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1、页岩气体积压裂机理及水平井分段压裂技术中国石油大学（北京）2014年05月28日1页岩气体积压裂机理及水平井分段压裂技术主主要要内内容容一、页岩气开发的特征及方式一、页岩气开发的特征及方式二、体积压裂的内涵二、体积压裂的内涵三、页岩气体积压裂的难点三、页岩气体积压裂的难点四、页岩气体积压裂机理四、页岩气体积压裂机理五、水平井多段压裂技术五、水平井多段压裂技术2页岩气体积压裂机理及水平井分段压裂技术主主要要内内容容一、页岩气开发的特征及方式一、页岩气开发的特征及方式二、体积压裂的内涵二、体积压裂的内涵三、页岩气体积压裂的难点三、页岩气体积压裂的难点四、页岩气体积压裂机
2、理四、页岩气体积压裂机理五、水平井多段压裂技术五、水平井多段压裂技术3一、页岩气开发的特征及方式1、美国已开发页岩气田的基本参数页岩盆地BarnettFayettevilleHaynesvilleMarcellusWoodfordAntrimNewAlbany盆地面积,平方英里5,0009,0009,00095,00011,00012,00043,5006,5001,00010,5004,000-6,000600-500-深度,英尺-8,500-7,000-13,5008,500-11,0002,2002,000100净厚度,英尺20-200200-30050-20
3、0120-22070-12050-100-600总有机碳含量TOC,%4.54.0-9.80.5-4.03-121-141-201-25总孔隙度，%4-52-88-9103-9910-14气体含量,立方英尺/30060-220100-33060-100200-30040-10040-80吨-350产水量,桶/天无无无无无5-5005-500单井控制面积,英亩60-16080-16040-56040-16064040-16080原始天然气地质储量,327527171,5002376160万亿立方英尺技术可采资源量,万亿4441.625126211.42019.2立方英
4、尺4一、页岩气开发的特征及方式2、具有开发潜力页岩的特征参数参数要求值参数要求值脱水效果含水饱和度＜40%渗透率＞100nD深度生气窗口以下泊松比（静态）＜0.25基质有效孔隙度＞2%杨氏模量＞3.0×106psi石英或碳酸盐＞压力梯度＞0.5psi/ft40%矿物成分粘土＜30%厚度＞30m低膨胀性有机质含量(TOC)＞2%原始天然气地质储量＞2.83×108m3/段热成熟度(R)＞1.4O由于页岩特性差别较大，几乎对于上述每单个参数，都能在它的界定值之外找到一些成功开发的案例。所以，上述特征值只能作为参考，而不能作为标准。5一、页岩气开发的特征及方式3、页岩气与
5、常规气藏开发方式的异同类型渗透率常规气藏>0.1mD致密气藏0.001mD~0.1mD页岩气一般100nD-1000nD常规气藏页岩气藏井的类型直井为主水平井为主储层改造类型酸化或酸压较多，也有压裂一般只进行压裂压裂液高粘交联冻胶为主清水压裂液为主生产情况产量较高且稳定，递减较慢初期产量较高，递减速度很快6一、页岩气开发的特征及方式4、页岩气与致密气藏开发方式的异同相同点：以水平井开发为主，裂缝形态都是复杂的裂缝网络。不同点：致密气藏页岩气藏矿物组成一般是砂岩储层，粘土较少粘土成分含量较高，25%~45%气体组成游离气游离气和吸附气约各占1/2压裂液滤失滤失较严重滤
6、失较少压裂液反排反排率较高反排率较低，5%~30%生产情况产量递减相对较慢产量递减较快，第一年超过60%7一、页岩气开发的特征及方式5、页岩气与煤层气藏开发方式的异同相同点：两者都是以清水压裂为主，都存在吸附气和游离气。不同点：煤层气藏页岩气藏储层深度一般小于1000m1000m~4000m渗流通道充分利用割理一般天然裂缝比较发育气体组成游离气较少，以吸附气为主游离气和吸附气约各占1/2垂直井、水平井、羽状水平井的类型水平井为主，也有少量的垂直井井、U形井等压裂改造一般只有直井进行压裂直井、水平井都需要进行压裂开发工艺排水降压开发气体排气降压开发气体8生产情况压后1
7、~2年出现产气高峰压后的初期产量一般是最大产量一、页岩气开发的特征及方式6、井的类型2001年Devon公司将水平井技术应用到Barnett页岩盆地，现在已经成为页岩气开发的主要工艺技术。目前，垂直井一般用作探井，为水平井开发收集地质和开发资料。统计资料显示，水平井的初期产量是垂直井的约5.5-9倍。9一、页岩气开发的特征及方式7、完井方式——配合压裂工艺–套管固井射孔完井最普遍！–采用滑动套管的套管外封隔器完井–采用衬管的膨胀封隔器完井–无套管裸眼完井不常用！–裸眼预置衬管或筛管完井10一、页岩气开发的特征及方式7、完井方式——配合压裂工艺美国barnett页
