页岩气开发地质理论创新与钻完井技术进步

2020-04-08党玉峰

化工设计通讯 2020年2期

党玉峰

（中国石油集团长城钻探工程有限公司西南生产指挥中心，四川威远 642450）

随着社会的不断发展，对天然气资源需求越来越多，为了满足人们对于天然气资源需求，需要加强天然气资源开发。页岩气是一种非常规天然气资源，北美地区页岩气成功商业开发，说明了未来页岩气会是未来能源的主力。在页岩气开发中，需要把地质、地球化学、地理物理和钻井、完井技术进行有效结合，才能更好地对我国页岩气资源进行合理开发，满足市场对天然气资源需求。

1 地质理论认识的进步

在天然气资源开发中，页岩气从无到现代的商业化生产过程，在地球化学和地球物理理论上有了很大进步。通过对页岩气理论研究，可以更好地对页岩气储量进行计算，对井位进行合理定位，选择合适的开采方式。通过对页岩气地质理论的研究，可以更好地指导页岩气进行开发，满足市场对天然气资源需要，促进天然气行业的发展。如表1所示。

表1 中国富有机质泥页岩类型及其主要特征

1.1 页岩岩相的精细研究

在页岩气资源开发中，需要对页岩岩相进行精心研究，从而对页岩气资源进行高效开发。页岩通常看起来是一种黑色细颗粒沉积物，可以根据页岩的结构把页岩分为硅质页岩、钙质页岩等。另外在页岩岩相分析中，可以通过高精度的显微仪器对页岩组分特征进行分析，划分不同的页岩相，不同环境对应的地球化学特征等特征，从而更好地对页岩气进行开发。

1.2 页岩地球化学研究

在页岩气资源开发中，对于页岩地球化学研究主要包括有机碳含量和有机质热成熟度的研究。在页岩气资源开发中，对页岩气区域选择要有适当的总有机碳含量和热成熟度结合地带。在页岩地球化学研究中，不同的地球化学指标所对应的伽马射线、密度、声波测井曲线图不同，所以在测试资料比较少的区域，可以根据测井曲线来辅助计算页岩气中有机碳含量和成熟度含量，从而更好地对页岩气资源进行开发。

1.3 地球物理

在页岩气资源开发中，需要合理分析页岩的地球物理特征，从而保证页岩气资源开发工作的顺利进行。在页岩气资源开发中，通过地球物理信息，对页岩气平面分布和井眼轨道设计有重要作用。在页岩气资源开发中，通过高质量的地震资料，可以提升水平井布井的成功率，避免出现断层情况。通过高精度的地震资料，可以保证更好的设计井眼轨道，引导水平井沿着页岩气层进行钻进，提升页岩气资源开采效率。

2 钻井、完井技术的进步

2.1 水平井技术的进步

在页岩气资源开发中，通过水平钻井技术可以更好地对页岩气资源进行开发。其中可以用于页岩气水平井技术主要包括欠平衡钻井技术和控制压力钻井技术。在页岩气资源开发中，通过欠平衡钻井技术应用，可以预防在钻井作业中卡钻和井漏问题的发生，降低对地层的伤害，提高产量。另外在页岩气资源开发中，通过控制压力钻井技术应用，可以缩短生产时间，有效对钻井事故进行预防，保证页岩气开发稳定运行。

2.2 页岩气水力压裂技术

在页岩气资源开发中，页岩气水力压裂技术是非常重要一部分，可以提升页岩气资源开发效率，提升页岩气产量。在页岩气资源开发中，常用的水力压裂技术主要包括清水压裂、多级压裂技术等。其中页岩气资源开发中，最常用的是多级压裂技术。多级压裂技术主要是利用封堵技术对页岩储层进行封隔，然后根据不同的地址特点进行分段压裂。在页岩气资源开发中，通过多级压裂技术，可以延长水平井段的生产段，达到增加泄气面积效果，从而实现对页岩气资源高效开发的效果。

2.3 压裂液

在页岩气资源开发中，页岩气压裂液是不可缺少的一部分，可以提升页岩层渗透率，提升页岩气开采效率。其中页岩气压裂成分主要包括水、小颗粒砂子和化学剂，压裂液比例和底层的配伍性有直接影响，所以需要对页岩压裂液科学的进行配比，以提升页岩层渗透率，更好地对页岩气资源进行开发。

2.4 地质和工程结合

在页岩气资源开发中，为了更好地对页岩气资源进行开发，需要对页岩地质和工程进行有效结合。在页岩气资源开发中，通过对页岩气地质情况进行详细了解，然后找到页岩地质特点。在进行开发中，对地质特点确定以后，需要进行压裂。在页岩气压裂作业中，需要对岩石物理和岩石力学等，来确定压裂工程的特点，其中地质特点和工程特点的重合地带是页岩气开发的首选区域，可以更加高效地对页岩气资源进行开发，满足市场对天然气的需要，促进页岩气行业的发展。