施工参数 计
R
L
30
4、可改造性特征分析
脆性矿物含量平均60.0%，矿物脆性指数平均0.51； FMI成像测井及岩心
力学实验显示，水平最大主应力63.0MPa、最小主应力48.0MPa，水平地应力 差异系数0.3。
水平地 应力差 异系数 脆性矿 物含量 %
综合“三项” 指标，龙马溪 组页岩气层易
于多级分段水
1-压差式固井滑套；2-管内封隔器；3-BHA管串
6、规模开发--“井工厂”模式
目前美国页岩油气均采用丛式水平井开发，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300400m，水平段长度1000-3000m。
6、规模开发--“井工厂”模式
顺序压裂
同步压裂
拉链式压裂
6、规模开发“井工厂”模式
(2)泥浆重复利用，减少泥浆的交替。多口井一开泥浆
体系相同，重复利用；二开泥浆体系相同，重复利用。尤其 是三开油基泥浆的重复利用特别重要。
6、规模开发“井工厂”模式
为提高作业时效，降低生产成本，提高开采效益，在生产作
业中采取以下两个方面措施： （1）钻机底部液压移动式搬家。在同一井场实施的丛式水 平井钻井，一般部署3-8口井水平井，采用统一的井场基础，地 面井口一般距离为5-15m，钻机搬家均采用底部液压移动式搬
支撑缝长：160m-265m
5、分段压裂工艺技术
国外目前水平井分段压裂工艺技术、工具及完井方式
分段压裂主体工 艺技术 裸眼封隔器+滑套 分压技术 簇射孔+泵送桥塞 联作分压技术 裸眼 套管 原理示意图

固井滑套分段压 裂技术

连续油管水力喷 射射孔环空压裂 技术

34
5、分段压裂工艺技术 （1）裸眼封隔器+滑套分段压裂技术
• 50年代受到重视并得到发展；
• 60年代有目的的使用压裂技术，改进支撑剂及化学添加剂； • 70年代发展量化和优化压裂施工程序，研制大排量压裂设备； • 80年代重点发展了以提高压裂效果的配套工艺技术； • 90年代以来碳酸盐岩油藏酸压技术、监测技术、水平井压裂技术等;
• 21世纪大型水力压裂技术。
一.大数据概况
二.页岩气与技术创新
三.无水压裂技术（LPG）
四.鱼骨分支井径向井技术（Fishbons) 五.高能气枪压裂技术（Gasgun）
六.涡轮发动机压裂车组
26
二.页岩气与技术创新
理念创新：
•低渗致密烃源找气概念
•寻找“甜点”概念
•体积压裂、形成缝网概念
技术创新：
•清水压裂液，大液量大排量 •水平井分段压裂工具 •多簇射孔
水力压裂技术进步

单井增产增注 — 区块整体压裂

从油藏非均质性、水驱波及效率、开采效益等的总体考虑

压裂开采 —

压裂开发

压裂开采：井网已定，优化裂缝长度、导流能力 压裂开发：在部署井网时考虑裂缝方位、规模、导流能力 岩石力学：80年代二维、拟三维模拟，90年代全三维模拟 油藏工程：从地层出发，设计裂缝 最初几 方液，现代达到几千方 液，支撑剂 106 kg 安然公司曾实施大型压裂:液量4800m3，加砂1550m3，排量达11m3/min， 平均砂比32%
采出程度 （%）
179.4 116. 6 47.8 12.8 2.2
57.4 40.4 13.7 3.1 0.2
1.70 1.04 0.38 0.22 0.06
84.1 83.7 88.4 76.4
72.3 72.3 75.3 55.6
中国年石油产(消)量构成图
3.46亿吨
中国的原油消费量增长，目前排名第二位，仅次于美国
工具性能
16″级差球 憋压球密度：1.8g/cm3
1/
低密度球
封隔器耐压差:70.0MPa 封隔器最高耐温：TAM耐高温自膨胀封
隔器302 ℃。 技术能力
滑套

7″×41/
2″工具达44级
封隔器
95/8″×51/2″工具达60级
36
5、分段压裂工艺技术 （2）泵送可钻桥塞分段压裂技术
美国历年压裂完井井数(Economides，2002)

低渗透气藏

中国压裂工作量情况
我国每年压裂酸化在工作量10000井次以上； 至2013年压裂酸化总工作量约3110万多井次； 中国石化每年压裂酸化1600井次，有效率
81.8%。。
压裂设备主要制造公司
美国HALLIBURTOBN公司 STEWART-STEVENSON公司 SCHLUBERGER和BJ公司自产自用。 加拿大CROWN公司。 国内的江汉四机厂，烟台杰瑞，东营 科瑞，兰石厂。

水力裂缝优化设计


大型水力压裂



酸压技术，酸敏地层、天然裂缝地层、碳酸盐岩地层 水平井压裂技术 页岩气大型水力压裂技术
压裂的应用

水力压裂应用广泛


80% 气井
60% 油井

低渗透油藏

0< K <5.0 md 低渗； 5.0< K <50.0 md 中渗； K >50.0 md 高渗 0< K <0.5 md 低渗； 0.5< K <5.0 md 中渗； K >5.0 高渗
4 ½” 13.5# P110 to 14,000'
37
5、分段压裂工艺技术
（3）泵送可钻桥塞组合管柱
电缆
射孔枪
连接器
桥塞
泵送可钻桥塞组合管柱工作后
电缆拖动
射孔枪射孔
连接器脱开
桥塞坐封
5、分段压裂工艺技术
压差打开式固井滑套分段压裂技术
压差打开式固井滑套主要包括压裂滑套和井下组合工具（BHA），如415所示。滑套采用液压开启方式，外壳与本体之间形成液缸，内滑套在 液压力驱动下滑动，开启滑套。BHA工具主要包括接箍定位器、节流阀、 锚定装置和管内封隔器，主要功能是实现压裂管串定位、锚定以及管串 与套管环空封隔。（附视频）

天然气水合物资源 Gas Hydrate：6000万亿m3
可再生资源：—风能Wind，—太阳能Solar
生物 Biomass
垃圾 Waste
中国含油气盆地


各类沉积盆地500个 ，面积670万平方公 里； 大于200平方公里， 厚度超过1000米的 有420个，面积530 万平方公里； 10万平方公里以上 10个，1-10万平方 公里的有40个。
34 20 15 10 5 3
3400 2000 1500 1000 500 1500 9900
中国油气资源预测
可采资源量，亿吨 157.5 198 263.7
高峰年，年 2017 2020 2039
高峰值，亿吨 2.03 2.20 2.42
世界石油供需预测
预测经济每增长1％，需要能源增长6％， 其中石油为5％。
世界油气资源
常规石油可采资源量4112亿吨 非常规石油可采资源量4000—7000亿吨
采出1299亿吨
常规天然气可采资源量327万亿立方米 非常规天然气可采资源量849万亿立方米
采出67.6万亿立方米
世界油气资源预测
年份

年产油/亿吨
阶段产油/亿吨


2001—2100 2101—2200 2201—2300 2301—2400 2401—2500 2501—3000 总计
国家统计局网站 11日发布消息， 至2015年年中， 共建成8个国家 石油储备基地， 总储备库容为 2860万立方米。
镇海 520万立方米 舟山 500万立方米
水力压裂发展历程
水力压裂 —— 一项永远的技术
Hydraulic Fracturing —— A Unending Technique • 水力压裂自20世纪40年代诞生伊始并未受到重视；
产量(万吨)
25000
其他 中石油
1.87亿吨
20000
中石化 全国
15000
消费量 系列 4
10000
5000
0
2007年
-5000 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
中国历年石油产量构成图
年
中国石化提高采收率的目标
力压裂改造， 形成放射状裂 缝网络。
产
涪陵1井眼在储层（1-3号小层）中的穿行轨迹
涪陵龙马溪组页岩气井大规模压裂设计参数
以形成复杂裂缝网络为目标
段长：70-90m 单段射孔簇数：3簇 簇间距：25-35m
单段液量：1600-2000m3
单段砂量：60-80m3
波及缝长：215m-310m
主要公司： Packer Plus、哈里伯顿、威德福 技术特点：一球打开一个滑套,投不同直径球压裂多段 适用井眼：裸眼完井 最新纪录：40级分段压裂 工具系列：(41/2″-95/8″)
封隔悬挂器
裸眼封隔器
投球滑套
压差滑套
35
5、分段压裂工艺技术
（1）裸眼封隔器+滑套分段压裂技术
优点：
节约土地 有效利用设备
钻井液、压裂液集中处理
生产集中管理
提高工作效率
提高经济效益
6、规模开发“井工厂”模式
（1）实现设备利用的最大化。 多口井依次一开，依次固井， 依次二开，再依次固完井。钻井、固井、测井设备无停待。 井深1500m左右的致密砂岩气井丛式井单井平均钻井周期仅 2.9天，垂深2500m左右、水平段长1300m的页岩气丛式水平 井平均钻井周期仅27天。