摘要：按照中国页岩气发展规划(2016—2020年),到2020年全国页岩气产量将超过300×10~8 m^3。但中国页岩气资源多集中在中西部山区,其地表地形复杂、人口密集、开发环境极其敏感,如何构建更加和谐的开发环境,走出一条页岩气绿色开发之路,成为了页岩气规模开发工作的重中之重。为此,依据四川盆地长宁—威远国家级页岩气产业示范区的清洁生产实践,归纳总结了该区以"节能、降耗、减污、增效"为目标,以"减量化、无害化、资源化"为重点的清洁生产技术体系:①在井场设计、钻完井技术和作业物料选择时,综合考虑生产需求和环保要求,优先选用环境友好型技术和物料,从源头上控制了钻完井过程中固体废物和废液的总量;②加强钻完井作业过程中废气、废水、废渣的过程管控,进一步强化了废弃物总量削减效果;③结合多年钻井生产和环保工作实践,形成废弃物集中处理与再利用技术体系,提高了末端治理水平。现场实践应用效果表明,页岩气钻井作业通过源头预防、过程管控和末端治理,对周边环境生态的影响明显减小,取得了良好的环境和社会效益。

摘要：四川长宁—威远国家级页岩气示范区(以下简称示范区)自批复设立以来,历经10余年的探索与实践,已建成集规模、技术、管理、绿色为一体的页岩气产业化示范基地,其成功经验对于中国非常规油气资源的高效开发具有重要借鉴意义。为此,对该示范区在“十三五”期间形成的效益开发技术进行了系统梳理和总结,针对该区中深层页岩气长期效益稳产所面临的问题与挑战,提出了解决对策。研究结果表明:(1)该示范区在建设过程中,创新提出了页岩气“三控”富集高产理论,明确了四川盆地南部(川南)页岩气富集模式;(2)通过建立页岩气勘探开发“六大”主体技术,创建地质工程一体化高产井培育方法,有效支撑了示范区规模效益开发;(3)探索形成了川南中深层页岩气效益开发模式,产能建设效益和效率得到全面提高;(4)利用“控制递减、增加动用、拓展外围”三项举措,完成了中深层页岩气接替稳产。结论认为:(1)要持续保障川南页岩气长期效益稳产,仍需深化储层精细描述与复杂机理认识,探索提高采收率技术与方法;(2)突出地质工程深度融合下的精细压裂设计与实施,持续提升压裂缝网构建质量,是提高该区页岩气单井产量的重要路径;(3)持续推进管理变革与创新,进一步完善效益开发模式,是示范区低成本发展的必由之路。

摘要：自2009年以来,在四川长宁-威远国家级页岩气示范区开始了大规模的页岩气开发,其主体技术是水平井和多段水力压裂。但是该地区30%以上的水平井在水力压裂过程中出现了套管变形,这不仅导致压裂段数减少和单井产量下降,同时亦使井的完整性出现问题从而缩短井的生命周期,严重制约着该地区页岩气的高效开发。本文针对长宁-威远地区水力压裂引起的断层滑移和套管变形机理展开研究并提出套管变形的一些防控策略。首先对长宁-威远区块的套管变形的几何特征进行了统计分析,同时结合蚂蚁体追踪的断层位置和微地震信号的时空特征分析,综合得到了该地区套管变形与水力压裂诱发的断层滑动存在相关性的结论。然后对长宁-威远地区地应力进行了描述,通过对现场滑动断层的受力分析,得到了断层滑动可能优先于水力压裂发生的可能性。介绍了压裂施工可能导致的断层稳定与不稳定滑动对套管变形的影响,分析了控制断层滑移的主控因素并提出了触发类和诱发类两种不同的断层滑动模式。分析了断层泥矿物成分对其摩擦性能及其对断层稳定性的影响,指出长宁-威远地区页岩断层泥的黏土成分小于某一临界含量值时,会表现出来速度弱化从而导致断层的不稳定滑动。最后在此基础上,提出了套管变形的一些防控策略:(1)在断层滑动引起的套管受力变形的基础上总结了套管和水泥环的材料和设计对套管变形的影响;(2)基于诱发类断层滑动研究了施工参数对断层滑移量和套管变形量的影响;(3)基于诱发类断层滑动提出断层滑动风险预测的概念方法;(4)最后综合提出了一套基于地质工程一体化的防控方案。

摘要：在四川盆地西南部长宁—威远国家级页岩气示范区,部分页岩气井井筒完整性出现了一些问题,直接影响了页岩气水平井单井产量的提高。为此,在统计分析该区页岩气水平井出现的套管损坏、套管下入困难、水泥环密封性难保证等井筒完整性问题的基础上,建立了多因素耦合套管应力计算评价模型,研究了温度效应、套管弯曲、轴向压力等多因素耦合对套管损坏的影响机理;利用自主莫尔—库伦准则,分析了页岩层滑移机理及与套管剪切变形的关系;利用自主开发的下套管钩载预测及摩阻分析软件,对影响套管摩阻的主控因素进行了反演分析。最后,针对页岩气水平井的特点,以提高钻井质量(DQ)为核心,从设计、施工工艺等方面提出了井筒完整性控制对策:①修订页岩气井套管设计计算方法和校核标准;②优化井身结构和全井眼轨迹设计;③提高钻井质量;④优化水泥石性能并校核压裂过程中水泥石的密封完整性等。该研究成果对于指导未来页岩气井井筒完整性设计和管理具有重要意义。

摘要：目前页岩气井间压窜问题突出,严重干扰邻井生产。以威远页岩气示范区某区块为研究对象,根据压窜后母井生产特征,提出以母井产量恢复速度为核心的压窜影响程度量化评价指标,并采用灰色关联分析法评价了10项地质、工程影响因素。结果表明,井间距离、母井生产时间、平均单簇用液规模、天然裂缝与压窜程度的灰色关联度较高。在此基础上,评价了子母井位置关系、母井生产时间、单簇用液规模、天然裂缝对压窜程度的影响规律。评价结果表明:①井间压窜以巷道平行模式为主,巷道错位/相对模式压窜次之;②随着母井生产时间增长,母井产量恢复速度、恢复程度趋于降低,建议子井压裂时间控制在母井生产300 d以内;③随着平均单簇用液规模增加,压窜影响程度趋于增强,建议根据母井生产时间和井间位置关系,针对性优化单簇用液规模;④对于贯穿型天然裂缝发育的井段,在设计和施工过程中需要严格控制用液规模、优化射孔参数和施工排量,避免压窜。现场试验表明,该研究成果对页岩气减小井间压窜影响具有指导意义。