页岩气勘探开发HSE标准体系建设与探讨.pdfVIP

2013 年全国天然气学术年会 页岩气勘探开发HSE 标准体系建设探讨 王宇 胥云丽 翁帮华 林科君 （中国石油西南油气田公司安全环保 技术监督研究院） 摘要：北美页岩气的成功开发让美国喊出了“能源独立”，也让我国页岩气开发迅速升温，国企、民企、 合资企业等公司相继进入页岩气行业。本文从页岩气开发的工艺特点入手，分析存在的主要HSE 问题， 结合常规天然气HSE 标准体系在页岩气开发中的适应性研究，探索性地构建适合页岩气勘探开发的HSE 标准体系，指出井场安全防护距离、水资源保护、 裂返排液处理、生态环境恢复和油基泥浆微生物 处理等是应重点关注的标准，并对下一步标准规划提出了建议。 关键词：页岩气 HSE 标准体系建设 引言： 进入二十一世纪以来，北美页岩气的成功开发改变了美国的能源格局，成为全球关注的热 点，页岩气在我国也迅速升温。我国页岩气资源比较丰富，据估算，可采资源量约为26 万 亿立方米，与美国大致相当，主要分布于古生界海相页岩和中新生界湖相页岩中，在我国 [1] 南方川渝、云桂、江浙、新疆和青藏地区分布较多 。为了加快页岩气开发步伐，国务院 已批准页岩气为我国的独立矿种，国土资源部将页岩气按独立矿种进行管理， 进多种投 资主体，制定相关支持政策，推进页岩气勘查开采进程。但页岩气开发亦会带来相关安全 环保问题，特别是通过 开招标进入页岩气行业的非传统油气开采商对页岩气的安全环保 问题认识不足，会导致安全环保问题更加凸显，急需建立适合页岩气勘探开发的 HSE 标 准体系作为页岩气开采商执行的标准，亦可作为政府管理机构监管的依据。 1 页岩气开发特殊工艺 相比于常规天然气开发工艺，页岩气能成功开发，主要得益于水平井钻井和水力 裂 技术的联合应用，并且由于钻井数较多，通常需要在一个井场钻多口水平井 （称为“丛式 井场”），以此来节约钻井的占地面积。 1.1 水平井钻完井技术 水平井是页岩气藏能成功开发的关键因素，水平井的推广应用加速了页岩气的开发进 程。在页岩气层钻水平井，可以获得更大的储层泄流面积，更高的天然气产量。根据美国 页岩气开发的经验，水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5 倍，产气速率则提 高10 倍。 作者简介: 王宇，男，出生于1982 年7 月，2010 年6 月毕业于西南石油大学油气田开发工程专业， 士，现于中国石 油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院从事油气田安全环保研究工作。地址：四川省成都市高新区天府大道北 段12 号西油科技大厦1708 室，610041，电话E-mail：wangy04@ 244 2013 年全国天然气学术年会 国外在页岩气水平井钻完井中主要采用的相关技术有：①旋转导向技术，用于地层 导和地层评价，确保目标区内钻井；②随钻测井技术(LWD) 和随钻测量技术(MWD) ，用 于水平井精确定位、地层评价，引导中靶地质目标；③控 或欠平衡钻井技术，用于防漏、 提高钻速和储层保护，采用空气作循环 质在页岩中钻进；④泡沫固井技术，用于解决低 压易漏长封固水平段固井质量，套管开窗侧钻水平井技术，降低增产措施的技术难度；⑤ 有机和无机盐复合防膨技术，确保井壁的稳定性。 1.2 水力压裂技术 水力 裂适用于致密储层，特别是页岩储层和致密砂岩储层。水力 裂施工时，采用 大量的活性水和少量的支撑剂。水力 裂技术关键在于 裂液，除了使用大量的活性水外， 还要加入一些特殊的添加剂，如特殊的降阻剂(不含苯酚) 、微乳化表面活性剂、裂缝清洁 加强剂和导流增强剂等。特殊的降阻剂可以减少 裂表面形成长链聚合物造成对储层的损 害；微乳化表面活性剂用于降低页岩中的毛细管 力和 裂液表面张力，改善渗透率，而 且因为替代了甲醇，因此安全、环保；裂缝清洁加强剂和导流增强剂可以加速裂缝清洁和 裂液的回流。在这些添加剂的综合作用下，可以改善页岩气层本身超低的渗透率，提高 导流性，优化页岩气的生产条件，减小地层损害。 目前美国又发展