3）开发方式对产能影响大
水平井是目前主要的页岩气藏生产形式。水平井的产量是垂直 井的3-4倍多，成本仅是直井的1.5-2 倍。目前85%的开发井为水平井 ＋多段压裂。
平均产量, MCFD
3000
2000 1000 0 0 200 400 600 直井平均产量 水平井平均产量 800 比率 1000
3.0 2.0 1.0
曾庆坤 何发岐 李建青 谢先平
4
2、考察行程
4月6日， 抵达美国。 4月7-9日，与 Chevron进行技术交流、参观钻井现场及设备、参观 天然气生产流程。 4月10-11日，北美构造及地层考察，以大峡谷地层剖面为主。 4月12-13日，与哈丁歇尔顿公司交流，参观页岩气压裂现场；参观 页岩气钻井现场，并进行技术总结。 4月14-16日，与BP交流，在HOUSTON会见BP北美天然气业务总部领导， 讨论伍德福特（Woodford ）页岩气作业概况及技术交流（地震，钻井 等）； 参观岩芯实验室； 在OKLAHOMA前往气田实地考察整个生产流程 （包括：井场准备，钻井，压裂，清洗井眼，生产和运输等）。 4月17日，代表团乘飞机离开洛杉矶回国。
管头承压能力要求较
高，固井质量要好， 水泥返高到地面；水
平段是5/套管固井完
井。
28
4、页岩气水平井钻井
4.4 钻井液体系
防止粘土膨胀； 提高井眼稳定性；
预防钻井液漏失；
提高钻速。 直井段（三开前）对钻井液体系无特殊要求，主要采 用水基泥浆。水平段钻井液主要采用油基泥浆。
29
5、页岩气水平井压裂技术
23
2、选区评价技术
4） Ro是热成因页岩气成藏的主控因素。Ro介于
1.1%～3%的范围是热成因型页岩气藏的有利分布区。 在北美俄克拉荷马东南的阿科马盆地Ro达到4.89% Woodford页岩中也发现了页岩气藏。改变了以往对页岩Ro 上限小于3%的观点, 但Ro过高会导致页岩气藏中的二氧化 碳含量增高。
24
3、地震资料的应用
美国几个页岩气田都位于常规油气勘探程度 较高的地区，常规油气勘探地震资料用来解释页岩 层段的断层和顶底板。
25
4、页岩气水平井钻井
4.1 水平段井眼位置及方向的设计主要依据地应力资料
最大应力方向
水平井眼取向
水平井眼位置选择在低应力区、 高孔隙度区、脆性矿物富集区和富干 酪根区，为后期压裂提供有利条件。
5.1 页岩压裂工艺优化
压裂规模优化 主要是根据产量与经济 效益总结中得出规律的。 裂缝半长400m。水平井 每段长100－130m左右。
因此，虽然各井压裂有不同的压裂规模，但主要情况差不多：水平井 水平段长1300m，10段压，每段加砂100方左右，用水约2000方。
31
5、页岩气水平井压裂技术
的敏感性，并分析测试TOC和吸附等温曲线。 Bp通过参数井的系统取心，在“相控页岩分布”的思路指导下，对岩心 的层序和沉积细致描述，研究页岩的沉积特征，编制不同层系页岩沉积相平、 剖面图。 Arkoma 盆地的伍德福德页岩的系统岩心分析表明，页岩气分布在碎屑 岩和碳酸盐岩构成的旋回沉积的富含有机质页岩段中，该段TOC、Ro指标与 页岩气产出有极为密切的关系。 国内对页岩的岩芯分析与国外比还存在较大的差距，特别是试验设备与 试验方法方面。
5.2 页岩气水平井单井分段多级压裂工艺流程
分段多级压裂：压裂的规模化、裂缝的网络化、作业的
工厂化，实现效益最大化。
32
5、页岩气水平井压裂技术
5.3 页岩气水平井压裂配套技术 (1)射孔优化
一般页岩水平段长1300m，每个压裂段100-130m，每段射３－４
次，每次射孔2-3尺，孔密8-16孔/米，60°相位角。
田开发进入。
HARDING-SHELTON：是较早开展页岩气勘探开发的独立公司，在页 岩气钻井设计、压裂设计及现场技术服务具有特点。
14
一、 概况 二、 调研成果 三、 建议
1、页岩气藏特点 2、选区评价技术 3、物探技术
4、水平井钻井技术
5、水平井压裂技术 6、“井工厂”理念
15
1、页岩气藏的特点
与常规测井无异，但对于页岩参数的确定，在勘探阶段需要通过岩心资料的
分析标定、ECS测井获得。 通过对已知页岩气藏总有机碳含量、成熟度、含气性等地球化学参数与 测井资料标定建立气藏评价方法的研究，在新井或新层评价时可通过测井模 型确定各项参数。
21
2、选区评价技术
2）页岩气储层评价
岩心分析：确定孔隙度、储层渗透率、泥岩的组分、流体及储层
55%井初始无阻流量没有工业产能
30
直井压裂平均产量达0.8万方/d左右 水平井压裂平均产量可达 10 万方 /d 以 上，最高达30万方/d
0 1950
1960
1970
1980
1990
生产周期比较长
早期以游离气为主，产量较高，递减快（第一年产量降到65%） 后期以吸附气产出为主，产量相对较低，年递减率2%～3%，单井日产2-3万方 预测页岩气田开采寿命可达30～50年 保持合理的生产制度
水平井眼方向沿最小水平应力
方向钻进，后期压裂裂缝与井眼方
向垂直，压裂改造效果好。
26
4、页岩气水平井钻井
4.2 丛式钻井
可采用底部滑 动井架钻丛式井组。 每井组3～8口单支水 平井，水平井段间距 300-400m左右。
27
4、页岩气水平井钻井
4.3 井身结构 —主要是三级结构
由于后期加砂压 裂，因此对套管及套
压裂现场 采气井场
钻前现场
水平井钻井现场
采气曲线
12
4、考察的认识与体会
(1) 外国公司具有极强的安全意识及周密防范措施； (2) 每个页岩页岩气成藏地质各具特色和勘探开发特点； （3）页岩气勘探开发关键技术包括：资源评价技术、地震 处理与解释技术、水平井钻井技术、水平井多级分段压裂技术 （含微地震监测）等。 (4) 页岩气勘探开发的关键点：井位设计、压裂设计。
0.0 1200 天数 18
水平井/直井产量比
4000
4.0
1、页岩气藏的特点
4）产量递减先快后慢，生产周期长
kentucky东部泥盆系页岩气产量递 减曲线，xx井26年累计产量 1333×104m3
60
Million Cubic Feet
一般无自然产能，所有井都要实施压裂改 造。据美国资料统计： 40%的井初期裸眼测试时无天然气流
井“工厂” －采 气
钻井井架
8
3、考察对象及主要活动
(2)哈丁.歇尔顿公司
技术交流：
4个报告，主要就资源评价、 压裂、测井及裂缝监测技术进 行了深入的交流。
9
3、考察对象及主要活动
(2)哈丁.歇尔顿公司
现场考察：
参观了1个压裂井 场、2个采气井场。
2口井同步压裂施工现场 规模大，井场占地面积大，2口井分
2
一、 概况 二、 调研成果 三、 建议
1、页岩气藏特点 2、选区评价技术 3、物探技术 4、水平井钻井技术 5、水平井压裂技术 6、“井工厂”理念
3
1、考察团成员
团长
团员
宗
铁
石油工程部副主任（工程）
油田勘探开发事业部总地质师（地质）
戴少武
周
松
华东分公司副总经理（物探）
油田勘探开发事业部处长（采油气） 油田勘探开发事业部处长（地质） 华东分公司研究院副院长（地质） 华东分公司非常规项目部副主任（采油气）
13
4、考察的认识与体会 （5）三个公司的页岩气业务各具特点：
CHEVRON：在复杂山地地区钻井部署及“工厂化”生产组织、同步
压裂以及高演化烃源岩页岩气评价技术 具有特点。2008年通过购买页岩 气田开发进入。 BP：在地质评价、区块优选以及整个页岩气勘探开发生产组织、项 目运作方面具有良好的经验值得中国石化借鉴。2008年通过购买页岩气
5.1 页岩压裂工艺优化的内容
5-1/2”套管大排量压裂，降摩阻
测井数据分析及经验总结； 闭合压力，施工方案优化； 淡水、砂，0.5%以下添加剂； 高强度、密度小，沉降速度小 ； 目前是经验总结的结果；
30
井筒适应性分析
射孔井段选择 地应力场分析 压裂液优化 支撑剂选择 施工规模优化
5、页岩气水平井压裂技术
1）页岩气资源丰富
美国48 个州广泛分布了含巨量天然气的高有机质页岩。德克萨斯州 初步开采的Barnett 页岩提供了本土48 个州天然气生产总量的6%。分析
估计至2011 年多数的储量增长（50%到60%）将来自非传统的页岩气。
四个新的页岩气（Haynesville，Fayetteville，Marcellus 和 Woodford）可采气体总量可能超过15万亿。 对比研究，中国南方广大地区海相地层中发育的优质烃源岩是国内 页岩气勘探的重要目标，专家初步估计页岩气资源量大约30万亿方。
6) 页岩的孔隙度
7) 页岩的渗透性 8) 构造格局
14) 输气管网
15) 井场情况与地貌环境 16) 污水处理与环保
20
2、选区评价技术
2）页岩气储层评价 测井和岩芯分析是页岩气储层评价的两种主要手段。
测井：数据主要包括ECS、GR、成像测井、声波测井等；
从CHEVRON、HARDING-SHELTON、BP等公司的资料看，页岩气的测井技术
19
2、选区评价技术
1）页岩气有利目标区优选技术
北美地区页岩气评价包含16个参数，内容全面。 1) 有效页岩的厚度 2) 页岩的有机质丰度 9) 沉积、构造演化史 10) 页岩横向连续性
3) 页岩的热演化程度
4) 页岩的矿物组成 5) 页岩的含气量
11) 3D 地震资料情况