《页岩气井工厂钻井关键技术》
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摘 要：在页岩气开发中,为了更好的提升工作效率,研发了出了很多新型钻井技术,其中井工厂钻井技术就是其中一.在页岩气开发中,通过井工厂钻井技术应用,可以更好的节约成本.本文主要对“井工厂”开发的关键技术和我国“井工厂”钻井技术发展建议进行了阐述,以供参考.
关键词： 页岩气; 井工厂; 钻井技术
近年来,国内外对页岩气勘探开发力度逐步加大.北美页岩气“井工厂”开发模式表明,“井工厂”技术能够有效提高作业效率,缩短投产周期,降低开发成本.“井工厂”钻井技术作为“井工厂”技术的重要组成部分,在页岩气高效开发过程中发挥着重要作用.“井工厂”钻井是以丛式水平井组的安全、快速、高效钻井为目标,采用一系列先进的钻完井技术和装备,利用可重复的井眼设计和对井下风险情况的有效控制,实现高效低成本钻井的一种作业方式.借鉴北美页岩气成功钻井经验,结合国内页岩气藏储层特征和钻井现状,开展了国内页岩气“井工厂”钻井关键技术研究,以促进我国页岩气商业化开发.
1“井工厂”钻机技术特点
相对于常规钻机,“井工厂”钻机主要特点为：
（ 1） 钻机具有多向、高效移动性能,能在任意井位间移动,缩短了拆卸、搬迁和安装等时间;
（ 2） 钻机配备管柱自动化处理装备,自动化程度高,作业效率高,减小了工人作业量,降低了作业风险,也降低了作业成本;
（ 3） 钻机具有结构模块性强、占地面积小的特点,满足山区或道路条件差的区域丛式井作业要求;
（ 4） 钻机噪声小、污染轻,对环境具有积极保护作用.
2“井工厂”开发的关键技术
2.1 井场部署
区块“工厂化”模式布井的原则是用尽可能少的井場布合理数量的井,以优化征地费用及钻井费用.单个井场占地面积由井组数决定,一个井场中设计的井组数越多,井场面积越大,需要综合考虑钻井和压裂施工车辆及配套设施的布局.地面工程的设计需要考虑工程和环境的影响,为“井工厂”开发提供保障,同时使占地面积最小化.需要考虑的因素有以下几点：①满足区块开发方案和页岩气集输建设要求;②充分利用自然环境、地理地形条件,尽量减少钻前工程的难度;③考虑钻井能力和井眼轨迹控制能力;④最大程度触及地下页岩气藏目标;⑤考虑当地地形地貌,生态环境,以及水文地质条件,满足有关安全环保的规定.
2.2批量化作业
“井工厂”采用可移动钻机实现快速批量化钻井,对于800 m 的表层段,钻完只需要60 h.同平台的多口井依次一开、固井,然后移动钻机对其他井一开、固井,二开、固井,依次类推,钻井、固井、测井工序间无停待,充分利用设备和非钻井作业时间,提高钻井效率.在钻进时不需要改变泥浆体系和钻具组合,节省了钻井液配制时间和安装钻具组合时间,重复利用钻井液,大大减少了钻井液开支.
“井工厂”钻井模式是标准化作业模式,每口井所钻遇地层性质特征、井眼轨道、施工参数、钻井液性能等相似或相同.基于学习曲线法则,通过批量化作业对钻井过程进行重复风险控制,既有利于增加钻井施工的熟练程度,也便于利用邻井资料对待钻井进行优化设计,控制钻井风险.
2.3可移动钻机
为了适应页岩气“井工厂”开发需要,国外公司开发出了全液压可移动钻机.可移动钻机系统以液缸作为提升系统,并由全套液压动力系统取代以往的绞车、井架等设备,具有结构简单、噪音小、污染少、自动化程度高等优点,可大幅提高作业效率、降低作业成本.相对于常规钻机来说,该钻机具有以下优势：①高移动性能.采用底座整体移动技术,通过优化钻机移动模块来实现钻机的自由移动,减少了钻机的拆卸、搬迁、安装等时间;②自动化.采用电、液、气一体化智能控制技术、嵌入自动钻井的力学计算程序的数字计算机钻井界面、精确的定位控制和远程控制等;③减少作业人员.钻井操作只需要配备4 名人员,钻台几乎所有的操作都由司钻完成,另外配备地面及其它辅助人员3 名即可进行钻井生产作业.
2.4钻井液循环利用和钻屑处理技术
针对页岩储层敏感性强,层理裂缝丰富,安全钻井液密度窗口窄等问题,国内页岩储层钻井一般采用具有抑制性强、稳定性好、有利于保护储层等特点的油基钻井液,但是成本较高,后期环境保护压力大.而“井工厂”钻井模式可以多次利用钻井液,降低成本.通过物理、化学方法清除钻井液中的岩屑等固相物.物理方法是用高速离心机将油基钻井液中的固相清除,使其密度下降,然后转井使用.化学方法是通过实验确定主乳化剂、辅乳化剂、亲油胶体（沥青、有机土和有机皂）、氯化钙、储备碱等的加量来处理钻井液.
“井工厂”钻井模式井位集中,利于对含油钻屑的集中处理.对含油钻屑的处理是页岩气开发的一大难题,目前国内外比较成熟的技术有回注法、焚烧法、钻屑清洗技术、热处理法等,但是,回注法必须有合适的地层,而且处理不当会对地层造成污染,焚烧法对环境存在二次污染,钻屑清洗技术可以降低固相钻屑的含油量,却又产生了更难处理的含油废水;目前使用较多的是热处理法,但热解析处理需要较高的系统温度,故而存在能耗大、现场操作风险高、控制系统庞大等缺点.
3我国“井工厂”钻井技术发展建议
3.1树立全过程成本控制理念,组建协同工作专家组,确保各环节高效安全运作.页岩气藏作为“三低”的非常规资源,新技术投入大,作业成本和投资风险普遍较高.因此,必须树立成本控制理念,从勘探评价、开发方案制定、地面工程建设到后期调整等方面精打细算,确保各项技术经济适用.同时,实现各环节数据资源共享和资源循环利用,通过协同工作专家组对施工参数进行评价,制定科学的调整方案,保证“井工厂”模式科学高效运行.
3.2开展个性化工具及配套技术的研发.“井工厂”技术成功应用的关键是先进技术设备的推广,只有配备针对性强的工具及完整的技术链,才能满足页岩气藏“井工厂”技术的需求.
参考文献：
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（作者单位：中石化中原石油工程公司钻井二公司）
归纳上文：本文论述了关于经典页岩气专业范文可作为关键技术方面的大学硕士与本科毕业论文页岩气论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
页岩气引用文献:
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