单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,超临界,CO,2,开发非常规油气藏钻完井技术研究,沈忠厚,中国石油大学（北京）,2012.3,非常规油气藏开发技术,China University of Petroleum,超临界CO2开发非常规油气藏钻完井技术研究沈忠厚2012.3,汇报提纲,一、绪论,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,三、超临界,CO,2,开发非常规油气藏的优势,四、结论与建议,China University of Petroleum,汇报提纲 一、绪论China University of P,一,、绪 论,1,、,我国油气勘探开发趋势,我国页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规油气资源非常丰富。目前我国常规油气资源探明程度相当高，储量增长“入不敷出”稳产难度越来越大。,非常规油气资源将成为我国新的油气增长点。,我国低渗透油气储量占剩余储量的,50%,左右，新增探明储量中,7080%,为低渗特低渗油气藏，低渗油气藏将成为我国,油气增长的主力,。,低渗和非常规油气资源将成为我国未来油气开发的重点！,一、绪 论1、我国油气勘探开发趋势 我国页,2,、,非常规及低渗油气藏开发面临的主要问题,钻井速度极慢，建井周期长，投资成本高；,坚硬岩石（大理岩、花岗岩等）,致密低渗岩石（页岩等）,孔隙度和渗透率极低，储层极易受污染；,储层粘土含量高，遇水易膨胀,污染后难恢复,丰度低、单井产量低、采收率低、开采周期长（有的高达,30,年）；,一,、绪 论,2、非常规及低渗油气藏开发面临的主要问题 钻井速度极慢，建井,一、绪论,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,三、超临界,CO,2,开发非常规油气藏的优势,四、结论与建议,汇报提纲,China University of Petroleum,一、绪论汇报提纲 China University of P,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,CO,2,广泛存在于自然界中，俗称碳酸气，又名碳酸酐。空气中含量为,0.03%0.04%,，但随工业化发展其含量不断增高。,1,、超临界,CO,2,的相态特征,无色无臭,水溶液呈酸性,不能燃烧,易被液化,二、超临界CO2流体的物理特性 CO2广泛存,物理特性,气体（常温常压）,超临界流体,液体（常温常压）,（,1,）密度（,g/cm,3,）,0.00060.002,0.20.9,0.61.6,（,2,）黏度,mPa.s,10,-2,0.030.1,0.23.0,（,3,）扩散系数（,cm,2,/s,）,10,-1,10,-4,10,-5,超临界流体既不同于气体也不同于液体，具有许多独特物理化学性质,密度,接近于液体,能够为井下马达提供足够扭矩、溶剂化能力强,黏度,接近于气体,扩散系数,大于液体,传热、传质性能良好,表面张力,接近于零,可进入到任何大于超临界流体分子的空间,易流动、摩阻系数低,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,2,、超临界,CO,2,物理特性,物理特性气体（常温常压）超临界流体液体（常温常压）（1）密度,一、绪论,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,三、超临界,CO,2,开发非常规油气藏的优势,四、结论与建议,汇报提纲,China University of Petroleum,一、绪论汇报提纲 China University of P,1,、易于破碎坚硬及难钻岩层，可较大幅度提高钻井速度。,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,花岗岩,曼柯斯页岩,SC-CO,2,Jet,大面积坑道,轮廓不明显,破碎体积较大,大面积崩落,Water Jet,小的沟槽,轮廓较为清晰,破碎体积较小,193 MPa Water,90 MPa SC-CO,2,1、易于破碎坚硬及难钻岩层，可较大幅度提高钻井速度。三、超,喷射破岩实验,实验岩样,流体类型,门限压力,MPa,花岗岩,水,CO,2,比值：,CO,2,/,水,75,50,67%,曼柯斯,页岩,水,CO,2,比值：,CO,2,/,水,124,55,44%,利用水力辅助机械联合破岩方式对曼柯斯页岩进行实验，结果表明利用超临界,CO,2,是用水的钻进速度的,3.3,倍,。,压力低于,124MPa,时，水力射流不能破岩；,超临界,CO,2,喷射破岩的有效压力低至,55MPa,。,曼柯斯页岩喷射钻井实验,1,、易于破碎坚硬及难钻岩层，可较大幅度提高钻井速度。,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,喷射破岩实验门限压力 水75水124 利用水力辅,水基钻井液打开低渗透储层的危害,固相颗粒进入储层堵塞孔隙吼道；,泥浆滤液侵入到油气层中，导致油气层中粘土膨胀，进一步堵塞地层孔隙吼道；,引发水锁效应、岩石润湿性反转、原油乳化等。,超临界,CO,2,流体打开低渗透储层的优势,致密的砂岩储层,超临界,CO,2,流体中不含固相颗粒，不会堵塞孔隙吼道；,超临界,CO,2,流体不是液相、也不含液相，不会导致储层中粘土膨胀。从根本上避免了水锁效应、岩石润湿性反转、原油乳化等危害的发生。,2,、在低渗及特低渗油气层开发中，可有效保护油气层。,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,水基钻井液打开低渗透储层的危害 固相颗粒进入储层堵塞孔隙吼道,3,、易钻各种复杂结构井，提高单井产量,超临界,CO,2,对储层无污染，而且容易钻,水平井、多分支井、超短半径辐射水平井以及各类复杂结构井,，均可大幅提高油气单井产量。,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,3、易钻各种复杂结构井，提高单井产量 超临界C,A,高效置换甲烷,4,、有效提高油气采收率,CO,2,与页岩的吸附强度大于,CH,4,与其吸附强度，因此进行超临界,CO,2,驱替开采时，它可以置换吸附在页岩层上的,CH,4,，增加游离态气体含量，从而进一步提高页岩气采收率。,吸附于岩石颗粒和有机质表面甲烷含量约,20%85%,，排水降压开采解析程度有限。,粘土和泥质为页岩最主要组分（粒径较小，,563m,），比表面积大，粘土矿物含量越高吸附气含量越高，越具开采价值。,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,A 高效置换甲烷4、有效提高油气采收率 CO2,B,高效驱替甲烷,4,、有效提高油气采收率,表面张力为零,粘度小,扩散系数大,传质性能好,渗透率极低，,10,-4,10,-6,md,（致密砂岩,10,-2,10,-3,md,）,孔隙度极低,（通常小于,5%,，以微孔隙为主）,毛管力极强（微孔增大了流体毛管力）,页岩储层特性,SC-CO,2,容易进入任何大于其分子的空间（包括毛管孔隙），有利于驱替气藏中的甲烷气体；,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,B 高效驱替甲烷4、有效提高油气采收率表面张力为零渗透率极低,C,改善流动通道,4,、有效提高油气采收率,超临界,CO,2,流体密度大，溶剂化能力强，能溶解近井地带的重油组分及其他有机物,CO,2,与粘土矿物中的水结合，能为粘土砂层脱水，增大储层渗透率和孔隙度；,改善油水流度比，改善储层润湿性，降低流动阻力；,三、超临界,CO,2,钻开发非常规油气藏的优势,C 改善流动通道4、有效提高油气采收率超临界CO2流体密度大,一、绪论,二、超临界,CO,2,流体的物理特性,三、超临界,CO,2,开发非常规油气藏的优势,四、结论与建议,汇报提纲,China University of Petroleum,一、绪论汇报提纲 China University of P,四、结论与建议,1,、超临界,CO,2,破岩门限压力低、破岩速度快，对于典型的难钻页岩层来说，能够大大缩短建井周期，降低钻井费用；,2,、超临界,CO,2,流体既不含固相也不含水，对储层无任何损害和污染，非常适合于粘土含量较高的页岩气藏开发。,3,、超临界,CO,2,流体黏度低、表面张力为零、易流动，容易进入毛细孔隙中，驱替及置换甲烷；同时超临界,CO,2,容易钻水平井、超短半径水平井等复杂结构井，可大大提高单井产量和采收率；,4,、超临界,CO,2,开发页岩气是集钻井、完井、增产、采气及,CO,2,埋存为一体的系统配套技术。,5,、建议利用超临界,CO,2,流体进行压裂，以防止储层伤害，提高采收率，降低成本。,四、结论与建议 1、超临界CO2破岩门限压力低、破岩速度快,谢谢各位专家欢迎批评指正,非常规油气藏开发技术,China University of Petroleum,谢谢各位专家非常规油气藏开发技术China Universi,