摘要：针对深层页岩气埋深大、两向水平应力差大、垂向应力差小、岩石塑性特征强等地质特征,以地质工程一体化为设计理念,建立了包括测井曲线、页岩总有机碳含量、孔隙度、全烃、关键录井元素、矿物组分、过量硅、矿物脆性、岩石力学参数等评价方法,开展沿水平井段的地质工程双甜点研究,实现地质与工程一体化优选甜点段和最优甜点段准确识别,为深层页岩气水平井压裂改造提供依据.然后,基于高导流的立体缝网为体积压裂的目标函数,开展深层页岩气窄压力窗口下的体积压裂注入模式及工艺参数优化研究,包括迂回双暂堵工艺优化,支撑剂在复杂缝网下的动态运移规律与导流能力研究,以及一体化变黏度高降阻滑溜水研发等.研究成果在现场的应用结果表明,上述基于地质工程一体化的体积压裂技术,压后测试产量较邻井能提高30%~50%以上,可大幅度提高深层页岩气的经济开发效果,对今后垂深超过4500 m的超深层页岩气的经济有效勘探与开发,也同样具有重要的指导和借鉴意义.

摘要：页岩气藏开发需进行大规模分段压裂改造,动用的液罐数目庞大,传统钢制储液罐只能"一车一罐"运输,井场占地面积大、施工成本高。为了降低液罐综合使用费用、减少液罐占地面积,自主研制了一种可折叠软体储液罐。基于有限元模拟,首先进行了结构优化设计、结构参数的优化和材料及加工工艺优选等,使其具有优异的力学性能和便于作业的技术参数。试制及评价试验结果表明,该储液罐有限元模拟结果和罐体可靠性试验数据一致性好,软体内罐、吊网的强度设计能满足实际使用需要,可靠性、安全性高;加入防旋流设计、快速排液和排空等设计理念,使其进一步具备应用于页岩气压裂液的技术优势。目前该储液罐已成功用于JS10、XY1-HF、XY2-HF等井的现场施工,先导性试验结果表明其完全满足页岩气压裂改造的大液量储液需要,大幅度降低了运输成本和施工费用,减小了井场占地面积,为保障页岩气藏安全高效开发、降低施工成本提供了技术支持。

摘要：川西LD气田为典型的低压低渗透致密气藏,该类气藏因地层压力低,加砂压裂改造时压裂液滤失量大,返排速度慢,返排率低,导致储层及裂缝受到伤害而影响改造效果,使依靠压裂建产的LD气田的稳产形势面临巨大挑战。通过室内实验,研制了低质量分数的稠化剂增能压裂液体系,降低了压裂液残渣对储层的伤害,结合储层地质特征,在液氮增能设计方法优选及施工关键参数计算方法研究的基础上,形成了液氮增能压裂技术,提高了压裂液的返排速率和返排率,最终形成了提高LD气田低压气藏改造效果的关键技术。现场10口井18层的应用结果证实,气井返排速率明显加快,压裂后平均测试时间由前期的10d缩短到2d,气井见气点火时间明显缩短,平均产气量为0.762 3×10~4m^3/d,比2008年增加了0.549 5×10~4m^3/d,有效实现了低压气藏低伤害压裂,为低压气藏开发提供了有效手段。

摘要：定向井压裂具有破裂压力异常、近井摩阻大、裂缝特征复杂等特点,与直井压裂相比普遍存在施工难度大和压裂后增产效果差等问题,其主要原因是近井效应显著、裂缝空间转向,存在弯曲裂缝和多裂缝。压裂优化设计时主要从减少多裂缝和近井摩阻的角度出发,达到增加裂缝长度和宽度、降低施工难度以及提高压裂施工效果的目的。对定向井压裂施工砂比、前置液量、施工规模、变排量施工和压裂材料等施工参数进行优化,通过在川西MJ地区现场试验,推广应用了9口井,压裂前平均单井天然气产量为0.1294×104m3/d,压裂后平均单井天然气产量为5.16×104m3/d,增产效果显著。

摘要：为适应元坝地区高温高、高压、高含硫等,以及高固相井况条件,解决环空气窜问题,研发了新型封隔式尾管悬挂器。封隔器单元采用单胶筒结构,保证了工具的安全可靠性。防退卡瓦结合内部防退卡簧结构设计,有效减小了胶筒胀封后的回弹间隙,保证了封隔器的封隔能力。现场4口井的应用效果分析表明,该工具使用安全性及使用效果,总体上达到了设计要求,初步解决了元坝气田环空气窜难题。

摘要：我国于2010年实施第一口页岩气井压裂,历经10年的发展,已经成为全球第二个掌握页岩气开发核心技术的国家,实现了页岩气压裂技术从无到有、从跟跑到部分领跑的发展跨越,创建形成了适合于我国中浅层海相页岩气开发的压裂理论与技术体系。为了助推我国页岩气产量实现新的跃升,在梳理中美两国页岩气压裂技术发展进程的基础上,全面回顾了我国在页岩气压裂基础理论与优化设计方法、液体体系、压裂工具及工艺技术方面的发展历程与进展现状,总结了压裂甜点识别、缝网扩展模拟与调控、岩体水化与返排控制、缝网体积评价表征等基础理论与优化方法的研究成果;论述了滑溜水压裂液体系、少水或无水新型压裂液的研制与应用;评价了可钻复合桥塞、可溶性桥塞、大通径桥塞和套管固井滑套等分段压裂工具的发展与自主研发水平;阐述了现场工艺技术的实施状况,包括早期实施的常规分段分簇压裂到目前的“密簇”压裂、暂堵压裂等。在此基础上,系统分析了目前我国页岩气压裂技术面临的挑战,展望了相关技术的发展方向。结论认为,我国需要持续开展适合于国内深层—超深层海相页岩气、陆相—海陆过渡相页岩气的压裂理论与技术方法攻关研究,以支撑和助推未来我国页岩气高效开发。

摘要：川深1井是一口超深风险探井,完钻井深高达8420m,井底温度178℃,为保证固井质量,水泥浆高温沉降稳定性至关重要。论文结合水泥浆在井底的顶替和静止自由沉降过程,利用高温高压稠化停机实验结合浆杯底部沉降颗粒层的厚度,建立了水泥浆高温沉降稳定性测试评价方法。基于水泥浆高温沉降失稳机理分析,从液相和固相角度出发,基于红外光谱检测分析提出了有机聚合物液相外加剂耐温能力评价技术,结合环境扫描电镜微观结构观察探明了硅砂粗细搭配以及超细材料微硅、液硅、纳米SiO2以及胶乳对水泥浆高温沉降稳定性的影响及其作用机理。论文研究满足了1.90~2.30g/cm^3水泥浆高温150~180℃沉降稳定性的要求,研究措施应用于川深1井五开油层尾管水泥浆体系设计中,水泥浆高温沉降稳定性良好,固井质量优良率88.1%。

摘要：川西须家河组深层岩石抗压强度高,研磨性强,常规PDC钻头在这一层位机械钻速很低,是制约这一地区致密低渗砂岩气藏高效开发一个非常重要的瓶颈性难题。提出了一种"异形加长齿"PDC钻头设计新技术和通过数字化钻进仿真技术来对钻头进行横向力平衡设计的新方法。事实证明,切削结构设计理念和设计技术的创新能够使PDC钻头对复杂难钻地层的适应性得到显著改善,必将成为未来世界PDC钻头设计技术的重要发展方向。