斯伦贝谢技术专注缺陷页岩井

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-11-09  来源:石油与装备杂志  关注度:0]
摘要:   据估计,在所有页岩气井开采中,大约50%的射孔组合和25%的分段压裂并不能形成生产,因此,斯伦贝谢公司专注于减少含缺陷页岩井的数量,最终提高完井质量。   据悉,在北美巴尼特Barnett、马塞勒斯Marcel、...

  据估计,在所有页岩气井开采中,大约50%的射孔组合和25%的分段压裂并不能形成生产,因此,斯伦贝谢公司专注于减少含缺陷页岩井的数量,最终提高完井质量。

 

  据悉,在北美巴尼特(Barnett)、马塞勒斯(Marcel)、海恩斯维尔和费耶特维尔页岩区块开发中,其中,50%的页岩井,甚至更多,在第一年时每天的页岩气产量不足一百万立方英尺。斯伦贝谢非常规资源副业务总裁Kyel Hodenfield指出:“现在,天然气价格可能为每百万英热单位(MBtu)2.60美元,显然,这些页岩井的经济价值肯定不大了。”

 

  挑战缺陷页岩井技术

 

  “我们挑战的就是应用于这些含有缺陷的页岩井的创新技术,使之减少,并尽我们最大努力提高这些井的质量。”Kyel Hodenfield表示,“事实上,这些页岩井在生产过程中就存在不足,我们必须在马塞勒斯和巴尼特钻探多口井,分别为40,000口井与 100,000口井,才能实现页岩气的增产。”

 

  当前,页岩气开发产业的重点是如何减少这些含有缺陷页岩气井,从单平台开始钻探更多的页岩气井,使平台面积从10英亩减少到5英亩,甚至减少卡钻的次数。

 

  对此,Kyel Hodenfield强调,“这个是我们在五年前绝对想不到的,但是今天从钻井到评价再到完井,已是很普遍的事了。”

 

  一方面是完井质量,“我们必须能够破裂这些岩石,并保持该断裂的导电性。同时,我们应用于这些盆地的技术都是不同的,由于它们之间的矿物学特征和差异性,针对此,我们已经研发了相应的作业流程,这有助于我们和客户应对这些技术挑战,减少含有缺陷页岩井及射孔组合缺陷。”Kyel Hodenfield解释道。

 

  例如,三维地质储层建模有助于确定盆地内的高产层带或“甜点”(sweet spots)带。“这是我们透过三维发现的一个多井场,所谓的Mandrill是一个单井,作业流程有助于我们优化完井,并减少那些不利于生产的射孔组合。”Kyel Hodenfiel说,“地震资料结合石油系统建模为成功钻井做出较大贡献,我们是盆地建模的最大支持者,这就是盆地沉积环境的再现。我们的目的地是有可能累积总有机物(TOC)的地方,并被保存至实现热成熟度的适当深度。”

 

  信息采集对减少含有缺陷页岩井数量是至关重要的。由于有了这些非常规储层的地质时间,就必须充分利用收集到的这些时间,形成一个三维地质建模,接着把这些信息整合在一起。

 

  常规井的地震主要用于观察构造边界和流体界面,如石油、水和天然气,但从另一方面讲,这对非常规井而言也开始变得普及了。“这是我在世界各地看到的最复杂的岩石,”Kyel Hodenfiel表示,“在非常规井中,哪些是可生产的,哪些是不可生产的,这都是非常微妙的。天然气孔隙度从7%~8%下降到4%,可能意味着每天 200万~5500万立方英尺的天然气会下降到零,因为它已具有生产性了。另外,粘粒含量由4%增加到10%,可能意味着一个生产性气田在某种程度上不能进行压裂。现在,能够采用地震辨别这些特性已变得越来越普遍。

 

  在过去的五年中,石油天然气行业经常提及要整合地震数据、岩心、岩屑、测井、钻井数据和生产数据于一体。“一切有助于确认高产层带或“甜点”带和消除非生产井的工作都是非常重要的。”Kyel Hodenfiel指出。“这些数据信息对确定目标区,在哪里设置钻井平台,哪里开钻以及每个平台上有多少口井都是非常有用的。有一个应用软件,既考虑了次表层特征,也涉及到了表层设施,这有时不需要泥浆垫块。”

 

  根据完井和储层质量,200~400英尺厚多个页岩地层的垂直可变性也是非常重要的,接近井眼的完井环节可能是要实现生产的一个关键点。同时,还要确定好压裂阶段实现增产的完成质量。一旦获得一些裂缝宽度及导电性,就可以确定钻井的地方。

 

  射孔组合优化分段压裂

 

  如果所钻井做好了规划和布置,那么就该考虑优化井了。如今,许多井都有射孔组合的几何阶段,大约每75英尺,必须布置一个射孔组合,无论怎样,仍然可以利用那些优化井的信息。

 

  根据测量,存在一个分散的压裂网,在地质力学信息处能够使用射孔组合。Hodenfie表示,“有时这对压裂是有利的条件,但是,如果在多层压裂的地方实施一个射孔组合,就能够实现压裂。因此,最终是由两个或三个窄压裂,而非临近井眼的一个宽压裂完成的。”

 

  通常,需要在进行破岩的地方实施分段压裂,但是,由于横向非均质性,可以跨越不同储层特征,这可能是经济价值不大的的页岩层。如果有储层质量及不需要含气饱和度,就能够避免含缺陷的页岩井。

 

  斯伦贝谢已制定了储层质量和完井质量的方案。“具体在哪里结合,可以实现最好的压裂时机。在相似应力岩石范围内进行射孔组合是非常重要的。如果在不具相似应力岩石范围内安排射孔组合,其得到的射孔组合不能进行压裂。Hodenfiel继续说。“在完成17级的分段压裂中,射孔组合均匀分布在其中,在完井质量方案中,有不需要射孔组合的阶段,在相似应力岩石范围内,射孔组合是相近的。”“这是一个非常快的过程,随钻时测井,用声波工具套管井或者采用测井工作。”

 

  斯伦贝谢的Mangrove软件能够得到微波地震信息,因此,作业者能够映射到是否存在复杂压裂,接着,作业者在生产上增产,在进行压裂之前,分段可以得到优化。

 

  此外,Hodenfiel特别指出,“新技术的最终目标是减少含有缺陷页岩井、分段及射孔组合的数量。”

 

  渠道压裂减少用水量

 

  关于减少用水量及运输车,例如,斯伦贝谢有一个产品称“HiWay”,即渠道压裂。

 

  “根据计算,75%的液体抽出进入压裂不再回流,这对水是无效的,压裂不再需要支撑或者支撑也不需清洁。Hodenfiel说,“仅25%的压裂有助于生产。渠道压裂是一种将化学、纤维、支撑剂及加入支撑剂的一个程序而不是有一个连续的支撑剂流。”

 

  “这确实提供了一系列的压裂渠道和返回井眼的超导特性,除此之外,这允许支撑剂进一步形成,比使用其它物料更有效。”



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