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页岩气评价标准据张金川教授页岩气有经济价值的开发必备条件：（1）岩石组成一般为30-50%的粘土矿物、15-25%的粉砂质（石英颗粒）；（2）泥地比不小于50%；（3）有机碳含量一般小于30%；（4）TOC：底限0.3%，一般不小于2%；（5）Ro：0.4%-2.2%，高可至4.0%；（6）净厚度：不小于6m；一般在30m以上。
（7）岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；（8）吸附气含量：吸附态20% -90%之间，一般50%±；（9）含气量：1-10m3/t；（10）经济开发深度：不大于3800（4000）m页岩气成藏并具有工业价值的基本条件是：气藏埋藏较浅且泥页岩厚度较大, 母质丰富且生气强度较大以及裂缝发育等。
据侯读杰教授TOC：一般＞4%，有机碳含量大于3%；( 据Burnaman (2009) TOC一般不小于2% ) Ro：一般在1.1%以上，Ro为1.1%～3.0%厚度：高有机质丰度泥岩(Corg>3.0%)连续厚度15m以上，如有机质丰度低，则须提高其厚度值；矿物含量：石英、方解石、长石等矿物含量大于25%岩石物性：Ф≤10%，Ф含气= 1-5%，K取决于裂缝发育程度；地层含气：广泛的饱含气性，吸附态一般>40%；深度：<4000MTOC含量、富有机质页岩厚度与有机质成熟度被认为是决定页岩气区带经济可行性的关键因素（Rokosh et al，2009）。
聂海宽内部控制因素：TOC：具有工业价值的页岩气藏TOC>1% ，随着开采技术的进步，有机碳下限值可能会降低至0.3%；（Schmoker 认为产气页岩的有机碳含量（平均）下限值大约为2%；Bowker 则认为获得一个有经济价值的勘探目标有机碳下限值为2. 5% ~ 3%。
）成熟度：变化范围较大，一般>0.4%厚 度：具有良好页岩气开发商业价值的页岩厚度下限为9 m；据李延钧教授等页岩埋深：小于3000m，深于3000m 作为资源潜力区页岩单层厚度：大于30 m有机碳含量（TOC）：2.0% 以上硅质含量：>35%，易于形成微裂缝；储层物性：K≥ 10-3mD、Ф≥4%有机质成熟度（Ro）：1.4%-3.0%李教授根据以上六项页岩气评价指标提出了页岩气分级评价标准如下图所示：据Rimrock Energy, 2008 页岩气优选标准1ft=0.3048M How we look for in a gas shale? (Rimrock Energy, 2008)Burnaman(2009)认为：对于页岩气的形成而言，拥有高TOC的页岩的连续厚度至少为45m（150ft）。
页岩气压裂返排液排放标准
页岩气压裂返排液是指在页岩气生产过程中，通过压裂作业注入井下的水和化学添加剂混合物，在压裂后返回地表的流体。
由于返排液中可能含有一些化学物质、悬浮物和重金属等污染物，因此需要进行合理的排放管理。
具体的页岩气压裂返排液排放标准因国家和地区法规和政策而异，下面是一些常见的排放标准和要求：
水质标准：返排液中的水质应符合国家和地方的环境保护标准，如pH值、悬浮物、有机物、重金属等参数应在允许范围内。
化学物质限制：针对返排液中可能存在的化学添加剂，需要限制其浓度和种类，确保不会对环境和人体健康造成危害。
回收和处理要求：一些地区要求对返排液进行回收利用或处理，例如通过沉淀、过滤、膜分离等技术进行处理，以减少对水资源的消耗和污染。
监测和报告：运营商通常需要监测返排液的水质和化学成分，并定期报告给相关环境保护部门，以确保排放符合规定的标准。
国外页岩气水力压裂技术及工具一览页岩储层具有超低孔低渗特性，钻完井后需要压裂改造后才得到经济产量。
国外油田服务公司最新工具达到了很高水平，水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术用高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司自膨胀封隔器最高可达302 °C ；泵送桥塞射孔分段压裂技术所用桥塞可分为：堵塞式、单流阀式和投球式复合桥塞，桥塞耐压差达103.4MPa，耐温232 °C ；哈里伯顿CobraMax H连续油管喷射工具系统，目前最多达到44段。
这些为国内页岩气水力压裂完井方式与压裂工具的选用打下基础。
从应用工具角度看，分段压裂工艺方面主要包括：水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术，泵送桥塞分段压裂技术，水力喷射分段压裂技术。
从压裂工具方面分析，目前页岩气压裂技术有可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂，水力喷射压裂等。
在美国的页岩气开发技术中，可膨胀封隔器/裸眼封隔器+滑套多级压裂，泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术比较成熟，使用比较广泛，可适用于较长的水平段；水力喷射压裂可实现准确定位喷射，无需机械封隔，节省作业时间，非常适合用于裸眼井、筛管井以及套管中井。
1、水平井裸眼封隔器投球滑套多级压裂系统封隔器投球滑套多级压裂技术一般采用可膨胀封隔器或者裸眼封隔器分段封隔。
根据页岩气储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，水力压裂施工时水平段最趾端滑套为压力开启式滑套，其它滑套通过投球打开，从水平段趾端第二级开始逐级投球，进行有针对性的压裂施工。
水平裸眼井多级压裂目前已经是北美页岩气压裂开采主要技术手段，并越来越受到作业者的欢迎。
水平井多级压裂技术关键在于封隔器（压裂封隔器和可膨胀封隔器）和滑套可靠性和安全性能，尤其是管外封压裂管柱的可膨胀封隔器和开启滑套的高强度低密度球材料决定技术的成功与否。
目前国外油田服务公司都有自己成熟的工具，高强度低密度球级差达到1/16in，封隔器耐压差达到70MPa，TAM公司耐高温自膨胀封隔器最高可达30 °C 。
非常规油气田(页岩气开发压裂的相关工艺与要一、页岩气的基本简介关于页岩气的定义,Curtis 认为页岩气可以是储存在天然裂隙和颗粒间孔隙中的游离气,也可以是干酪根和页岩颗粒表面的吸附气或者是干酪根和沥青质中的溶解气。
中国地质大学张金川教授给出的定义是: 主体位于暗色泥页岩或者高碳泥页岩中,以吸附和游离状态为主要存在方式的地层中的天然气聚集。
页岩气以多相态存在于致密页岩中以游离、吸附和溶解状态存在于暗色泥页岩中的天然气,其赋存形式具有多样性,但以游离态和吸附态为主,溶解态仅少量存在,游离气主要存在于粒间空隙和天然裂隙中,吸附气则存在于基质表面。
对于页岩储层评价:页岩的埋深和厚度、孔隙度和渗透率、裂缝是页岩气储集的衡量条件,页岩气藏富集程度的关键因素主要包括页岩厚度、有机质含量和页岩储层空间三大因素。
1、美国页岩气的勘探开发现状。
20世纪30年代,美国密歇根州的Antrim页岩气藏进入中等程度开发阶段。
到80年代已钻井9000口,美国开发最积极的页岩气富集带位于Texas的FortWorth盆地的Barnett页岩气藏它的成功开发。
得到了工业界的广泛关注,1986年首次在Barnett页岩气藏采用大规模的水力压裂。
1992年在Barnett页岩气藏完成第一口水平井通过不断提高的水力压裂技术和工艺,加速了Barnett页岩气藏的开发。
在此后的20年里Barn ett页岩气藏的开发生产模式在北美工业界得到了推广。
在过去的10年间Barne tt页岩气的采收率从2%增加到50%在美国48个州。
除阿拉斯加和夏威夷,广泛分布高有机质页岩,资源量在1483×10121859×1012m3加之煤层气和低渗透气藏的开发,将对美国能源形势起到重要的贡献。
2、开发瓶颈中国页岩气开发还处于探索阶段,仅松辽、伊通盆地有几口井开始试气,初产在1000立方米左右,四川盆地和鄂尔多斯盆地也已经着手准备成立先导试验区。
压裂施工现场质量保证措施（油田、煤层气、页岩气）即执行以下施工标准Q/SY 31-2002《压裂工程质量技术监督及验收规范》、SY/T5836-93 《中深井压裂设计施工方法》、SY6443-2000《压裂酸化作业安全规定》、Q/CNPC·HB0856-2004《压裂施工作业技术规程》、Q/CNPC·HB 0857-2004《压裂酸化工作液现场技术规程》、SY/T5587.5《常规修井作业规程》以及《井下作业井控实施细则》等。
根据山西吕梁地区的地形及现场情况特制订本压裂施工现场质量规范。
近年煤层气井压裂施工有关技术指标完成情况：(l)生产时效：95%；(2)设备完好率：97%；(3)工程质量全优率：99.5%；(4)施工一次合格率：100%；(5)资料全准率：99．7%；(6)单项资料合格率：96．0%；(7)单项资料全优率：96．0%。
(8) HSE目标管理100%。
5.1压裂施工现场质量规范预案5.1.1车辆摆放a、按顺序进入井场,避免在井场内发生冲突,做到准确快速摆放。
b、混砂车的摆放要考虑加砂车的停放和混砂车进排出管线的连接。
c、仪表车的摆放要考虑对井口及施工场地的观察。
5.1.2压裂液和支撑剂的检查a施工前压裂队要准确测量压裂液总量，并做好记录。
b、压裂液配制是否均匀，有无结块和漂浮物，并作记录。
c、压裂队负责目测检查压裂液、支撑剂量和类型，并作记录，同时观察支撑剂是否有杂质，是否潮湿或有结块。
如果有不合格应请示有关领导，并有指示记录。
5.1.3井口及施工管柱的检查a、施工前压裂队要查看井口类型，检查升高短节，绷绳及大螺栓是否上齐上紧，阀门是否齐全，开关灵活。
检查井口放喷管线和平衡管线是否连接好并固定。
b、用油管压裂井，施工指挥现场落实下井管柱深度，并计算核实顶替量。
施工员要现场复核。
5.1.4高低压管线的连接a、管线的连接必须确保施工质量和施工安全的要求，高压管线连接要有一定活动余地，高压每条管线要有“桥“连接，低压管线连接不要有死弯，尽量平直。
页岩气储层改造是指通过人工手段改善页岩气储层的物理性质，增加储层的有效渗透率和产能的技术过程。
页岩气储层改造的主要方法是水力压裂，即向储层注入高压液体，使储层产生裂缝，形成高导流能力的人工裂缝网络，从而提高页岩气的流动性和可采程度。
页岩气储层改造标准是指规范页岩气储层改造的技术要求、操作规程、质量控制、环境保护等方面的规范性文件。
目前，我国已经制定了一系列的页岩气储层改造标准，包括：
- [NB/T 14002.1-2022](^1^) 页岩气储层改造第1部分：压裂设计规范
- [NB/T 14002.2-2017](^2^) 页岩气储层改造第2部分：工厂化压裂作业技术规范
- [NB/T 14002.3-2022](^3^) 页岩气储层改造第3部分：压裂返排液回收和处理方法
- [NB/T 10401-2020](^4^) 页岩气压裂返排液动态结垢趋势测试推荐作法
- [NB/T 10847-2021](^5^) 页岩气气田压裂返排液外排处理设计规范
这些标准涵盖了页岩气储层改造的各个环节，旨在保证页岩气储层改造的质量、安全、效率和环境友好性，促进页岩气开发的规范化、标准化和可持续发展。
1.2 物理因素影响由于受到外部物理因素的影响，造成高压管汇出现失效和爆裂问题，主要表现在以下几点：首先，高压管汇由于受到外物的冲击破坏，或者某些密封件失效，造成高压管汇局部出现裂缝、破损或爆裂问题。
管道的断裂问题产生，主要因为管道的受力比较集中而产生疲劳失效，爆裂问题主要发生在结构比较复杂的高压弯管部分，在作业过程中由于液力转向和管道内部的液体叠加会出现薄弱点位置，会出现突然产生失效问题[1]。
其次，高压管汇产生的各种断裂爆裂等问题，和产品的材质有着直接的关联。
由于受到页岩气勘探开发工作所产生的影响，高压管汇在国产化的发展进程上相对较快。
由于在管道材质方面的差异性，管道材料的物理性能和化学性能也会存在一定的差异，其中主要包含了屈服强度、抗拉强度、冲击力影响、夹杂物影响以及晶体颗粒度等。
对比和分析国内外高压管汇，除了在结构设计方式上进行提升以外，适当的增加Cu 元素也可以提高合金结构的强度以及管道的韧性条件。
通过添加Mo 元素可以细化管道金属材质的颗粒性质，进一步提高钢材料的受力条件，有效改善钢材料的韧性。
Mo 和Cu 等元素含量的增加，可以进一步提高管道的抗疲劳性能，成为改进管道产品性能以及提高管道使用安全的重要依据。
1.3 技术工艺影响因素首先，工艺流程的布局方案或者高压管道的连接方法存在问题，造成施工作业过程中高压管汇的减振吸收能力有所不0 引言随着我国社会经济的不断向前发展，超大型规模水力压力生产施工作业，成为页岩气勘探开发工作中比较常用的技术工艺。
自从我国正式启动页岩气平台井工厂化压裂工作以来，经过相关工作人员的统计和分析，近几年，我国在页岩气加砂压裂工作过程中出现了数十起高压管汇失效和爆裂问题，对页岩气压裂生产作业安全性造成了较大影响。
由于在页岩气压裂作业过程中，处于一种大排量、高压力以及长周期的施工作业状态，高压管汇经常会出现失效和爆裂问题，已经慢慢发展成为压裂现场第一大安全风险隐患。
致密气压裂设计标准
1. 设备标准，包括气压裂液体泵、压裂管道、砂浆搅拌器等设
备的选型、规格和性能要求。
这些设备需要符合国际或行业标准，
以确保其可靠性和安全性。
2. 液体配方标准，液体配方是气压裂作业中至关重要的一部分，设计标准会涉及到液体的组成、浓度、黏度、PH值等指标，以确保
液体能够有效地进行裂缝压裂并在作业结束后得以回收和处理。
3. 施工工艺标准，包括气压裂的施工工艺流程、操作规范、安
全措施等方面的要求，以确保作业过程中人员安全和作业效率。
4. 环保标准，涉及到废水处理、废液排放、噪音控制等方面的
标准，以确保气压裂作业对环境的影响得到最小化。
5. 监测标准，包括对裂缝压裂过程中参数的实时监测和记录要求，以及对裂缝效果的评估标准，以确保气压裂作业的有效性和安
全性。
总的来说，致密气压裂设计标准是为了确保致密气压裂作业能
够安全、高效地进行，并且最大限度地减少对环境的影响。
这些标准是根据相关法律法规、行业经验和技术发展制定的，对于保障气压裂作业的成功实施具有重要意义。
《不锈钢压裂泵锻件标准》
前言
地球储藏能源油、气是不可再生的宝贵资源。
随着人类对油、气资源依赖度的日益加深，凸显出该资源越来越重要。
它决定着一个国家的发展和国力的强弱。
在全球经济高速发展的当时，油、气的开采量在不断增加。
与此同时，单位油、气井的产量率滴油、气工业的重大课题。
通过优化或改进开采工艺和设备来提高油、气井单位产量，降低开采成本，提高经济效益。
“压裂泵”作为油、气开采设备中主要设备之一，随着科技的不断发展，压裂工艺技术也得到了前所未有的发展。
几十年来人们对“压裂泵”的研发也从未停止过，特别是近几年，在压裂技术不断提升的同时，对“压裂泵”的承压能力和使用寿命提出来更高的要求。
由原来的的低合金钢制造的“压裂泵”在新压裂技术要求下使用，不但承受能力不够，而且使用寿命特别短暂，最短的带压使用时间不到100小时。
这样凸显出工作效率特别低下，经济效益将受到很大的影响。
针对上述情况，我公司自2013年4月组建了研发团队，历经三年多时间，从调研走访到查阅资料，分析“压力泵”的工作原理。
对其压力、工况、介汁及地质结构等作了详细的研究。
最终认定需要选用一种高强度、高韧塑性、耐腐蚀、抗磨损的高合金钢来制造“压裂泵”，可以满足并达到新技术要求下使用。
对多种材料经过了是上百次试验，结果证明在本标准框架内的材料完全符合新技术，新工艺条件下使用。
在2016年6月我公司生产的第一件不锈钢“压裂泵”产
品交付重庆涪陵礁石坝页岩气开采现场进行工况实验。
实验结果表明各项指标均符合技术要求，累计带压作业时间达到1000多小时。
开创了同类产品在恶劣工况使用时间最长之先列。
得到了业内人士的一直好评。
我们将再接再厉，不断创新，一定能够研发出更好的产品投放市场，服务于社会。
1范围
本标准适用于石油、页岩油、页岩气开采“压裂泵”制造。
本标准不适用其他行业或产业。
2 规范性引用文件：
下列文件凡是注明日期的引用文件，仅注明日期的版本适用于本文件，不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）使用本文件。
GB/T222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法
GB/T228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法
GB/T229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法
GB/T231.1 金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法ASTM A370 钢制品力学性能试验的标准试验方法及定义
GB/T6394 金属平均晶粒度测定方法
ASTM E112 平均晶粒度测定的试验方法标准
GB/T10561 钢中非金属夹杂物含量的测定--标准评级图显微检验
方法
GB/T11170 不锈钢多元素含量的测定火花放电院子发射光谱法（常规法）
NB/T47013.5 承压设备无损检测第5部分：渗透检测
ASTM A388/A388M 大型钢设备超声波检验
3技术要求
3.1冶炼方法
本标准用钢采用VODC，全真空冶炼，细晶粒纯镇静钢，或电弧炉冶炼+AOD真空精炼，必要时可+电渣重熔或其他更高质量的冶炼方法。
3.2锻造
3.2.1 泵头体锻件用钢，钢锭T端B端（水口、冒口）应有足够的切余量。
以确保锻件无缩孔和严重偏析。
3.2.2锻造设备应有足够的功力，采用三维锻造法，使锻件的整个截面都能得到充分锻透。
总锻造比大于5，其中镦粗比大于3。
3.2.3锻件用钢，进炉加热要均匀，严格控制始锻温度和终锻温度。
保温要充分。
防止因阴阳火或过烧而影响锻件质量。
3.2.4锻后热处理：锻件锻后须进专用热处理炉进行热处理，热处理要求N+T（即正火+回火）。
3.3化学成分：
3.3.1锻件成分就符合表1规定
表1 化学成分（%）
注：H、O、N不作考核指标，由制造厂家提供数据。
化学成分按10.4＜表三＞中的力学性能要求由制造厂家自行调整。
3.4非金属夹杂物按GB/T10561中ASTM标准评级图评定，符合表2要求。
表2 非金属夹杂物
3.5毛坯检验
3.5.1锻件表面不允许有裂纹、折叠等影响加工尺寸的缺陷存在。
如有缺陷但不影响精加工，允许用冷切削方式将缺陷去除。
不允许用火焰或其他氧化方式清楚缺陷。
缺陷清除后须做渗透检测，确认缺陷已彻底去除。
5.3.2锻件任何部位都不允许补焊。
禁止一切动火行为（热处理除外）。
3.6粗加工
3.6.1 锻件按粗加工图及工艺进行粗加工。
粗加工后表面粗糙度Ra6.3。
3.6.2锻件粗加工后表面不允许有裂纹、气泡、结疤、折叠、夹渣、疏松等危害性缺陷存在。
3.7无损检验
3.7.1超声波检测：锻件粗加工见光后应进行100%超声波探伤。
探伤方法按《ASTM A388/A388M大型钢锻件超声波检验标准》进行。
3.7.2锻件探伤不允许有裂纹、白点、缩孔、折叠等缺陷存在。
3.7.3锻件不允许存在大于φ2当量直径的单个缺陷。
不允许密集区缺陷存在（φ1.6当量直径的缺陷不计，但因缺陷引起的杂波高度应低于当量直径φ1.6幅度的50%）。
3.7.4因缺陷引起的地波降低量≤6dB。
3.7.5不允许游动信号和条状缺陷信号存在。
3.7.6 渗透检测：按《NB/T47013.4承压设备无损检测第5部分：渗透检测》进行。
3.7.6.1泵头体最终机加工后内腔应进行100%渗透检测。
相贯线部位不允许存在线状或原形缺陷，对于内腔非相贯线部位100*100mm范围内线状或原状缺陷显示累计长度不得超过3mm，且不允许呈链状分布。
对于内腔缺陷允许打磨去除，缺陷去除后不能大幅度改变泵头体内腔分布状态，不能形成局部涡流。
3.7.6.2 泵头体精加工后外表面不允许存在任何方向长度或深度大于3mm的缺陷，100*100mm范围内缺陷显示累计长度不超过5mm，且不允许呈链状分布。
3.8性能热处理：
3.8锻件经粗加工，无损检测合格后进行性能热处理（即Q+T）。
热处理工艺有制造厂家根据性能要求、化学成分、设备状况、冷却方法。
冷却介质等因素自定，以达到性能要求为目的。
3.9力学性能
3.9.1力学性能试验在锻件性能热处理后进行
3.9.2取样方法：试样应取自锻件本体距表面50mm处（按取样图），分别为纵向、横向各一组，每组试样做一拉三冲。
3.9.3试验方法：按《GB/T228》、《GB/T229》或《ASTM A370》进行。
3.10力学性能
3.10.1锻件力学性能应符合表3规定
表3 力学性能
注：冲击功每组实验中允许1个试样实验值低于标准值，且不得低于标准值得80%，但一组试验三个试样的平均值应符合标准要求。
3.10.2复试：当一次试验不合格时可在原取样位置相邻处去双倍试样进行复试，如再不合格允许重新热处理。
3.10.3重新热处理：当锻件力学性能试验不合格时允许重新热处理，锻件热处理次数不得超过三次。
回火次数不计。
3.11低倍组织检验：
3.11.1酸浸低倍组织级别应符合《GB/T1220-2007》中1组要求。
允许用超声波探伤替代低倍祖师检验。
低倍组织要求应符合表
4.
表 4
3.12晶粒度：
3.12.1 晶粒度评定方法：按《GB/T6394》或《ASTM E112》。
3.12.2晶粒度要求：锻件最终热处理后的平均晶粒度5级或更细。
晶粒度不作验收条件，但制造厂家应提供晶粒度试验报告。
3.13标识：
3.13.1锻件精加工、检验合格后将生产过程中的冶炼好、材质、编号、件号、生产日期用低应力钢印打在产品规定区。
3.14锻件交货时，应附有质量证明书，其内容包括：
3.1
4.1锻件交货时须提供相应报告（原材料质保书、化学成分复检报告、探伤报告、渗透检测报告、非金属夹杂物检验报告、低倍实验报告、力学性能报告、晶粒度报告、注明热处理状况）。
4本标准属本公司企业标准，与其它标准无涉。
5本标准解释权属起草人。
6本标准起草人：嘉兴市乍浦杭湾重型机械有限公司。
