关注前沿技术 加快非常规开发步伐

[加入收藏][字号: ] [时间:2012-11-28  来源:石油与装备杂志  关注度:0]
摘要:   作为一种低碳能源,天然气在全球已受到了广泛的认可。据国际能源机构IEA估计,由于开采技术的发展,石油和天然气勘探公司正利用这一机会逐渐弥补常规油气藏储备量的下降。   2011年,美国页岩层钻探和实施压裂了5,0...

  作为一种低碳能源,天然气在全球已受到了广泛的认可。据国际能源机构(IEA)估计,由于开采技术的发展,石油和天然气勘探公司正利用这一机会逐渐弥补常规油气藏储备量的下降。

 

  2011年,美国页岩层钻探和实施压裂了5,000口水平井,这在很大程度上提高了其国内天然气产量的增长。同时,由于钻探技术取得的巨大进步,石油储量也有了明显的增长,并从这些岩石中获得了更多的石油碳氢化合物。

 

  如果以这样的速度,十年内美国页岩气产量将能达到22 Bcf/d或接近当前天然气需求(约66 Bcf/d))的40%。页岩气占国内生产约24%(15 Bcf/d),致密天然气产量目前约19 Bcf/d,煤层气略超过5 Bcf/d,陆上和海上的常规产量预计将逐渐停止。

 

  几十年前,采用核心数据评估常规油气藏的方案就已经确立,特别是在试图评估非常规气区的经济性时,精准的天然气量、含量及储层数据是非常重要的。

 

  绳索取芯技术主要是用于减少厚油层作业断开的时间或者使煤层中的天然气得到进一步的保存。得益于Quick 取芯技术的发展,其取出岩心更长,而岩心直径更大。这一系统是在去年年初推出的,现在,美国和加拿大的一些主要石油和天然气生产商都在使用,另外,法国、哥伦比亚、澳大利亚和波兰等也有一部分使用者。

 

  技术创新步伐加快

 

  Quick Core系统的设计旨在提高取芯过程的速度,同时还能保证内芯的质量。Quick Core 76 (QC76)和Quick Core 89 (QC89) 取芯系统为使用者研发了一系列新产品,将使油气勘探开发的最大产能得到进一步提升。

 

  以页岩气为例,使用者更加关注如何通过压裂进入岩心,这与储层的渗透率相关。钻取的岩心位于铝套管,而取芯发生在钻头垂直方向发生改变之前。因为当方向发生改变、铝套管会挠曲,使岩心断裂。

 

  Quick Core提出了一个不同的方案,它在薄铝套管内增设了一个起主要支撑作用的钢制内管,提高了圆管的坚固程度。这一技术也使铝套管像一个集装箱一样,使岩样在进入套管后一直处于静止状态,直至取出分析。QC89模型是一个有凹槽的铝套管,除了能够使内管避免因压力出现损坏,其内的钢制内管还能防止岩心免受到液体的侵蚀,令天然气顺利排出。

 

  该技术的核心优点在于能够钻得更长的岩心,它的设计使绳索取芯时,27m(90ft)的常规岩心和9m(30ft)的绳索取芯工具更近,这一特点不仅缩减了钻井时间,且保证了岩心的质量不受损害。

 

  Quick Core系统主要用于页岩气层开发。由于页岩气层贮藏区域和深度的复杂性,与常规技术相比,这套系统能创造更多价值:它缩短了钻探时间,降低了取芯成本,从而使页岩气开发更具有可行性和潜力。

 

  安全利益是确保技术成功的关键,许多工人员都曾在断开钻管时受伤,而该工具恰恰减少了绳索和钻柱断开次数,从而在很大程度上降低了工作人员受伤的可能性。

 

  另一个好处是,绳索取芯系统能够在不断开钻柱的前提下连续切割岩心,并将岩心样截到钻柱内孔里。在同一前提下,它还可以对多个岩心进行操作,极大的提升工效和效益。

 

  此外,高扭矩连接CSX54管,使该系统的进钻深度趋近极限,并使岩心筒更长。值得注意的是,QC89和QC76有一个岩心干扰提示功能,如果在取芯时有干扰情况出现,该系统能自动报警,提示采取措施,这减少了有价值的岩心数据流失的概率。

 

  创造新纪录

 

  最近,美国一家作业公司用Quick Core完成了首个38m (125ft)的页岩气储层绳索取芯,在相同时间内,这一次取芯长度比之前提高了35%,创下了新的取芯纪录。

 

  在这之前,Quest Coring取芯也只是完成了27m (90ft) 的页岩气层绳索取芯。用户选择Quick Core主要是因其不借牺牲管芯寿命来缩时,而在开发一个新的储层时,能够取得27m (90ft)长的岩心也不多见。

 

  据悉,这家作业公司在去年的钻井作业中,平均取芯收获率是99.25%。之前钻出一个直径3in的岩心,最长能达到18 m (60 ft),而采用Quest Core则突破了27m (90ft)大关,这在世界上尚属首次。

 

  除了截取到最大直岩心外,38m (125ft) 页岩气储层绳索取芯的速度和效率为作业者提供了良好的分析方案,该最大直岩心不仅对取芯收获过程有所帮助,也提高了取芯切割质量。大多绳索取心工具仅仅提供3in直径或者更小直径的岩心,通常难以满足作业公司最佳作业方案需要。

 

  随着取芯技术的发展,截取到的岩心深度和直径将进一步增加,这将有助于提高作业者的效率。

 

  实现压裂方案最优化

 

  水力压裂技术不断发展使页岩气开采工艺日臻完美,这导致了较高的IP率,为钻井采收率提供了一个正确的方案。

 

  在压裂过程中,水压力可以引起剪切滑移,这是微震带来的结果,一般在震级低于-1.5级时出现。此时,能量通过来自1.5 m(5ft)深度的一加仑水能够得到释放。在地面监听和邻井之间有多远决定着从哪个方位破岩及采取怎样的压裂方式。

 

  微震监测能够监测到水力压裂的扩散,这有助于确定所形成压裂方位和压裂是否成功。此信息对了解地层特征提供了额外的帮助,并能给出钻井决策,如:如何进行战略布局和更好的设计压裂方案。有了更多的地层特性数据,服务公司和作业者才能够优化压裂方案。



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