四、陆相页岩气勘探开发存在的问题及技术对策
2、工程技术方面
(1)钻井技术方面
存在问题:
鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层粘土矿物含量高,且主要由伊/蒙混层矿物组成,钻井过程中,特别是在长水平段钻进时,水基钻井液易滤失到地层而使粘土矿物膨胀,导致井壁垮塌等井下复杂事故;
技术对策:
①开展页岩气钻井井壁稳定性研究,优化钻井参数,避免钻井过程中井壁的缩颈或垮塌;
②开发油基钻井液体系,如白油基钻井液,闪点高、低毒、无荧光,既解决了页岩段钻井安全的问题,又有利于储层保护。
(2)固井技术方面
存在问题:
页岩气井固井采用了双密度水泥浆固井技术,但对于鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层来说,压力低、微裂缝发育,固井水泥浆体系必然要滤失一部分水进入地层,对储层产生污染。
技术对策:
开发低密度泡沫水泥浆体系,降低水泥浆体系的密度,同时降低滤失量,降低固井过程对页岩气储层的伤害程度。
(3)压裂技术方面
存在问题:
①陆相页岩气主要采用大型滑溜水压裂工艺进行增产改造,一是每次(级)压裂需要使用2000方左右水,当水平井大规模多级压裂时,则需使用上万方水,这对水资源缺乏的陕北地区是一个严峻的考验;二是陆相页岩气储层粘土矿物含量高,地层强水敏,压裂时大量水进入储层会造成粘土矿物膨胀、分散运移,可能导致形成的页岩裂缝堵塞,影响最终的压裂效果;三是压裂后返排液量较大,外排可能对环境造成污染;
②水平井是页岩气开发的主要方式之一,分段压裂工具是水平井压裂的关键技术,目前使用的都是国外压裂工具,存在价格过高的问题;
技术对策:
①采用丛式井开采页岩气,将返排出的压裂液经过回收处理,再用于其它井的压裂施工。
②探索和试验页岩气井纯液态CO2压裂工艺,利用陕北煤化工富余CO2的资源优势和CO2独特的物理化学性质,替代滑溜水进行压裂改造,不仅对储层无伤害,而且也没有压裂返排液需要处理及外排的问题;
③与国内高校、研究机构合作研究,开发出页岩气水平井压裂井下工具,降低成本。
(4)地面集输技术方面
存在问题:
页岩气井单井产量低,地面塬、梁、峁、沟纵横,管网建设难度
大、成本高,经济效益较差。
技术对策:
①采用“低、小、简、短、串”等经济适用的集输工艺技术,即采用“低”成本材料、“低”压集气,“小”管线、“小”型撬装装置,“简”化工艺、“简”化设施设备,“短”流程,管线“串”接;
②采用丛式井开发方式,降低地面集输难度,提高了管网集输的经济效益;
③就近利用,用于生产LNG、CNG、发电或油气田生产自用等。
3、环保方面
存在问题:
①目前陆相页岩气压裂采用的是滑溜水压裂液,用液量大,而且压裂液中的化学添加剂在一定程度上会造成地下水污染。
②大量钻井液废液及压裂返排液液未经处理外排的话,会对环境造成污染。
技术对策:
①采用丛式井开发方式,对钻井液、压裂返排液进行处理后重复利用,减少环境排放量,既节约水资源又可防止对环境造成污染;
②开展钻井液废液、压裂返排液处理工艺技术研究,集中收集,进行处理后回注油层;
③开展页岩气井液态CO2压裂工艺研究与试验,提高压裂效果,,达到最终替代水基压裂液的应用目标,从根本上解决水基压裂液对储层和环境的污染问题。
4、成本方面
存在问题:
鄂尔多斯盆地陆相页岩气储层物性较差,对钻完井工程、压裂工程等技术要求高,但单井产量较低,造成生产成本高、综合经济效益较差。
技术对策:
①推广页岩气丛式井开发模式,在一个平台上钻多口定向井、水平井,减少施工机组动迁、占地、道路建设、集输管道等费用,降低成本;
②开展钻井液、压裂液回收处理、循环利用技术研究与应用,减少配制钻井液、压裂液的材料费用;
③开展新型工程工艺技术研究与应用,提高陆相页岩气井单井产量,提高综合经济效益。