连续油管技术在页岩气勘探开发中应用前景_吕选鹏
页岩气勘探技术
斯伦贝谢 页岩气勘探技术 斯伦贝谢科技服务（北京）有限公司
目录 一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 (1) 二、页岩气资源量评价 (3) 三、页岩井筒综合评价 (5) 四、有利区（甜点）预测 (6) 五、地质风险分析与经济评价 (7) 六、页岩气勘探技术应用实例 (7) 附斯伦贝谢勘探平台介绍 (11)
一、斯伦贝谢页岩气勘探技术概述 非常规油气资源页岩（油）气目前在国内非常火热，一谈到页岩气，大家首先想到的是水平钻井和多段压裂技术。确实，工程技术是页岩气田成功的必要条件，没有成熟的工程技术，无法将页岩气从这种特殊的油气藏中开发出来。但工程技术成功的前提是，寻找较好的页岩气区块，即从地质上页岩达到生气阶段，有机质的丰度较高，因此地质评价是页岩气勘探的充分条件。这就对研究工作提出了较高的要求，即在钻井等工程工作进行之前，首先通过区域地质研究，对地下页岩的基础地质情况进行分析与预测，为后期的工程施工提供依据，减少钻井和压裂的风险。 与常规油气藏勘探相比较，页岩气藏的特殊性主要表现在以下几点： 1、页岩气藏为自生自储的类型，页岩本身即为烃源岩，同时又是储集层和盖层。气生成后保存于烃源岩中。 2、页岩气包括自由气（孔隙裂缝中）和吸附气（在碳原子表面）两部分，因此在评估页岩气资源量时，除了计算孔隙裂缝中的自由气，还要计算吸附气的资源量，这是有别于常规气藏的一个重要方面 3、储集层为页岩，属特低孔、特低渗储层。对于该类特殊储层，需要总结一套特殊的储层评价标准。同时，需要研究页岩内部裂缝的发育情况和地应力的状况，为后期工作改造提供依据。 与页岩气藏的特殊性相对应，目前勘探难点主要表现在： 1、页岩气资源评价存在很大不确定性。 2、页岩气勘探开发技术缺失成熟的行业标准。 3、页岩气开采投入大、成本高、气价低，经济风险较大。 针对页岩气上述勘探难点，斯伦贝谢公司研发和整合了所有勘探软件系列，形成了以模型为中心的页岩气勘探技术系列。该技术系列主要包括以下主要内容（图1）： 1、数据整合阶段：与常规油气藏相比，页岩气区块除了收集地震资料和井数据 外，还需要收集地化数据，如总有机碳、烃源岩厚度和干酪根类型，同时需 要对岩石物理数据和岩石力学数据进行收集和整理。 2、地质模型的建立：不同勘探阶段，建立的地质模型精度不同。从区域地质资 料建立的概念模型到根据地震和井数据建立的三维模型。随着数据的增加， 模型的精度也逐渐增加。
连续油管钻井水力参数理论计算
连续油管钻井水力计算实例分析 一、计算原始参数 CT 规格：" 78 73 4.8(20.188")3500mm m φ???，级别CT80。 滚筒尺寸（底径x 内宽x 轮缘）：260024504200mm φφ?? 采用老井加深工艺，原井筒1500m （5-1/2”和7”套管）加深钻井1000m 和2000m ，参考大量实例，钻头采用4-3/4”和6-1/8’牙轮钻头或PDC 钻头，螺杆马达采用3-3/4”和4-3/4”规格。 钻井液采用清水和一种水基泥浆（ULTRADRIL 钻井液），其流体参数为： ρl =1180kg/m 3，n=0.52564，k=0.8213Pa.s n ，粘度为45.5mPa.s 。 二、泵压计算 P P P P P P P =?+?+?+?+?+?泵工具CT 直管汇钻头环空CT 盘 （一）管内压降计算模型 CT 内流体的摩阻损失通常表示为压力降低的形式，即： 2 2f L v P f d ρ?= 中L 和d 分别是管长和管径，v 是管内的平均速度，f 是范宁Fanning 摩擦因子，它与流体的雷诺数、管壁的粗糙度等因素有关。 （二）清水（牛顿流）介质管内摩阻计算 1.雷诺数计算及狄恩数计算 e R d N ρν μ = 式中，N Re 为雷诺数，无量纲； ρ为液体密度，kg/m 3； ν为循环介质在管路中的平均流速，m/s ； d 为模拟连续油管内径，m ； μ为牛顿流体的动力粘度，Pa*s ； 狄恩数(Dean)是研究弯管流动阻力的基本无量纲数：
De N N = 其中r 0为连续油管内径，R 为连续油管弯曲半径，N Re 为雷诺数。 2.直管摩阻系数计算模型 （1）层流 对于直管，范宁摩阻系数可用如下公式计算： Re 16 SL f N = （2）紊流 对管内单向流摩阻系数公式进行了分析，当不考虑管粗糙度，在紊流光滑区（3*103 页岩气储层评价 汇报提纲 页岩气藏普遍特点 页岩气藏普遍特点 页岩气藏普遍特点 水平井连续油管高效钻磨技术研究 发表时间：2019-03-25T16:21:21.223Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：姬万荣[导读] 建议利用软件对水平井连续油管高效钻磨技术进行仿真研究，有利于高效快速的钻磨施工，完善钻塞工艺。玉门油田分公司机械厂销售服务中心甘肃省酒泉市 735200 摘要：近年来，连续油管技术以其带压、快速、高效等优势在国内油气田得到了很大规模的应用，可实现水平井通井、冲砂、射孔、测声幅、速度管柱、拖动压裂、钻磨滑套、钻磨桥塞等工艺技术，并成为油气田修井作业的主体技术之一。与修井机钻磨相比，连续油管钻磨具有钻压控制稳定，井控条件成熟，水平段入井距离长，施工连续等特点，是目前钻磨复合桥塞的可行性技术。本文通过分析连续油 管钻磨工具的工作特性以及水平井携岩规律，优化了施工过程中的工作参数，形成了水平井连续油管高效钻磨技术方案，并在某油田进行现场应用，应用效果良好。关键词：水平井；连续油管；高效钻磨技术 1连续油管钻磨技术难点就目前页岩气储层改造而言，连续油管钻磨技术的应用存在以下难题:(1)连续油管由于“螺旋锁定”无法下入指定层位；(2)工具管串组合有待进一步优化；(3)钻后碎屑返排效果差；(4)环保及成本未得到有效控制；(5)钻磨时效性仍有较大提升空间；(6)压裂初期储层保护。提出以下技术措施:(1)降低连续油管与套管间的摩擦阻力，推广锥形管技术以及钻磨串增加水力振荡器工具，能够有效延长连续油管下入深度；(2)钻磨管串上增加阻隔式清洁工具，可大排量循环洗井，提升碎屑返排率。大排量洗井时可向清洁工具内投球，阻隔马达工作，延长马达有效工作时间。钻磨过程中使用清洁工具进行洗井，可减少更换螺杆马达工具带来的工效损耗以及单独洗井工序，整体效率得到较大提升。 2连续油管钻塞关键技术2.1磨鞋 施工过程中螺杆马达的选取应根据磨鞋的大小来决定。作为钻磨工具的核心工具，磨鞋外径的选择应略小于套管内径8~10mm为宜，既可以扶正钻头，又不会损伤套管。考虑到施工水平井所用套管内径139.7mm，施工选择了 112mm的平底磨鞋。平底磨鞋在钻磨桥塞时具有更大的接触面积，受力更加均匀，在磨鞋底部硬质合金块较小，钻磨产生的钻屑细且均匀，有利于钻屑的携带和返排。 2.2螺杆马达螺杆马达是一种基于莫锘原理的容积式井下动力机械。在不计损失时，根据容积式机械工作过程中的能量守恒，单位时间内钻头输出的机械能(Ttωt)等于螺杆马达输入的水力能(ΔpQt)，则有： 式中:Tt—螺杆马达理论转矩，N·m；ωt—钻头理论角速度，rad/min；Δp—螺杆马达进、出口的压力降，MPa；Qt—流经螺杆马达的流量，即循环液排量，m3/s；nt—钻头理论转速，即马达输出的转速，r/min；q—螺杆马达每转排量，是一个结构参数，m3/r；Pt—螺杆钻具功率，kW；kb—地层硬度系数；Wt—钻压，kN；db—钻头直径，m；x，y—常数指数。由以上各式得出螺杆钻具的两个基本性能：理论转矩Tt与马达进、出口间的压降Δp成正比。马达的输出扭矩与马达的压降成正比。正常工作状态下，循环液压降随钻压的增大而增大。随着钻压逐步增加，循环液压力逐渐上升，压降也相应增大，扭矩增加的同时也增加了井底切削力矩；未达到临界钻压前，螺杆马达转速只是稍有下降，继续增加钻压，当钻压达到临界钻压，循环液在马达两端产生的压降达到临界值时，螺杆马达转速急剧降低到零，发生制动现象。这种情况对工具损害极大，应尽力避免。理论转速nt与循环液排量Qt成正比而与钻压无关。一般在钻进过程中，流进螺杆马达的循环液排量是不变的，螺杆马达转速只与流量有关而受钻压影响很小，因此螺杆马达转速基本不变，不会因为加大钻压而使钻头转速明显减小。理论扭矩Tt和理论转速nt是螺杆马达最主要的输出参数，一起构成了螺杆钻具能量转换的载体。通过参数对比，优选了具有高扭矩(850~950N·m)、低转速(230~360r/min)，使用寿命长、耐高温和耐冲击等优势，适合水平井作业的 73mm等壁厚螺杆马达。 2.3使用震击器 页岩气战略调查井钻井技术要求 YYQ-05 地球物理测井 1.测井内容 对全井段进行标准和全套测井，根据实际钻探情况研究是否需要针对目的 层段增加特殊测井项目，测井内容： 地球物理测井内容 2.5.2测井要求 2.5.2.1在下表层套管前必须进行标准，下技术套管前、完钻前必须进行标准及全套测井。 2.5.2.2每次电测，保证前后两次电测资料重复井段不少于50米(若下套管须能接上图)。 2.5.2.3依据全套组合、微电阻率扫描成像测井及综合研究优选相关井段进行核磁共振测井。 2.5.2.4按核磁共振测井成果优选有利井段进行电缆式动态测试测井了解地层压力及储层渗透率。 2.5.2.5对目的层井段进行偶极子扫描成像测井。 2.5.2.6测井施工单位要在现场提供井斜资料和标准测井图及完井电测回放1:200测井图件，24小时后提供全套测井图及初步测井解释意见。 2.5.2.7取芯井段大于10米要求1:50的全套组合放大曲线和对比曲线。 2.5.2.8固完技油套后，按规定时间测固、放、磁。 2.5.2.9每次测井在5 7天前由施工单位通知甲方指定测井单位,做施工前准备,并预报测井时间。 2.5.2.10为保证测井工作顺利进行,要求钻井承包商确保仪器下井畅通无阻,安全测井。测井方应尽量满足甲方其它的合理要求共同保证各项资料的齐全、准确。 2.5.3对测井资料解释要求 2.5. 3.1测井施工单位要选择该地区地质情况的最佳处理程序进行测井资料处理，及时提供中途测井数字处理成果图、测井解释成果表。 2.5. 3.2完钻全套测井后，24小时内提供初步解释意见，7天内提供系统测井图，30天内提交达到归档标准的全部资料，主要包括： （1）综合数字处理成果图1:200；解释成果表。 （2）回放标准测井图1:500，并提供资料光盘。 （3）综合解释报告。 （4）特殊测井曲线图(原始图)1:200,解释成果图、表及单项解释报告。 （5）固井质量图,磁性定位图、表及解释报告。 2.5. 3.3完井30天后提供全部测井内容的LA716数据带两份及全部测井原始带和胶片。 2.5. 3.4测井施工单位要根据甲方的要求，随时无偿提供各种测井资料，以确保研究工 新兴的连续油管钻井技术 发布时间：2010-04-09 11:39:17 连续油管起初作为经济有效的井筒清理工具，在市场上赢得了立足之地。传统的修井和完井作业的经济收入占连续油管作业总收入的四分之三以上。随着连续油管设备在油气田上的应用范围持续扩大，近年来，连续油管钻井技术和连续油管压裂技术成为发展最快的两项技术。 连续油管钻井技术的发展 连续油管钻井（CTD）研究始于上世纪六十年代。在上世纪七十年代中期，利用连续油管进行了钻井作业。当时的连续油管装置包括16英尺直径的滚筒、6150FPM注入头、3000psi防喷器以及由40英尺长的管子经端面焊接而成的3000英尺长的连续油管。利用该装置和转速为300rpm的5″容积式马达、三牙轮钻头等钻井工具，钻6-1/4″井眼的浅井。钻了10口井后不再使用该装置。 在上世纪八十年代，传统钻井在浅油气藏钻井市场有很强的竞争力，连续油管钻井则不景气。这不仅是因为传统的钻井设备更为便宜，而且由于人们当时没有认识到连续油管钻井在改善钻井工艺或降低钻井成本上的优势。 从上世纪九十年代初开始，连续油管钻井技术进入了发展和应用时期。1991年，在巴黎盆地成功地进行了连续油管钻井先导性试验，同年在德克萨斯利用连续油管进行了3井次的重钻井作业。此后，连续油管钻井技术迅速发展，至1997年，共完成了4000个连续油管 钻井项目（见图1）。 连续油管钻井技术的迅速发展归功于以下几个因素：连续油管行业已经发展到能提供必要的设备和基本技术的成熟阶段；连续油管钻井技术在市场上具有竞争力，有时甚至占上风；在定向钻井和欠平衡钻井方面处于技术优势地位；油气工业界对于连续油管钻井的能力和局限性有了更多的理解，能更合理地选择钻井对象，最终使连续油管钻井的成功率更高。 近年来，连续油管钻井每年达到900～1000口，其中，老井侧钻钻定向井约120口，新钻浅直井约800口。连续油管钻井技术已经成为经济高效地在各种油气藏进行加深钻井、老井侧钻、钻浅井的重要技术，在钻井市场，特别在欠平衡水平钻井市场赢得了地位。 连续油管 钻井系统的优缺点 连续油管钻井系统的优点，包括：一、控制压力能力强，能在欠平衡条件下安全、高效地钻井。二、适合于现有井的加深钻井和侧钻作业，与用常规钻井设备或修井设备达到同样的目标相比，用连续油管可以节约费用25%～40%。三、容易提高钻井工艺自动化水平，操作人员少。四、装备的机动性好，安装、拆卸容易，节约时间。五、起下钻快，钻进快，钻井作业周期短。六、地面设备占地少，适合于地面条件受限制的地区或海上平台作业。七、连续油管的挠性好，能钻短弯曲半径的水平井。八、地面设备少，噪音低，污物溢出量少，对环境影响小。 页岩气资源／储量计算与评价技术规范 中华人民共和国地质矿产行业标准 DZ/T 0254-2014页岩气资源／储量计算与评价技术规范 2014-04-17发布2014-06-01实施 中华人民共和国国土资源部发布 前言 本标准按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国国土资源部提出。 本标准由全国国土资源标准化技术委员会（SAC/TC93)归口。 本标准起草单位：国土资源部矿产资源评审中心石油天然气专业办公室、中国石油天然气股份有限公司、中国石油化工股份有限公司、陕西延长石油（集团）有限责任公司。 本标准主要起草人：陈永武、王少波、韩征、王永祥、耿龙祥、吝文、张延庆、乔春磊、王香增、郭齐军、张君峰、包书景、刘洪林、胡晓春。 本标准由中华人民共和国国土资源部负责解释。 DZ/T 0254-2014 页岩气资源／储量计算与评价技术规范 1 范围 本标准规定了页岩气资源／储量分类分级及定义、储量计算方法、储量评价的技术要求。本标准适用于页岩气资源／储量计算、评价、资源勘查、开发设计及报告编写。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 13610—2003 天然气的组成分析气相色谱法 GB／T 19492—2004 石油天然气资源/储量分类 GB／T 19559—2008 煤层气含量测定方法 DZ／T 0216—2010 煤层气资源/储量规范 DZ／T 0217—2005 石油天然气储量计算规范 SY／T 5895--1993 石油工业常用量和单位（勘探开发部分） SY／T 6098--2010 天然气可采储量计算方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 页岩气shale gas 赋存于富含有机质的页岩层段中，以吸附气、游离气和溶解气状态储藏的天然气，主体上是自生自储成藏的连续性气藏；属于非常规天然气，可通过体积压裂改造获得商业气流。3.2 页岩层段shale layers 富含有机质的烃源岩系，以页岩、泥岩和粉砂质泥岩为主，含少量砂岩、碳酸盐岩或硅质岩等夹层中的致密砂岩气或常规天然气，按照天然气储量计算规范进行计算，若达不到单独开 译自：IADC/SPE 155594 连续油管喷砂射孔分段压裂新技术的应用 Xiude Lu, Dengsheng Ye, Juhui Zhu, Dan Song, Congbin Yin, Bin Guan, and Guigang Wang 川庆钻探工程有限公司井下作业公司 摘要随着我国逐步对致密气藏、页岩气藏等非常规油气藏实施勘探开发,压裂增产技术也逐步呈现大规模、多段分段压裂的趋势。连续油管带封隔器套管分级压裂技术是目前国外较新研发的一种既能实现大规模改造,又能达到分层压裂、精细压裂的一种新型分级压裂技术。这一技术通过连续油管结合带封隔器的喷射工具,利用封隔器的多次上提下放坐封解封达到不限次数多级压裂的目的;通过连续油管喷砂射孔、套管进行主压裂,可实现较大规模改造;通过连续油管的精确定位,可对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层,进而达到精细压裂的目的。为此,详细阐述了连续油管带封隔器环空分级压裂的工艺技术特点以及这一技术在国内四川盆地HC井区首次现场应用情况,并对HC井区7口油井施工过程进行了计算和分析。事实证明,连续油管带封隔器环空分级压裂、作业周期短、分层灵活精细、封隔可靠且施工后井筒清洁,可直接多层测试投产的新型压裂技术。为我国致密气藏、页岩气藏的多级分段改造提供了新的且行之有效的解决手段。 关键词：连续油管封隔器分段压裂支撑剂 随着四川盆地低渗透油藏石油和天然气的勘探和开发，应用新型压裂技术实现多层增产变得越来越重要。常规的压裂如产层压裂、混合压裂，封隔器压裂均采用一次性压开多个油层的方法 [1]。利用这种压裂方法可能会出现两个问题：（1）不能有针对性的压开目油层；（2）压裂处理后的参数优化问题。常规的压裂方法花费较高且费时，增产效果不明显，因此，新型带底部的环形封隔器连续油管多级分段压裂技术得到了发展和应用。通过连续油管喷砂射孔套管进行主压裂, 可实现精确定位, 对储层纵向上的多个薄互层进行灵活分层, 进而达到精细压裂的目的。因此，将连续油管起出井口后即具备生产条件,可实现多层直接测试投产,且井筒清洁,便于后期修井作业。 连续油管多级分段压裂技术具有工作性能稳定、运行参数优化，连续油管与钻井液摩擦小的特点，这一技术的成功实施为我国致密砂岩储层、页岩气储层的多级压裂和薄层分层压裂提供了行之有效的解决手段。 1 工艺技术特点 测井技术在页岩气开发中的应用 页岩气是一种特殊的非常规的、赋存在泥岩或页岩中的天然气，具有自生自储、大面积连续成藏、低孔、低渗等特征，一般无自然产能或低产，需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。 测井是页岩气勘探不可缺少的技术手段，发挥着十分重要的作用。经过近百年的发展，测井技术已经发展成为声、光、电、磁、核等五大门类，几十种测井方法，广泛应用到油气田勘探、开发的各个阶段，能有效地解决各类地质、工程问题，尤其是在常规油气储层的识别、评价方面已经成熟，在页岩气等非常规储层评价方面的应用虽然刚刚开始，但同样可以发挥出重要作用。页岩气的测井采集技术与常规测井基本类似，对于页岩储层参数的确定，须通过岩心实验数据标定，建立测井解释模型，然后推广到新井用来计算储层参数和地球化学参数。一、测井技术对于页岩气勘探开发的价值 测井在页岩气藏勘探开发中有两大任务：一是储层及含气量的评价，二是为完井服务提供指导参数并在钻井中起地质导向作用。 在页岩气储层评价中，测井资料可以进行定性和定量解释：定性解释内容包括识别岩性、判断含气页岩层、识别裂缝等；定量解释内容包括确定矿物成分，计算孔隙度和渗透率，计算干酪根含量/总有机碳含量(TOC)、吸附气和游离气含量，计算热成熟度和热成熟度指数(MI)，计算储层厚度和岩石弹性参数，确定天然气地质储量(GIP)等。 二、国内外测井方法介绍 国外基本沿用现有油气井测井技术，系列包括常规、核磁共振、多极子阵列声波、元素俘获等。 公司 名称 测井项目 斯伦贝谢常规/元素俘获能谱ECS/成像FMI/声波扫描/核磁共振 贝克休斯常规/能谱/岩性FleX/成像STAR&CBIL/核磁共振/多极子阵列声波XMAC/井壁取芯 哈里伯顿常规/能谱/岩性GEM/超低地层渗透率测量仪/成像XRMI&CAST/核磁共振/ShaleLog软件 国内目前应用于页岩气储层的测井系列主要为常规测井系列，包括自然伽马、井径、自然电位、声波、密度、中子与电阻率测井，主要用于进行页岩储层的识别与储层物性评价。近年来，评价热点涉及到对元素俘获测井(ECS)、声电成像测井和核磁共振测井等先进方法的应用，以对页岩目的层提供尽可能详细的岩石物理信息。实践证明，这些测井新技术的应用在页岩气勘探开发初期非常必要，有助于对含气页岩储层特征进行综合评价，并对后续勘探开发具有指导作用。三、测井曲线特征 页岩气常规测井曲线呈现“三高两低”特征：高自然伽马、高电阻率、高中子、低密度、低PE(光电吸收截面指数) 区域磁畴分布与其他区域不同,并以漏磁场强度切 向分量最大、法向分量等于0(过0点处漏磁场梯度K 值增大)等特征指示出危险部位。磁记忆检测技术即是利用此原理进行应力集中检测的。 随着疲劳循环次数的增加,位错密度进一步加大,大量微观裂纹的结合使裂纹聚集处泄漏的磁信号表征更为明显,因而在疲劳循环次数达到一定程度时出现最大K 值。 较大的循环载荷促使被测疲劳试件薄弱部位迅速进入塑性状态,形成较强应力集中区,并在随后的循环中保持其最强的危险特征。当循环载荷下降时,由于难以达到晶粒滑移的临界切应力,所以位错源难以开动,不易产生位错塞积,新形成的位错壁垒和微裂纹相对较少,同时原有的微裂纹深度扩展缓慢,表现在出现最大K 值时位错密度提高不大,产生的自有漏磁场相对较大的循环载荷时要小。 对比图2、图3可知,2种循环载荷作用下最大K 值出现前的K 值基本相同。分析认为:较大循环载荷有利于增加位错密度,但循环载荷较小时可使处于有利位向的晶粒迅速发生滑移,位错增殖,产生位错塞积,从而促使产生的自有漏磁场与较大循环载荷时没有明显差异,导致最大K 值出现前的K 值差异较小。 结 论 (1)相对于过0点表征铁磁构件的危险部位 而言,过0点处的漏磁场梯度K 值表征的信息更 为丰富,有利于磁记忆检测技术由定性分析向定量分析转变; (2)疲劳载荷作用下,35Cr M o 调质试样的磁 记忆信号特征明显,当循环次数达到一定程度时过0点处漏磁场梯度K 值达到最大值,试样再次循环 不久即断裂,据此可评判试件的损伤状况及进行疲劳寿命预测。 参 考 文 献 [1] Doubov A A 1D iagnostics of metal ite m s and equi pment by means of metal magnetic memory//Pr oc of Chs NDT 7th Conference on NDT and I nternati onal Research Sy m 2posiu m 1Shant ou,China:Non -Destructive Testing I n 2stituti on,C M ES,1999:181-1871 [2] 周克印,姚恩涛,吴永端,等1用相关分析法监测 疲劳裂纹起始寿命初探1无损检测,1999,21 (2):55-571 [3] 任吉林,唐继红,邬冠华,等1金属的磁记忆检测 技术1无损检测,2001,23(4):154-1561 [4] 任吉林,邬冠华,宋 凯1磁记忆检测机理的探 讨1无损检测,2002,24(1):29-311 [5] 吴文秀1磁记忆应力集中检测仪的研制与试验1机 电工程技术,2007,36(3):261 [6] 董丽虹,徐滨士,董世运,等1拉伸及疲劳载荷对 低碳钢磁记忆信号的影响1中国机械工程,2006, 17(7):7441 第一作者简介:吴文秀,副教授,生于1965年,1999年获北京科技大学车辆工程专业硕士学位,现主要从事机械测试控制与材料成型技术的教学与研究工作。地址: (434023)湖北省荆州市。电话:(0716)8060739。E -mail:wu wenxiu22@1631com 。 收稿日期:2008-10-30 (本文编辑 谢守平) !信息广角# 新型多功能连续油管钻井井架 据近期D rilling Contract or 报道,美国Devin 国际公司新近推出了一种钻修两用的新型Track Stack 双层平台式连续油管钻井井架。这种连续油管钻井井架采用双平台台面、防护栏及顶部人字架结构,其技术条件完全符合职业安全和健康条例的要求。据称,这种连续油管钻井井架安装简便快捷,在6h 之内即可完成安装作业。现场试验表明,其性能安全可靠。 Track Stack 连续油管钻井井架的主要优点是适应性强,无论是使用连续油管或连接的钻杆二次下井,或是使用底部钻 具组合进行钻修作业,其所需的配套装置均很容易安装就位。 据介绍,Track Stack 连接油管钻井井架顶部人字架的承载能力达4415k N 。利用其顶部人字架可在地面上组装底部钻具组合,亦可安装转臂式吊车及辅助旋转装置来操控大钳对钻杆进行上、卸扣作业。当使用连续油管二次下井时,Track Stack 连续油管钻井井架可为注入头指示下入位置。 应用这种多功能连续油管钻井井架进行钻修作业,可消除不必要的停钻时间和烦琐的人工操作设备,既能保障作业安全,又可提高经济效益。 江先雄编译自D rilling Contract or,2008,64(2):181 —6— 石 油 机 械2008年 第36卷 第12期 水平井连续油管高效钻磨技术研究 摘要：近年来，连续油管技术以其带压、快速、高效等优势在国内油气田得到 了很大规模的应用，可实现水平井通井、冲砂、射孔、测声幅、速度管柱、拖动 压裂、钻磨滑套、钻磨桥塞等工艺技术，并成为油气田修井作业的主体技术之一。与修井机钻磨相比，连续油管钻磨具有钻压控制稳定，井控条件成熟，水平段入 井距离长，施工连续等特点，是目前钻磨复合桥塞的可行性技术。本文通过分析 连续油管钻磨工具的工作特性以及水平井携岩规律，优化了施工过程中的工作参数，形成了水平井连续油管高效钻磨技术方案，并在某油田进行现场应用，应用 效果良好。 关键词：水平井；连续油管；高效钻磨技术 1连续油管钻磨技术难点 就目前页岩气储层改造而言，连续油管钻磨技术的应用存在以下难题:(1)连续油管由于“螺旋锁定”无法下入指定层位；(2)工具管串组合有待进一步优化；(3)钻 后碎屑返排效果差；(4)环保及成本未得到有效控制；(5)钻磨时效性仍有较大提升 空间；(6)压裂初期储层保护。提出以下技术措施:(1)降低连续油管与套管间的摩 擦阻力，推广锥形管技术以及钻磨串增加水力振荡器工具，能够有效延长连续油 管下入深度；(2)钻磨管串上增加阻隔式清洁工具，可大排量循环洗井，提升碎屑 返排率。大排量洗井时可向清洁工具内投球，阻隔马达工作，延长马达有效工作 时间。钻磨过程中使用清洁工具进行洗井，可减少更换螺杆马达工具带来的工效 损耗以及单独洗井工序，整体效率得到较大提升。 2连续油管钻塞关键技术 2.1磨鞋 施工过程中螺杆马达的选取应根据磨鞋的大小来决定。作为钻磨工具的核心 工具，磨鞋外径的选择应略小于套管内径8~10mm为宜，既可以扶正钻头，又不 会损伤套管。考虑到施工水平井所用套管内径139.7mm，施工选择了112mm 的平底磨鞋。平底磨鞋在钻磨桥塞时具有更大的接触面积，受力更加均匀，在磨 鞋底部硬质合金块较小，钻磨产生的钻屑细且均匀，有利于钻屑的携带和返排。 2.2螺杆马达 螺杆马达是一种基于莫锘原理的容积式井下动力机械。在不计损失时，根据 容积式机械工作过程中的能量守恒，单位时间内钻头输出的机械能(Ttωt)等于螺 杆马达输入的水力能(ΔpQt)，则有： 式中:Tt—螺杆马达理论转矩，N·m；ωt—钻头理论角速度，rad/min；Δp—螺 杆马达进、出口的压力降，MPa；Qt—流经螺杆马达的流量，即循环液排量， m3/s；nt—钻头理论转速，即马达输出的转速，r/min；q—螺杆马达每转排量， 是一个结构参数，m3/r；Pt—螺杆钻具功率，kW；kb—地层硬度系数；Wt—钻压，kN；db—钻头直径，m；x，y—常数指数。 由以上各式得出螺杆钻具的两个基本性能： 理论转矩Tt与马达进、出口间的压降Δp成正比。马达的输出扭矩与马达的 压降成正比。正常工作状态下，循环液压降随钻压的增大而增大。随着钻压逐步 增加，循环液压力逐渐上升，压降也相应增大，扭矩增加的同时也增加了井底切 第32卷 第3期2011年5月 石油学报 A CT A PETROLEI SINICA V o l.32M ay N o.3 2011 基金项目:国家科技重大专项(2008ZX 05018)资助。 第一作者及通讯作者:吴庆红,女,1968年9月生,1991年7月毕业于西南石油学院,现在中国石油煤层气有限责任公司工作,中国地质大学(北京) 能源学院在读博士,主要从事非常规油气勘探开发方面的研究工作。E mail :w qh 69@p https://www.wendangku.net/doc/b010550525.html, 文章编号:0253 2697(2011)03 0484 05 页岩气测井解释和岩心测试技术 以四川盆地页岩气勘探开发为例 吴庆红1,2 李晓波3 刘洪林3 陈 霞4 (1 中国地质大学能源学院 北京 100083; 2 中国石油煤层气有限责任公司 北京 100076; 3 中国石油勘探开发研究院廊坊分院 河北廊坊 065007; 4 中国石油华北油田分公司综合一处 河北廊坊 065007) 摘要:利用页岩气专用测井技术对页岩气评价井进行了储层参数和气源参数的研究,并利用岩心测试技术对测井结果进行验证及 校正,以更准确地反映储层物性参数。其中对四川盆地页岩气评价井的页岩有利层段进行了有利储层段划分以及硅质、脆性矿物、黄铁矿、含气量和T OC 的测试。由于测井结果具有地域性差异,借助页岩岩心资料对上述参数进行了验证并对部分参数进行了校正,为合理开发页岩气提供了研究手段。 关键词:岩心测试;测井技术;储层段;硅质含量;含气量测试中图分类号:P 631 8 文献标识码:A Log interpretations and the application of core testing technology in the shale gas:Taking the exploration and development of the Sichuan Basin as an example WU Qinghong 1,2 LI Xiaobo 3 LIU H o ng lin 3 CH EN Xia 4 (1.School of Ener gy Resources ,China Univer sity of Geosciences ,B eij ing 100083,China;2.Petr oChina Coalbed Methane Comp any L imited ,B eij ing 100076,China;3.L angf ang Br anch,PetroChina Resear ch I nstitute of Petroleum E x p lor ation &Develop ment,Langf ang 065007,China;4.General Division I ,PetroChina H uabei Oilf ield Comp any ,Langf ang 065007,China )Abstract :T he present paper investig ated so ur ce and r eser vo ir par ameters o f shale gas ev aluatio n wells by using professio nal log ging techniques of the shale g as,and the r esult o f log g ing was ver ified o r calibr ated by core testing techno lo gy so as to mor e accurately re flect physical pro pert y parameters o f reserv oir s.T he paper intro duced the application o f key log ging techniques to appra ising favo ra ble inter vals o f shales from so me shale g as evaluation wells in the Sichuan Basin,w hich included div isio n o f favo rable intervals of a reservo ir ,silica content t esting ,contents of frag ile minerals,pyr ite t esting ,g as co nt ent test ing and T OC t esting.A ll o f the par ameter s mentioned above wer e v erified and so me o f them wer e calibr ated by using co re data of shales because o f the reg ional difference of w ell log g ing r esult s.T he present study prov ided the rat ional develo pment o f the shale g as wit h a r esear ch appro ach.Key words :co re testing;lo gg ing t echnolog y;reservo ir sectio n;silica co nt ent;gas content test ing 1 页岩气测井识别技术 斯伦贝谢公司于2004年开展了页岩气测井解释,通过北美12个页岩气田比较,建立了页岩气测井系列,包括伽马、中子、密度、电阻率、声波扫描、电阻率成像(FM I)、伽马能谱(H NGS)和元素俘获能谱测井(ECS),其中声波扫描、电阻率成像、元素俘获能谱测井是页岩测井的关键技术 [1 2] 。 2 岩石实验技术在测井技术中应用 岩石实验技术的核心工作主要包括: 页岩有利 储层段划分; 硅质、脆性矿物、黄铁矿等含量的确定; 含气量和总有机碳(T OC)的测定[3] 。 测井所测得的参数属于储层的间接资料,通过解释模型反演可得到储层地质参数。由于测井技术上的限制、反演中的多解性以及油气藏地质条件的多变性,用测井资料反演储层地质参数时,其解释方法和解释模型经常具有区域性,必须通过岩心资料进行刻度或检验,成像测井技术可直接通过测井获取井筒的部分地质现象,测井获得的信息已不再完全属于间接资料。但目前测井技术还不能对页岩地层的孔隙度、渗透率、饱和度、T OC 、硅质含量、游离气、吸附气体 在泥岩、碳质泥岩、页岩和粉砂岩夹层中游离或者吸附状态的天然气称为页岩气，是一种非常规油气资源。初步探明，我国页岩气资源量高达100万亿立方米。页岩气虽然保存能力和抗破坏能力很强，但页岩气有产量低、周期长的开发生产特点，加上断裂与裂缝以及构造运动等影响页岩气分布，所以页岩气勘探开发投资风险较大，常规测井方法是初步识别页岩气的最经济有效的勘探方法。1 测井系列 常规测井系列可以识别页岩气层，常用的测井系列有：自然伽马、井径、声波时差、补偿中子、补偿密度、岩性密度、双侧向-微球聚焦电阻率。 2 测井曲线响应特征 自然伽马：页岩泥质含量高，放射性随泥质含量的增加而增加；个别有机质还带有高放射性。在一般地层中，泥页岩伽马显示最高值（>100API）。 井径：在测井曲线上砂岩为缩径显示；泥页岩则一般显示为扩径。 声波时差：页岩气层声波时差值较高。因页岩较泥岩致密、孔隙度小，声波时差在泥岩和砂岩之间；遇有裂缝气层声波值会突然升高或者有周波跳跃现象。在页岩中有机质含量的增加，声波时差也相应增大。 补偿中子：补偿中子值高。补偿中子数值反映的是地层中的含氢量。页岩地层孔隙度一般小于10%。页岩气储集层中，要注意到两个相反的影响因素：地层中含气使得中子密度值减小，而束缚水则使中子密度值偏大。束缚水饱和度大于含气饱和度，故认为束缚水对于中子测井值的影响较大。有机质中的氢含量也会对中子测井产生影响使孔隙度偏大。在页岩储集层段，中子孔隙度值显示低值，这代表高的含气量、 短链碳氢化合物。 补偿密度：补偿密度值低。页岩密度值较砂岩和碳酸岩地层密度值低，但比煤层和硬石膏地层密度值高。干酪根的比重较低，约0.95～1.05g/cm3，补偿密度值随有机质和烃类气体含量增加而降低。遇裂缝，补偿密度测井值相应降低。 岩性密度：岩性密度测井测定地层密度和光电吸收截面指数Pe值，Pe值可以用来指示岩性。页岩气层通常具有较低的密度值和光电吸收截面值。岩性密度结合取芯资料，可以很好地分析某地区的粘土岩矿物成份。利用测井曲线形态和测井曲线相对大小可以快速而直观地识别页岩气储集层。3 综合评价 3.1 生烃潜力评价 我们可以利用“声波-电阻率”法即DT-△logRt （DT-RT）方法。这种方法能较准确的划分储层，半定量计算页岩气储层总有机碳含量（TOC）。利用声波曲线DT与电阻率曲线LLD叠合，不含有机质的泥岩段DT和LLD曲线基线基本重叠在一起，幅度差异能够反映地层有机质含量。并参照岩性曲线和孔隙度曲线，能有效判别和划分页岩气储层。中子-密度法可以指示镜质体反射率（Ro），从而判断干酪根的成熟度。有机碳含量高，干酪根成熟度高是页岩气藏形成的有利条件。 3.2 岩性与物性分析 运用自然伽马和岩性密度对岩性进行识别，GR值海相较高（＞150GAPI），湖相较低，通常与TOC呈正相关；岩性密度低于2.57g/cm3是理想状况，意味着较高的孔隙度和TOC含量。 页岩气储层的孔隙由基质孔隙和裂缝孔隙两部分组成。由于页岩基质孔隙度小，用单一测井方法计算的孔隙度误差大，通常利用中子、密度和声波的相互补偿关系，建立三孔隙度回归模型。评价裂缝的方法有双侧向-微电阻率测井、声波测井、成像测井等，在没有成像测井的情况下，可利用双侧向测井计算裂缝孔隙度，用深浅侧向数据进行大量的回归分析，建立深浅侧向电阻率和孔隙度关系模型，该方法适用低渗储层裂缝孔隙度的评价。 4 结束语 综合常规测井曲线分析，含气页岩测井响应具有“四高两低”的特征，即高伽马值、高电阻率值、高声波时差、高中子孔隙度，低密度值、低光电效应。通过声波-电阻率分析有机碳含量TOC，结合镜质体反射率Ro，判断页岩的生烃潜力。有机碳含量越高，热演化程度越大，越利于大型页岩气藏的形成。基质孔隙和裂缝决定了页岩气是否具有工业勘探开发价值。常规测井受区域影响较大，很多数据也是半量化，若精确探明储量需要一下几项测井方法：元素俘获测井（ECS）、自然伽马能谱测井（NGS）可计算页岩的矿物含量；核磁共振测井可精确计算页岩孔隙度，含气饱和度等参数；电成像可识别裂缝。参考文献 [1]丁次乾. 矿场地球物理中国石油大学出版社，2008，05. [2]杨小兵，杨争发，谢冰，等. 页岩气储层测井解释评价技术天然气工业，2012，32. 常规测井评价方法识别页岩气 于倩 中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司 河南 濮阳 457001 摘要：分析测井解释资料可以确定页岩气储层的岩性、孔隙度和渗透率、评价储集层的有机碳含量（TOC）、热演化程度、含气饱和度、储集层厚度等。 关键词：常规测井 页岩气 孔隙度 有机碳含量 Shale gas recognition with conventional logging evaluation method Yu Qian Geophysical Logging Company，Sinopec Zhongyuan Oil?eld Service Corporation，Puyang 457001，China Abstract：Analyzing logging interpretation data can help to determine the lithology，porosity and permeability of shale gas reservoirs and evaluate the total organic carbon content（TOC），thermal evolution degree，gas saturation and reservoir thickness of reservoirs. Keywords：conventional logging；shale gas；porosity；organic carbon content 153页岩气储层评价(斯伦贝谢公司)
斯伦贝谢DCS 2010年5月
页岩气藏特征 页岩气储层评价技术 实例
2 5/18/2010
有机质含量丰富 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂
采收率 (%) 全球常规气储量：6,300 tcf/178.4万亿方 全球页岩气储量：16，112tcf/456万亿方 中国页岩气储量：3528tcf/99.9万亿方 引：BP Statistical Review of World Energy, June 2008
A O/NA L B
A B L O/NA
Antrim (Michigan) Barnett (Texas) Lewis (New Mexico) Ohio/New Albany
有机含量丰富的页岩 烃源岩 含吸附和游离状态气体 超低渗 (~100 nD, 0.0001 mD) 低孔 (~ 5%) 含气量大 采收率变化大 和单井产量低 生产寿命长( 30-50 年). (Barnett页岩气田开采寿命可达80～100年) 游离状态天然气的含量变化于20%-85%之间 增产措施：水平井、多级压裂水平井连续油管高效钻磨技术研究
页岩气测井标准
连续油管钻井技术
2014页岩气评价规范
连续油管喷砂射孔分段压裂新技术的应用
页岩气测井技术-12
新型多功能连续油管钻井井架
水平井连续油管高效钻磨技术研究
页岩气测井解释和岩心测试技术_以四川盆地页岩气勘探开发为例
常规测井评价方法识别页岩气