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页岩气水平井压裂

1、承担集团公司先导项目3项 《中原油区水平井分段压裂技术先导试验》 《高温压裂液现场快速混配技术先导试验》 《白云质泥岩缝洞型油藏酸化压裂改造技术先导试验》 2、承担油田科研项目3项 《页岩气压裂工艺技术调研》 《非常规储层压裂地面施工配套技术研究 》 《连续油管修井工具及工艺的研究与应用》 3、参与制定中石化非常规企业标准4项 《非常规油气井压裂设计规范》 《非常规油气井压裂施工设备配套推荐做法》 《非常规油气井压裂液配置和返排液回收处理推荐做法》 《非常规油气井压后排采推荐做法》
供液泵及供液低压汇管
供液泵:800m3/h/台 供液汇管:满足日常10-16m³ /min
施工排量,最大能达到 20m³ /min
(一)、压裂装备配套
200方加砂装置 1套/2具 施工能力:3m3/min/具
(二)、页岩气压裂技术进展
中原油田井下是国内最早进入非常规页岩气压裂市场施 工的专业化施工队伍,并开展了多项非常规页岩气压裂技 术研究。
平均铺砂浓度 (kg/m2)
5.68
支撑裂缝总高(m) 最大裂缝宽度 (cm) 平均裂缝宽度 (cm)
18-20 1.22-2.22 0.64-0.82
水平井模型建立
(二)、页岩气压裂技术进展
广泛应用在非常规页岩气水平井小型压裂测试分析,求 取地层压力、渗透率等,修正压裂施工参数.
SIVol
C
Q
E
HS360混砂车
技术参数:
生产厂商:石油四机厂 最大起升重量:12吨
(一)、压裂装备配套
CSGT-480 压裂液混配车
配液流量:3.0-7.0 m3/min 配液浓度:0.2%-0.8%(粉水重量 比) 配比精度:±2% 撬装缓冲罐容积:20m3,缓冲罐用 于延长压裂液的水合时间,增加粘 度。
(一)、压裂装备配套
9.5-10
施工泵压 MPa
40-49
2011.4.30 2340-2370
1246 0.9(粉)+32
10
48-60
2011.5.21 4194-4220
配套实验室
K100多功能界面张力仪
管道泡沫流变仪
(二)、页岩气压裂技术进展
通过试验8种国 内降阻剂,与哈
1
2
3
4
5
清破6
哈7
8
号号号号号水胶号里号号
降降降降降
水降巴降降
阻阻阻阻阻
阻顿阻阻
水水水水水

水水
里巴顿公司降阻
混砂车
泵车
剂对比降阻效果,
筛选出6#、8#
连续油管车
国内替代产品,
做好了页岩气水
平井国内降阻剂
Eff (Efficiency From
dP* and Ps) Tc
dP* (MPa) Ps (MPa)
G Plot 0.45
0.77
20.3 0.54 3.20
G dP/dG
0.47
22.6 3.46
Sqrt Type Calcu-
dt Curve lations
0.44
0.46
0.75 0.46
Meyer2010
Meyer2010新增独特DFN模型 (不连续裂缝网格模型)
该模型能够有效解决页岩和煤岩水 力压裂裂缝模拟与分析的难题。适 用于裂缝性、缝洞性地层水力压裂 裂缝模拟。
缝网压裂设计与分析模块 (页岩气、煤层气)
(二)、页岩气压裂技术进展
RS-300高温流变仪
RPF-124地层伤害评价系统
桥塞泵送示意图
桥塞封隔及射孔示意图
二、现场应用及业绩
桥塞+射孔联作工艺技术特点
该技术特别适合大排量、大液量特点的页岩气压裂; 桥塞与射孔联作,带压作业,施工快捷,井筒隔离可靠性高。 桥塞由复合材料制成,密度小,钻磨后桥塞碎屑可随气液流排出井外。 采用套管固井完井,井眼失稳段对桥塞座封可靠性无影响。 分层压裂段数不受限制,理论上可实现无限级分段压裂。 与裸眼封隔器相比,管柱下入风险相对较小。 施工砂堵后,压裂段上部保持通径,可直接进行连续油管冲砂作业。
二、现场应用及业绩
自方深1井开始,2010-2011年中原井下独立施工页岩气直 井(油)3口,配合南阳油田施工2口。
施工井号
方深1井 黄页1井 南堡280 安深1井 泌页HF1

施工日期 2010.5.7
射孔井段 (m)
1736-1767
总液量 (m3)
2121.6
压裂砂 (m3)
270t
施工排量 (m3/min)
1.980
2.640
0.00 3.300 0.0
1
2
3
4
濮1-FP1 mainfrac1
q (M3/m)
净压力拟合分析
1000 10.00
Prop Conc (kg/m3) Net Pressure (MPa)
Observed Net (MPa) Slurry Rate (m3/min)
10.00 25.00
80% 90%
100%
(一)、压裂装备配套
2500型压裂车数量选配表
(一)、压裂装备配套
生产厂商:江汉四机厂 额定排量:16m³ /min 最大输砂能力:10000Kg /min 干粉添加系统2个: 添加排量 1-150L/min 液体添加系统4个: 添加排量 1-725 L/min 混合罐容积:1.4 m³
2500型主压车技术参数: 生产厂商:四机厂
额定输出功率:2500HP 最高工作压力:140MPa(3.75″柱塞)
(一)、压裂装备配套
2500 "CLASSIC"泵工作周期曲线
100% 90% 80% 压力 45%
5%工作时间区 25%工作时间区
功率100%
大泵有效使用区
0 0
功率45% 排量
10%工作时间区
1台
液氮泵车
M300-150H 液氮泵车 HR840K 液氮泵车
2台 2台
CO2压裂机组
IC-331 CO2增压泵车 ZY900气控车
2台 1台
(一)、压裂装备配套
2000型压裂机组
H-2000型仪表车技术参数:
遥控泵车台数:10台 数据采集系统一个 压裂设计系统一个 液压驱动发电机一台 便携式数据采集系统一套 混砂车遥控系统两套
1800型 1800 12 75 2 105 2 2 2
1400型 1400 6 75 1 105 1 1 1
2000型 2000 16 100 2 105 2 2 2
2500型
2500 24 100 4
105 140
4 1
33
合计
58
9
10 8 8
混配车
CSGT-480 压裂液混配车 1台
撬装缓冲罐
H-2000型主压车技术参数:
额定输出功率:2024HP 最高工作压力:103MPa 最高工作压力下排量:0.48m³/min 最大排量:2.48m³/min 最大排量下压力:36MPa
(一)、压裂装备配套
HQ-2000型混砂车技术参数:
额定排量:15.9 m³ /min 额定排出压力:0.55MPa 最大输砂能力10000Kg /min
0.00000
40
Extension Pressure = 27.31 (MPa) Extension Rate = 1.55 (M3/m) Possible, Approximate Closure Pressure = 18.60 (MPa)
35
p (MPa)
30
测试压裂分 析结果
Effc (Efficiency From Closure Time)
800 8.00
8.00 20.00
600 6.00
净压力拟合
6.00 15.00
400 4.00
4.00 10.00
200 2.00
2.00 5.00
0 0.00
60.0
76.0
92.0
108.0
时间 (min)
124.0
140.0
0.00 0.00
2012-01-31

(二)、页岩气压裂技术进展
(二)、页岩气压裂技术进展
引进针对非常规页岩气新压裂软件2套
Stimplan 6.10
在水平井压裂方面,StimPlan能将地质 建模、多裂缝岩石力学和流体力学都完整考 虑在内的水平井压裂设计、分析和优化软件。
水平井裂缝形态模拟--现场应用P1-FP1井
支撑裂缝半长(m)
120-145
携砂液效率
0.45-0.50
Implied Slurry Efficiency (%) (d/dG) 地面压力 [Tbg] (MPa) Meas'd Btmh (MPa)
井底闭合应力: 36.01 MPa 闭合应力梯度: 0.0148 MPa/m 地面闭合应力: 11.99 MPa 闭合时间: 30.0 min 泵注时间: 17.8 min 隐含的携砂液效率: 49.9 % 净压力估算值: 3.47 MPa
产品储备。
(二)、页岩气压裂技术进展
完成总公司先导项目研究: 高温压裂液现场快速混配技术
改变传统的压裂液配液模式,连续混 配车广泛应用于页岩气大型压裂施工中, 实现即配、即供、即注工作,配液量已超 过150000m3,单井最大超过20000m3。
第二部分
现场应用及业绩
二、现场应用及业绩
泵送易钻桥塞+射孔联作分段压裂技术
泵送易钻桥塞+射孔联作分段压裂技术在国外页岩气藏及致密气藏开 发中得到广泛应用。国际上大的石油工程服务公司都有专用的服务名称, 如哈里伯顿公司称为“Fas DrillTM”,贝克休斯公司称为“QUIK DrillTM”,威 德福公司称为“FracGuard™”,斯伦贝谢公司称为“COPPERHEAD*”。
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