第五届石油工程设计大赛全国一等奖作品.pptx

1、页岩区块总体开发方案设计团队团队名称名称：HiShale方案设计概述1方案内容设计2作品特点展示3设计大赛总结4致谢5总总体开体开发发思路思路丘陵（地处丘陵地带，井场建设难度大）低渗透（平均渗透率为0.25mD，与常规气藏相比物性较差，渗流条件差）成本高（页岩气藏开发成本高、收益低、环境污染较大）本着“经济高效、安全环保”的开发理念，提出以“快速建产、滚动开发”为特色，以“井工厂+水平井体积压裂”为技术核心的开发思路。方案设计概述1方案内容设计2作品特点展示3设计大赛总结4致谢5一、气藏工程方案设计处于丘陵地带，附近水系发育；储 特储 计征异容量Petr算Ecli积法算得5el软件pse软件统

2、，连通性较好；61108m3；算得558108m3；算得538108m3；厚8层低征非页岩I区块总体为低流藏分布稳定，无隔层；（k=0.25mD，=4.87%）(物性由上至下逐渐变好)；等丰度、中型干气气气；模模区型型域网格系网格系统统1701105，以总总正网网向格格构数数造9为3 5主0，0 个个向，斜网网带格格较步步宽长长缓；50m概5 0况m，纵纵向向为为5个小个小层层，模模含型型气游游面离离积气气41储储.5 k量量m328；6108m3，与容与容积积法法计计算算储储量吻合，量吻合，该该模型模型较较可靠可靠，可作，可作为为气藏方案气藏方案设计设计的的论证论证工具工具。气藏页岩I区块三

3、维构造图 特390m，孔、低渗均质性弱渗透、中体为含硫干含水饱和度接近页束岩I缚区块水孔饱隙和度分度布；图 常高压系页岩I区块渗透率分布图页岩I区块含水饱和度分布图使用使用压压裂后衰竭裂后衰竭开采开采I区区块块气藏是气藏是有效有效的的;水平井水平井稳产稳产能力能力：614104m3/d试试气分析及气分析及产产能能评评价价气藏气藏产产气气产产水情况水情况日产气日产水开开发发方式方式开开发层发层系系考考虑虑到到储层储层无隔无隔层层，为为了保了保证证开开发发经济经济效益效益，使用一套使用一套层层系系对对I区区块进块进行整体开行整体开发发。开开发发方式方式开开发层发层系系井型井型选择选择 水平井水平井

4、较较直井所需直井所需井数井数较较少少，成本成本较较低低 当当水平井水平井配配产为产为直井的直井的3倍倍时时，较较直井具有直井具有更更长长的的稳产稳产期和采出程度期和采出程度对对比比项项目目水平井水平井直井直井数量数量少少相相对较对较多多成本成本低低高高对比 项目单井 配产稳产 时间稳产期末 累积产量20年末 累积产 量直井530.731.23水平井1541.642.52储层储层裂 缝裂缝井型井型选择选择布布井方式井方式开开发发方式方式开开发层发层系系水平井筒方向水平井筒方向沿最小主沿最小主应应力方向力方向，北偏北偏东东45，最有利于水平井体，最有利于水平井体积积压压裂裂11亚亚段厚度大，丰度高

5、，物性好，段厚度大，丰度高，物性好，因此因此水平段水平段部署在部署在11亚亚段段本本区区块块处处于于丘丘陵陵地地带带，且且必必须须进进行行大大规规模模压压裂裂增增产产措措施施，同同时时为为了了尽尽量量减减少少道道路路修修建建改改造造费费用用、钻钻机机搬搬家家花花费费以以及及地地面面建建设设投投入入，本本区区块块宜宜采采用用多多井一井一场场的的丛丛式布井方式式布井方式，即，即“井工厂井工厂”模式。模式。11亚亚段段井场示意图储层剖面示意图开开发发方式方式开开发层发层系系井型井型选择选择正对布井方式布井方式井网井网类类型型交错十字交交错错水平井井网水平井井网类类型通常有型通常有正正对对、交、交错错

6、和十和十字型字型3种，种，对对比比3种井网的累种井网的累积产积产量，交量，交错错井网效果略好于正井网效果略好于正对对井网，十字井网效果井网，十字井网效果最差。但正最差。但正对对井网井网钻钻井井难难度相度相对较对较小，因小，因此推荐此推荐选选用水平井正用水平井正对对井网井网进进行开行开发发。开开发发方式方式开开发层发层系系井型井型选择选择方方布井布井式式井井网网类类型型距距合理井合理井方法方法井网密度井网密度合理井距合理井距（口（口/km）（m）单单井合理控制井合理控制储储量法量法1.28833经济经济极限井距法极限井距法15256规规定定单单井井产产能法能法1.871082合理采气速度法合理采

7、气速度法2.7682经济经济极限极限-合理井网密度法合理井网密度法1.08824类类比法比法1.78600范范围围1.08152561082井网井网1稳产时间稳产时间最最长长，井网，井网3采出程采出程度最高；但井网度最高；但井网2经济经济效益最效益最优优，满满足足“经济经济高效高效”的开的开发发理念。理念。井网井网井网井网编编号号123井距井距X（m）250020001400部署部署排距排距d（m）900600300水平段水平段长长L（m）180015001000开开发发技技术术指指标标井数（口）井数（口）162880稳产时间稳产时间（年）（年）432日日产产气量（气量（104m3/d）240

8、4501286稳产稳产期末累期末累计产计产量量（108m3/d）354994稳产稳产期末采出程度（期末采出程度（%）7101910年末累年末累计产计产量量（108m3/d）10713115610年末采出程度（年末采出程度（%）222732完完井井技技术术指指标标压压裂段数裂段数13151113911缝缝网渗透率（网渗透率（mD）33.5231.52单单翼翼缝长缝长（m）200260180220160200经经济济评评价价指指标标钻钻井成本（万元）井成本（万元）102000170000434500压压裂成本（万元）裂成本（万元）70000120547315160地面成本（万元）地面成本（万元）2

9、54036204290开开发层发层系系井网井网类类型型合理井距合理井距 合合 考考虑虑避免湍流避免湍流 q=15104m3/d合理配合理配产产切点法切点法井型井型选择选择布井方式布井方式临临界携液流量界携液流量数模配数模配产产经验经验配配产产指示曲线配产数数值值模模拟拟 考考虑虑无阻流量无阻流量 q=14104m3/d 考虑稳产能力 q=1215开开1 0发发4m方方3/d式式开开发发方案方案设计设计井网部署井网部署新增井新增井场场/座座5总总井数井数/口口45新新钻钻井井/口口40利用老井利用老井/口口5设计设计井井场场/座座8利用老井利用老井场场/座座3方案部署方案部署方案名称方案名称方案

10、方案1方案方案2初期井数初期井数2412投投产产期数期数三期三期七期七期初期初期动动用用储储量（量（108m3）300150初期年初期年产产能力（能力（108m3）13.146.72为实现气田稳产和产能接替，采用整体部署（一次性布井，后期不加密），滚动开发（分 不同批次投产）。本着“先易后难”的原则，优先开发区块东北部距离河流较近区域，逐步完 善井网。在此基础上设计两种方案。方案1追求快速回收成本，快速建产，初期投产24口井，共分3期完成投产；方案2追求较长稳产期，逐步建产，初期投产12口井，共分7期完成投产。井网部署井网部署滚动滚动开开发发示意示意图图开开发发方案方案预测预测及及优选优选方案

11、方案方案方案1方案方案2稳产稳产期末开期末开发发指指标标年年产产气气/（108m3）1311日日产产气气/（104m3/d）360315采气速度采气速度/%2.311.96稳产稳产年限年限/年年1213累累产产气气/（108m3）164150采出程度采出程度/%2729地地层压层压力力/MPa1517预测预测末期开末期开发发指指标标（20年）年）累累产产气气/（108m3）234200采出程度采出程度/%4042地地层压层压力力/MPa810经济评经济评价指价指标标（20年）年）税后内部收益率（税后内部收益率（%）31.3433.68成本回收成本回收时间时间（年）（年）35.5通过开发指标对比

12、，方案1稳产年限12年，稳产期末采出程度27%，20年末 采出40%，总体开发效果仅次于方案2。但方案1成本回收时间较短，考虑到页岩 气开发前期投入大，为了快速回收成本，优选方案1.方案1总体特色为“快速建产、滚动开发”方案方案1开开发发指指标预测标预测方案方案2开开发发指指标预测标预测二、钻井工程方案设计基础依据气田开发方案编制技术要求规范钻井相关行业标准规范+地层情况地层可钻性差储层压力异常储层井壁失稳丛式井轨道复杂气藏工程降低成本提高产量保证效益工程要求安全高效环保经济+钻井手册压裂需求井眼方位 套管强度 水泥环强度+钻井方案架构及内容设计主体思路 满足开发需求 钻井安全、高效、经济规划

13、钻井方案总体规划 后期压裂顺利进行井壁稳定性分析井眼轨道设计井身结构设计钻井液设计钻井设备钻头选型钻具组合及钻井参数井控设计固井设计储层保护钻井复杂分析施工进度及费用健康、安全与环保岩屑床形成排量为20L/s设计水力参数岩屑浓度为0.258%0.85圆度/0.85浊度NTU80酸蚀度%5体积密度g/cm31.8破碎率（）检测项目条件%压裂液性能指标要求5%86MPa外观室温溶液均一，无沉淀粘度170S-1、305mPaspH值/7密度室温1.0g/cm3室温30mN/m/60%表面张力降阻率 防膨率/80%在压裂施工过后，压裂液返排时，由于存在储层强水敏、页岩返排周期长，返排液量大等难点，因此

14、采用强制裂缝闭合制度和气举返排方式，达到压裂液快速返排，同时采用废水三级处理方式，尽可能回收返排夜。缝缝网网处处理理缝缝网参网参数数优优化化压压裂材裂材料料优选优选施工参施工参数数设计设计数数值值盐盐泵泵注方式注方式Y1和和Y3井套管注入、井套管注入、Y2井井环环空空工工艺艺技技术设计术设计埋藏深埋藏深（2500m），），水平井段水平井段长长（1500m），），存在井控存在井控风险风险。滑溜水（滑溜水（单单井施工周期井施工周期长长，费费用高用高10前期前期储层储层资资料料较较少少，无法指，无法指导导后期后期压压裂裂4施工施工参参数数采用采用环环空加砂空加砂压压裂裂。储层储层参数，指参数，指导导

15、后期后期压压裂。裂。采用采用连续连续混配技混配技术术，多多级级供液技供液技术术满满足足加砂方加砂方式式实实施施微地震裂微地震裂缝监测缝监测技技段段术术塞塞监监式式测测加加缝缝砂砂延伸状延伸状工参工参数数80-100-120-140-160-180-200砂砂浓浓度台度台阶阶（态态k，g/m调调3整整）施施拉拉链链式作式作业业模式模式工艺设计难点井眼条件差井眼条件差，异常高，异常高压压（压压力系数力系数1.复合复合桥桥塞塞压压裂管住裂管住大型体大型体积压积压裂需裂需要要喷喷砂射孔砂射孔+液量液量大大环环空空加加 砂砂压压裂管住裂管住裂裂缝缝延伸情况复延伸情况复杂杂压压裂液裂液返排返排返排周期返排

16、周期长长返排量大返排量大储层储层强强水敏水敏压压裂裂液液4返返）。排排设计难设计难点点采用采用气气举举方式快速返排方式快速返排，减小，减小酸酸（m3储储）Y 1层层和和Y伤伤3井井害害采用采用拉拉链链式作式作业业模模10式式，减小作，减小作m业业3周周）采采期期用用，造造“复复强强杂杂制制缝缝。裂裂缝闭缝闭合合1 6 6”7 返排制返排制0目石英目石英砂砂度度前前（期期提提t）采采高高用用返返水水力力排排喷喷效效射射果果小型小型测测试试3压压2.6裂裂，获获取取0/70目陶粒目陶粒（采采t）用用“废废水三水三级处级处理理7 6”.9 方式，方式，排量排量（m3/供供m尽尽夜夜in可可）要要求求能能。回收利用返排回收利用返排液液10根据根据缝缝网参数网参数优优化化结结果，利用果，利用Mshale模模拟拟得到施工得到施工参参工数数艺设计对策Y1和和返Y排3井井设采采计用用泵泵对送送策复合复合桥桥塞塞压压裂裂；Y2井井环环境境污污染染严严重重根据根据节节点系点系统统分分析、析、临临、及、及期期优优界携液流界携液流量量经济经济因素，因素，选选31/2in油油管，中后管，中后；根据；根据27/8