水平井钻井技术方面形成了纯熟的发展技术。与此同时，我国在页岩气方面具有丰富的地质资源，然而因为勘探技术还不够纯熟，其中存在的限制比较多。为此，文章中笔者针对区块页岩气水平井钻井完井技术，对其发展技术进行了分析。

1　页岩气水平井钻井优势特征

因为水平井与页岩之间的储层与中裂缝相交，这样一来可以在原来的基础上提高接触面积，优化页岩气的流动情况［1］。因为水平井的井眼往往位于最小的主应力方位，能够让井眼在压裂的状态下和井筒以垂直的状态相交，这样一来能够有助于压裂增产，这一点和直井进行比较，水平井在设备上的需求比较少，同时其在地下的延展范围比较大，能够规避因为地面等条件对钻井的制约。在成本方面，水平井较直井相比成本较高，然而在开采量方面却比直井丰富，能够取得较高的经济效益，水平井与直井平均产量如下图一所示。

图一　水平井与直井平均产量

页岩气在钻完井方面具有一定的特殊性，尤其是在低孔隙度与低渗透率方面，为此开采钻井的同时要提高储层保护的重视。由于泥页岩具有碎花膨胀的特征，为此在钻井也以及相关工艺方面要进行提升。同时因为钻井的成本过大，因此在垂直井段的深度方面要格外注意。另外，钻井的同时也要对过程中可能发生的塌、漏现象进行有效的防控。因为每个地区的页岩气地质与储量存在一定的差异性，为此，我国在进行页岩气水平井开采的同时，要结合我国的实际情况，不仅要借鉴国外的开采经验，也要在此基础上研制出适合我国国情的水平井开采技术。

2　关于页岩气水平井钻井液的分析

因为泥页岩本身具有吸水膨胀的特征，为此比较容易形成井壁失稳的状况。页岩气钻井时，其中出现事故的多数原因均是因为井壁失稳。因为页岩地层的层理与页岩的裂缝的发育，在岩心的表面会有一些微裂缝，同时钻井液也会进入垮塌页岩层中，利用表面的水化作用在泥页岩的地层中形成膨胀，进而致使坍塌的现象，同时出现井壁失稳，为此在选择页岩气水平井钻井液时要格外注意钻井液的封堵性能［2］。因为近年来因为开采页岩气发展较为迅速，一些技术仍然处于尝试开发的状态，在开采时只是有仅少数成功，然而我国在开采页岩气方面的仍然缺乏详细的地质资料，并且也缺乏完善的开采经验，在此基础上很容易造成钻井的液密度偏高，特别是进行钻井开采时井壁失稳现象更加严重，因此进行页岩气水平井钻井开采的同时往往使用的是基本的钻井液，通常只是在进行直井段开采时才会使用水基钻井液。开采页岩气钻井的同时，对于水基钻井液的要求比较高，然而油基钻井液也要具备比较小的润湿角及界面张力，不仅能有效加强水平井井壁的强度，同时也能够预防井壁的坍塌。

3　页岩气水平井固井技术

进行页岩气水平井固井的同时往往会使用分段压裂的手段进行增产，同时这种手段具有很高的固井胶结要求，由于页岩气具有水化膨胀的特征，钻井的过程比较长，由此一来很容易形成井壁失稳的状态，同时因为井眼的椭圆度比较高，这样一来会导致水平井段下套管比较困难［3］。因为页岩气的水平井往往会采用油基钻井液，尤其是低温浅井阶段，由此便会导致固井过程中顶替的效率比较低。因为页岩气主要会以射孔以及压裂的形式增产，如此一来便逐渐形成了之后射孔的同时形成的水泥环破坏现象。为此，在水平井固井技术方面主要可以选用以下措施：其一，详细的检查通井，在此基础上对井眼的质量进行保障；其二，运用套管漂浮的固井技术，减小上提套管拉力和下放阻力，提高施工过程中的安全性，同时保证套管下放时的顺利；其三，使用套管抬头下套的技术，以及前置液固币冲洗技术，减小因为油膜残留形成的限制。

4　页岩气水平井完井技术

页岩气水平井完井的相关技术主要有以下几种形式，即组合式桥塞完井技术、裸眼射孔完井技术等等，在相关的完井技术中比较常用的是套管固井后射孔完井技术、以及组合式桥塞完井技术。其中射孔完井技术主要是作用在下套管固井之后，为形成最终射孔的目标。

5　结语

综上所述，通过文章中对区块页岩气水平井钻井完井技术的阐述，可以得出以下结论：其一，页岩气水平井钻井技术具有十分特别的钻井方式，因为其自身具有水化膨胀的性质，并且渗透率较低，因此在挑选钻井液时也具备一定的特殊性；其二，页岩气水平井主要使用的是油基钻井液，面对一些发达国家逐渐开发水基钻井液的同时，我国也逐渐致力于钻井液的探究；其三，以为在页岩气固井时使用的胶结质量比较高，所以一般使用泡沫水泥固井技术；其四，经常使用的页岩气完井技术主要有套管固井后射孔完井技术、组合式桥塞完井技术两种。通过以上结论分析可知，实现我国区块页岩气最大的开采价值，务必要将水平井钻井、完井技术进行全面考虑及设计，全面协调，以此推动我国区块页岩气勘探的可持续发展。

［1］张锦宏.彭水区块页岩气水平井钻井关键技术［J］.石油钻探技术，2013，05：9～15.

［2］周贤海.涪陵焦石坝区块页岩气水平井钻井完井技术［J］.石油钻探技术，2013，05：26～30.

［3］崔思华，班凡生，袁光杰.页岩气钻完井技术现状及难点分析［J］.天然气工业，2015，04：72～75+129.