中聯(lián)煤層氣國家工程研究中心鉆完井所所長演講王德桂——多分支鉆完井技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用(壓裂與鉆完井技術(shù)的革新專場)
尊敬的主持人,各位專家領(lǐng)導(dǎo)大家下午好。我是在新能源,非常規(guī)能源應(yīng)該的可行性的一些情況,尤其是煤層氣的應(yīng)用情況做一些介紹,不到位的地方請多指教。我們對多分支水平井在低滲儲層,像煤層氣還有頁巖氣,致密砂巖其、頁巖氣以及儲油層的應(yīng)用的原理。首先多分支水平井是從普通的直井作為點通過壓力形成水平的面,水平井是形成一個直線,形成一個圓柱型的,控制咱們的產(chǎn)量和儲量的有效的溝通,通過割理等進(jìn)行比較。多分支水平井的優(yōu)點和機(jī)理,優(yōu)點是增加瀉流面積,溝通微裂縫,降低裂縫流動阻力,增加動力,提高單井的產(chǎn)量。它的水力學(xué)原理有一些,我們也做了探索,通過井眼的流量模型和雅號模型和結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)方程進(jìn)行了一些系統(tǒng)性的研究。
前期最早我們也是進(jìn)行了大規(guī)模的使用,包括在韓城還有其他一些地區(qū)進(jìn)行的一些施工,它的效果還是有限。我把多分支水平井我們最近做了兩套,一種是進(jìn)行打一個工程直井,打一個工程直井,然后先打一個排的直井,然后再工程井進(jìn)行聯(lián)通,聯(lián)通以后進(jìn)行多分支的結(jié)構(gòu),我們工作工程直井有幾個目的,第一個是探到煤層的基本的特性,第二個是排產(chǎn)中間我們要進(jìn)行排水,普通的井下泵問題不好解決,主要是這一塊,通過最近我們對排井的研究,我們逐漸形成了少打一口排產(chǎn)直井,就是工程井同時通過,進(jìn)行單井多分支水平井,施工簡單,成本也降低了。
同時不同結(jié)構(gòu)的多分支水平井我們也有一些探索,最早我們是實現(xiàn)一個井是一口多分支井,逐漸過渡到四個,一個水平井進(jìn)行雙層,實現(xiàn)兩個煤層打兩個井的結(jié)構(gòu)。多分支的水平井的設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)是結(jié)合地質(zhì)基礎(chǔ)條件,對煤巖的穩(wěn)定性,主青眼與地層主應(yīng)力關(guān)系也是設(shè)計多分支水平井的重要的參數(shù)。同時對煤層里面的地質(zhì)構(gòu)造、斷層,以及斷層的影響,針對這些參數(shù),我們對主青眼的傾角和主分支井眼的夾角和主分支井眼的尺寸這方面進(jìn)行研究。
主井眼的條數(shù),一般來說一開始我們在煤層條件好的地方開始實現(xiàn)的是多分支,一個主支帶多個分支,逐漸實現(xiàn)兩到三個分支的結(jié)構(gòu)。在這里煤巖的隔離關(guān)系圖,我們的主井眼穿過他們的方向?qū)崿F(xiàn)最大徑流為目標(biāo),能實現(xiàn)比較好的穩(wěn)定。
煤層氣里面的多分支井的參數(shù),首先是實現(xiàn)了兩層到三層,一個工程井實施了兩層的開發(fā)。同時對于高陡構(gòu)造,的煤層,多分支井身的結(jié)構(gòu)又有一些改變,達(dá)到它的末端相溝通,形成排產(chǎn)。在這些方面我們衍生出來一些多分支井的一些結(jié)構(gòu),有煤層上傾方向,兩個直井,還有通過三個層用一個工程井來實現(xiàn)。
目前來說煤層氣多分支水平井的現(xiàn)狀有一些特點,一個是工程措施和地質(zhì)條件還有一些不適應(yīng)的,還在摸索。同時對地質(zhì)構(gòu)造和物性的認(rèn)識不足,還有一些鄂爾多斯盆地東原的一些地區(qū)的物性不一樣,那我們的水平井也應(yīng)該有更多的針對性,這方面也要多進(jìn)行一些探索。同時對于井壁坍塌導(dǎo)致排采時井眼不聯(lián)通,但是大部分是裸眼和完井為主要,他們在排采的時候煤層容易坍塌,導(dǎo)致井眼不聯(lián)通,同時工程成本過高,風(fēng)險比較大,咱們累計的專業(yè)的徑尺最高達(dá)到五千多米,這個過程中只要哪一點有一個破落可能就會出現(xiàn)井下復(fù)雜,把工具一起埋在地下,導(dǎo)致成個施工成本比較高。同時煤層氣方面還是一個非常規(guī)來源,平均產(chǎn)量偏低,效益低下,這個方面一個是要加強對地質(zhì)的認(rèn)識,對前期的一些的構(gòu)造,對它的結(jié)構(gòu),在什么地方施工,什么的井型,這也是由地質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的探索。同時我們進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)行地質(zhì)條件進(jìn)行優(yōu)化選擇一些合適的水平井的結(jié)構(gòu),同時對一些重大技術(shù)的研究,和對國內(nèi)一些技術(shù)的研究,包括小井眼的一些相關(guān)的工具,通過國產(chǎn)化以后咱們的多分支水平井的成本也大幅度下降,所以煤層氣里面的水平井也是整個井的產(chǎn)量中占了比較大的比例,中間有百分之二三十的。
第三是就我的一些認(rèn)識做一下介紹,煤層氣和頁巖氣有一些特點,我要特別說一下在完井技術(shù)方面煤層氣是裸眼完井為主,同時也是最常用的,兩者有不同的特點。下面就是一些基本的資料,我們提出了一個雖然頁巖氣的開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)是水平井分段壓裂,其實技術(shù)要點在美國各個地區(qū)有細(xì)微的區(qū)別,所以中國還要實事求是,具體問題具體分析,既要學(xué)習(xí)借鑒,更千萬不能盲目。
怎樣布井,煤層氣水平井的一些特點,像分段壓裂,滑套壓力等。頁巖氣的鉆井重點是確保隨鉆測井的質(zhì)量,水平段鉆進(jìn)氣層富集區(qū)。技術(shù)要點是水平井的井眼方位和井位的選擇,另外頁巖區(qū)的方位對產(chǎn)量有重要的影響。致密砂眼氣開發(fā)中的多分支水平井技術(shù),這些資料可能有些不太。技術(shù)方向水平井分段壓力的改造前面的專家講了,這里面體現(xiàn)了一個鉆井體系減少儲層的污染,可以對水平段進(jìn)行選擇性的改造,提升滲流能力。目前水平井作為開發(fā)低滲井已經(jīng)成熟了。主要的施工步驟我也不細(xì)說了。
同時咱們的水平井這一塊,尤其是儲油區(qū)屬于是雙層井,上午高老師有講到就是實現(xiàn)兩口井中的井間距,有效的控制井間距,這也是有效實現(xiàn)的一些工具。這里講的最多的就是雙水平井組合,我就匯報到這里,謝謝。