技術(shù)進(jìn)步是頁巖氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ姐@井技術(shù)的應(yīng)用解決了頁巖儲層中日產(chǎn)量低、生產(chǎn)周期短等缺點(diǎn)。目前水平井被公認(rèn)為是頁巖氣開發(fā)的最合理方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在美國頁巖氣開發(fā)鉆井中，Barnett頁巖的開發(fā)情況充分反映了水平鉆井技術(shù)在頁巖氣開發(fā)鉆井中的應(yīng)用效果。
美國Texas州北部的Barnett頁巖是美國開發(fā)時(shí)間最早、產(chǎn)量最大的頁巖，面積超過5000平方英里，遍及15個(gè)縣，核心地區(qū)位于Denton、 Tarrant、Johnson和Wise縣境內(nèi)。1981年，Mitchell能源公司在Fort Worth盆地的Barnett頁巖中完鉆了第一口直井，Barnett頁巖開發(fā)開始起步，但發(fā)展緩慢;1992年，Mitchell能源公司在 Barnett頁巖中完成第一口水平井，但此時(shí)水平井只是作為一種新的嘗試，并沒有大規(guī)模地應(yīng)用于頁巖氣開發(fā)中;2002年，Devon能源公司收購 Mitchell能源公司后，開始在Barnnet頁巖大規(guī)模打水平井;2004年，Barnett頁巖中共有生產(chǎn)井3889口，其中水平井377口，天然氣年產(chǎn)量為1.08×1010m3;2007年，Barnett頁巖中生產(chǎn)井?dāng)?shù)達(dá)到了8419口，其中水平井4078口，天然氣年產(chǎn)量達(dá)到了 1.42×1010m3;2008年，整個(gè)Barnett頁巖中共有生產(chǎn)井10000口左右，其中2/3的井為水平井，天然氣年產(chǎn)量達(dá)到了 4.54×1010m3。Barnett頁巖實(shí)際鉆井經(jīng)驗(yàn)表明，從水平井中獲得的估計(jì)最終采收率大約是直井的三倍。從Barnett頁巖開發(fā)發(fā)展歷程來開，2002年前，直井一直是Barnett頁巖氣開發(fā)的主要方式，日產(chǎn)量很低，2003年，水平井大規(guī)模應(yīng)用在Barnett頁巖中后，結(jié)合壓裂工藝的改進(jìn)，Barnett頁巖天然氣年產(chǎn)量呈直線增長(圖5)。據(jù)Pickering Energy Partners公司對2004年Texas州的11個(gè)縣的Barnett頁巖生產(chǎn)井情況統(tǒng)計(jì)，水平井的月最大產(chǎn)量明顯高于直井，特別是在核心地區(qū)，這一現(xiàn)象更加明顯，水平井的月最大產(chǎn)量是直井的4倍左右。
水平鉆井技術(shù)是頁巖氣開發(fā)的核心技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于頁巖氣開發(fā)鉆井。水平井頁巖氣單井產(chǎn)量高，生產(chǎn)時(shí)間長，是頁巖氣開發(fā)最合理的方式，水平井井位應(yīng)該盡量選擇在天然裂縫系統(tǒng)發(fā)育、有機(jī)質(zhì)富集、泊松比低和楊氏模量高的地方。
水平井鉆井主要有低壓欠平衡空氣鉆井、控制壓力鉆井和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井等技術(shù)，低壓欠平衡空氣鉆井技術(shù)應(yīng)用較成熟，控制壓力鉆井技術(shù)能夠很好的克服井壁坍塌問題，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是頁巖氣水平鉆井技術(shù)發(fā)展的方向。水平鉆井結(jié)合合理的增產(chǎn)措施是提高頁巖氣產(chǎn)量的必要手段。
水平井技術(shù)難度大，成本高。中國頁巖氣勘探開發(fā)正處于起步階段，在勘探階段，鉆井的主要目的是取芯并獲取含氣性參數(shù)，宜采用直井。在開發(fā)階段，為了提高開發(fā)井產(chǎn)能，宜采用水平井。欠平衡鉆井難度大，控制壓力鉆井相對成熟，旋鉆導(dǎo)向鉆井技術(shù)在中國還處于引進(jìn)國外技術(shù)階段。在頁巖氣開發(fā)試驗(yàn)階段，宜采用控制壓力鉆井技術(shù)或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。
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