页岩气与煤层气开发技术(西南石油大学)PPT文件格式下载.ppt

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其中仅页岩气其中仅页岩气456万亿方就大于万亿方就大于常规天然气总资源量常规天然气总资源量436万亿万亿1.非常规天然气资源概述非常规天然气资源概述致密砂岩气、煤层气、页岩气和火山岩气资源量约致密砂岩气、煤层气、页岩气和火山岩气资源量约84.5万亿方，是万亿方，是常规气资源量常规气资源量1.5倍。

倍。

中国非常规油气可采资源中国非常规油气可采资源1.2中国非常规天然气发展前景广阔中国非常规天然气发展前景广阔种类种类资源量资源量备注备注非常规气非常规气（万亿方万亿方）致密砂岩气致密砂岩气12主要包括鄂尔多斯和四川盆地主要包括鄂尔多斯和四川盆地煤层气煤层气36.8国土资源部新一轮资评，国土资源部新一轮资评，2006年年页岩气页岩气30.72008年年火成岩气火成岩气52010年年天然气水合物天然气水合物80主要指南海主要指南海1.非常规天然气资源概述非常规天然气资源概述2.1页岩气的概念及储层特点页岩气的概念及储层特点页岩气定义页岩气定义页岩气储层基本特点页岩气储层基本特点2.2国外页岩气增产技术进展国外页岩气增产技术进展2.3对中国页岩气开发的建议对中国页岩气开发的建议2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术2.1页岩气的概念及储层特点页岩气的概念及储层特点页岩气定义页岩气定义页岩气是一种特殊的非常规天然气，赋存于页岩气是一种特殊的非常规天然气，赋存于泥岩或页岩泥岩或页岩中，具有中，具有自生自储、自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗无气水界面、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般等特征，一般无自然产能或低产无自然产能或低产，需，需要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井生产周期长。

要大型水力压裂和水平井技术才能进行经济开采，单井生产周期长。

页岩气储层基本特征页岩气储层基本特征储层低渗致密，纳米级孔隙发育；

储层低渗致密，纳米级孔隙发育；

储气模式以游离气和吸附气为主；

由于页岩气储层比表储气模式以游离气和吸附气为主；

由于页岩气储层比表面比常规砂岩储层大很多，其面比常规砂岩储层大很多，其吸附气量远大于砂岩吸附气量吸附气量远大于砂岩吸附气量，因此需要通过大规模压裂，因此需要通过大规模压裂，增大改造体积。

增大改造体积。

岩性及矿物组分复杂；

储层所含的硅质矿物、碳酸盐岩矿物、粘土矿物不同，导致储层岩岩性及矿物组分复杂；

储层所含的硅质矿物、碳酸盐岩矿物、粘土矿物不同，导致储层岩石的脆性程度不同，从而引起改造模式和改造效果不同；

石的脆性程度不同，从而引起改造模式和改造效果不同；

储层的脆性越强，压裂时越易实储层的脆性越强，压裂时越易实现脆性断裂形成网状裂缝现脆性断裂形成网状裂缝，从而实现体积改造。

，从而实现体积改造。

天然裂缝系统发育；

如果天然裂缝不发育或不能通过大型压裂形成复杂的多缝或网络裂缝，天然裂缝系统发育；

如果天然裂缝不发育或不能通过大型压裂形成复杂的多缝或网络裂缝，页岩气储层很难成为有效储层。

页岩气储层很难成为有效储层。

脆性和天然裂缝发育的地层脆性和天然裂缝发育的地层中容易实现体积改造，而塑性中容易实现体积改造，而塑性较强地层实现体积改造比较困难。

较强地层实现体积改造比较困难。

2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术BHN计算公式及美国不同油藏岩心计算公式及美国不同油藏岩心BHN值值摘自（摘自（SPE142959）u岩石的脆性指数表征方式可用岩心或者岩屑的布氏硬度（岩石的脆性指数表征方式可用岩心或者岩屑的布氏硬度（BHNBHN）2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术2.1页岩气的概念及储层特点页岩气的概念及储层特点2.2国外页岩气增产技术进展国外页岩气增产技术进展2.3对中国页岩气开发的建议对中国页岩气开发的建议2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术2.22.2国外页岩气增产技术进展国外页岩气增产技术进展u直井连续油管分层压裂技术（直井连续油管分层压裂技术（SPE107060SPE107060）较早的页岩气开发主要是在浅层，以直井为主，其压裂技术具有较早的页岩气开发主要是在浅层，以直井为主，其压裂技术具有33个特个特征，即征，即连续油管、水力喷砂射孔、环空加砂连续油管、水力喷砂射孔、环空加砂。

该技术是用高速和高压流体通过。

该技术是用高速和高压流体通过连续油管进行射孔，打开地层与井筒之间的通道后，环空加注携砂液体，从而在连续油管进行射孔，打开地层与井筒之间的通道后，环空加注携砂液体，从而在地层中压开裂缝。

其技术要点为水力喷砂射孔，环空加砂，然后填砂封堵已压裂地层中压开裂缝。

其技术要点为水力喷砂射孔，环空加砂，然后填砂封堵已压裂层段，上提连续油管至下一目的层段，重复上述步骤直至结束施工，施工结束后层段，上提连续油管至下一目的层段，重复上述步骤直至结束施工，施工结束后用连续油管进行冲砂、返排。

该技术具有用连续油管进行冲砂、返排。

该技术具有作业周期短、成本低、排量选择范围广、作业周期短、成本低、排量选择范围广、连续油管磨损小、井下工具简单和成功率高连续油管磨损小、井下工具简单和成功率高等特点，目前在页岩气直井开发中得等特点，目前在页岩气直井开发中得到了很好的应用。

到了很好的应用。

2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术u水平井分段压裂技术水平井分段压裂技术1.1.水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术（水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术（SPE100674SPE100674）水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术的主要特点是水平井多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术的主要特点是套管压裂多段分簇射套管压裂多段分簇射孔、可钻式桥塞孔、可钻式桥塞。

一般目的层水平井段被分成。

一般目的层水平井段被分成881515段，每段水平段长度为段，每段水平段长度为100150m100150m，每段射孔，每段射孔4466簇，每射孔簇跨度为簇，每射孔簇跨度为0.460.460.77m0.77m，簇间距，簇间距202030m30m，压裂施工结束后快速钻掉桥塞进行测试、生产。

，压裂施工结束后快速钻掉桥塞进行测试、生产。

2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术2.2.水平井多级滑套封隔器分段压裂技术（水平井多级滑套封隔器分段压裂技术（SPE100674SPE100674）该技术通过井口落球系统操控滑套，其原理与直井应用的投球压差式封隔器相同，采该技术通过井口落球系统操控滑套，其原理与直井应用的投球压差式封隔器相同，采用机械式封隔器，主要适用于用机械式封隔器，主要适用于套管完井套管完井。

该类封隔器需要压力坐封或者工具坐封，因此工。

该类封隔器需要压力坐封或者工具坐封，因此工艺过程复杂，下入工具串次数较多，对于水平井施工风险较大，任何一个环节处理不当就艺过程复杂，下入工具串次数较多，对于水平井施工风险较大，任何一个环节处理不当就会导致施工失败，造成大修。

目前由于可钻式桥塞分隔技术的应用，该技术的应用逐年减会导致施工失败，造成大修。

目前由于可钻式桥塞分隔技术的应用，该技术的应用逐年减少。

少。

（下图为投球滑套环空封隔多级压裂示意图）（下图为投球滑套环空封隔多级压裂示意图）2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术3.3.水平井膨胀式封隔器分段压裂技术水平井膨胀式封隔器分段压裂技术由于水平井开发的特殊性，部分水平井由于水平井开发的特殊性，部分水平井裸眼完井裸眼完井，规封隔器难以满足后期压，规封隔器难以满足后期压裂施工的需要，为此研制开发了裂施工的需要，为此研制开发了遇油遇油（遇水遇水）膨胀封隔器膨胀封隔器。

其工作原理为封隔器下其工作原理为封隔器下入井底预定位置后，遇到油气或水后可膨胀橡胶即可快速膨胀，橡胶膨胀至井壁入井底预定位置后，遇到油气或水后可膨胀橡胶即可快速膨胀，橡胶膨胀至井壁位置后继续膨胀而产生接触应力，从而实现密封。

位置后继续膨胀而产生接触应力，从而实现密封。

该技术具有可靠性高、成本和作业风险低、压裂后能很快转入试油投产等优该技术具有可靠性高、成本和作业风险低、压裂后能很快转入试油投产等优点。

所以，目前在国外已经得到大规模的应用点。

所以，目前在国外已经得到大规模的应用在在120120多口井上应用，改造层多口井上应用，改造层段超过段超过850850段。

段。

2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术4.4.连续油管跨式封隔器分段压裂技术（连续油管跨式封隔器分段压裂技术（SPE150949SPE150949）该技术可实现在压裂设备未安置好之前完成所有射孔程序，这样减少了非生该技术可实现在压裂设备未安置好之前完成所有射孔程序，这样减少了非生产时间的消耗。

射孔可以采用连续油管传输、电线传输或者水力喷射。

跨式封隔产时间的消耗。

跨式封隔器组合工具可以隔离每个单独射孔簇提供，所有压裂流体都通过连续油管注入。

器组合工具可以隔离每个单独射孔簇提供，所有压裂流体都通过连续油管注入。

当出现早期脱砂时，杯状上部封隔器实现足够的返回能力。

该技术最大的优点与当出现早期脱砂时，杯状上部封隔器实现足够的返回能力。

该技术最大的优点与增能或泡沫压裂液配伍，适用于薄层、低应力、中低温环境和裂缝间距较小或射增能或泡沫压裂液配伍，适用于薄层、低应力、中低温环境和裂缝间距较小或射孔簇数较多的塑性地层。

孔簇数较多的塑性地层。

2.页岩气增产及配套技术页岩气增产及配套技术5.5.水平井水力喷射分段压裂技术（水平井水力喷射分段压裂技术（SPE94098SPE94098、150949150949）该技术是该技术是集射孔、压裂、封隔于一体集射孔、压裂、封隔于一体的新型增产改造技术。

利用水力喷射工的新型增产改造技术。

利用水力喷射工具实施分段压裂，不需封隔器和桥塞等封隔工具，自动封堵，封隔准确。

水力喷具实施分段压裂，不需封隔器和桥塞等封隔工具，自动封堵，封隔准确。

水力喷射分段压裂技术可以选用射分段压裂技术可以选用油管或连续油管油管或连续油管作为作业管柱，使用范围广，套管完井、作为作业管柱，使用范围广，套管完井、筛管完井和裸眼完井都适用。

筛管完井和裸眼完井都适用。

水力喷射环空压裂水力喷射