《教学分析》-贝克休斯非常规钻井技术(HH)

Unconventional Technology-Fracturing贝克休斯非常规压裂技术简介2013/03©2012BAKER HUGHES INCORPORATED.ALL RIGHTS RESERVED.TERMS AND CONDITIONS OF USE:BY ACCEPTING THIS DOCUMENT,THE RECIPIENT AGREES THAT THE DOCUMENT TOGETHER WITH ALL INFORMATION INCLUDED THEREIN IS THE CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY PROPERTY OF BAKER HUGHES INCORPORATED AND INCLUDES VALUABLE TRADE SECRETS AND/OR PROPRIETARY INFORMATION OF BAKER HUGHES (COLLECTIVELY"INFORMATION").BAKER HUGHES RETAINS ALL RIGHTS UNDER COPYRIGHT LAWS AND TRADE SECRET LAWS OF THE UNITED STATES OF AMERICA AND OTHER COUNTRIES.THE RECIPIENT FURTHER AGREES THAT THE DOCUMENT MAY NOT BE DISTRIBUTED,TRANSMITTED,COPIED OR REPRODUCED IN WHOLE OR IN PART BY ANY MEANS,ELECTRONIC,MECHANICAL,OR OTHERWISE,WITHOUT THE EXPRESS PRIOR WRITTEN CONSENT OF BAKER HUGHES,AND MAY NOT BE USED DIRECTLY OR INDIRECTLY IN ANY WAY DETRIMENTAL TO BAKER HUGHES’INTEREST.Baker Hughes in China(since1981)贝克休斯中国简介Infrastructure结构•Ops Base:Shekou,Tanggu,Dongying,Chongqing作业基地：蛇口、塘沽、东营及重庆•Offices:Beijing,Shekou,Tanggu,Chengdu,Chongqing,Korla办公室：北京、蛇口、塘沽、成都、重庆及库尔勒30Over 30years operating in China 在中国，超过30年的作业经验•3NOC’s 3大国有石油公司•12IOC’s and independents •12个国外石油公司8Unconventional Projects Scheduled 个规划中的非常规项目•Sichuan and Tarim basins 四川及塔里木Shale Projects Delivered已经在国内实施了十七个非常规项目17>200>900Stages of Open Hole Multistage Fracturing级裸眼分级压裂Stages of Cased Hole Multistage Fracturing级套管分级压裂Our Commitment To Servicing China贝克休斯在中国CORE Team 核心团队•Strong technical expertise专业队伍•Operator’s perspective toanticipate and understandchallenges.帮助客户预测并解释所要面临的挑战•Strong tie to product linesapplication of solutions andtechnology 整合性方案Water Management-Development/Production水处理-开发/生产•Shale Water Problems are primarily associated with:•页岩油气藏水的问题主要体现在以下几个方面-Frac Flowback Water压裂液返排水-Water Sourcing for Frac and Drilling用于压裂和钻井的水源-Water Treating,Handling for Re-Use or Disposal水处理以及回收利用BHI Oilfield Water Management Service贝克休斯水处理体系•Removes suspended solidsand heavy metal去除悬浮固体颗粒剂重金属•No costly cleaning ormaintenance处理费用较低•Can treat>8,000bbls/day日处理能力>每天1200方Water Treatment Specialty Frac SystemsEvaporation Distilled WaterElectro-Coagulation FiltrationSlick WaterLinear/x-linked gelsSea Water ProducedWaterFlowback Water Water Usage Flowchart水处理体系SmartCare™Fluid SystemsSmartCare™环保型压裂液体系•HydroCare™:slickwater滑溜水体系•AquaCare™:linear guar fluid线性胶体系•ShaleXcel™:unique,viscosity controlled borate-crosslinked guar useful for generating complex fracture networks in shale reservoirs独有的、可控粘度的硼交联压裂液体系，可以有效形成复杂裂缝•Lightning™and Lightning Plus:high efficiency borate-crosslinked guar useful for conventional high-viscosity gel fracturing applications高效的硼交联压裂液，低粉比•AquaStar™and ThermoStar™:nondamaging,nonpolymer viscosified fluid清洁压裂液Combined SmartCare™Usage ChartBHI Fracturing fluid-Viking DBHI压裂液体系-延迟压裂液•In2008,it’s introduced into China,so far,more than600wells have been frac’ed with it in China.Recently,for most unconventional horizontal wells, it’s used for frac operation.2008年起引进至国内，至今已在全国范围内使用超过600井次。

非常规油气水平井多级分段压裂完井技术胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月非常规油气水平井多级分段压裂完井技术编写：张全胜张峰左家强李玉宝王磊吕玮张燎源张建初审：李爱山郝金克审核：张全胜胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月一、国内外技术现状及油田发展形势1、国外非常规油气技术迅猛发展近年来，国外以美国页岩油气为代表的非常规油气勘探开发飞速发展，并逐步形成了非常规油气水平井勘探、钻井、完井、压裂、裂缝监测等系列配套技术，建立了较为完善的勘探开发理念。

在技术不断配套完善的同时，也形成了甜点勘探、优快钻井、压裂完井一体化、体积压裂、“井工厂”管理模式等成熟的勘探开发理念。

美国已钻页岩油气水平井数量达50000多口，水平井多级分段压裂完井技术已日趋成熟，2011年美国共完钻非常规油气水平井8500多口，水平井占非常规油气产量的90%以上，80%以上为“井工厂”模式。

页岩气产量为1800亿立方米，占美国天然气总产量的34%。

国外非常规油气水平井多级分段压裂完井技术主要形成了水平井裸眼封隔器分段压裂完井和泵送桥塞射孔分段压裂联作两大主导技术，以两大主导技术的突破为核心，配套形成了优化设计、裂缝监测、设备配套等技术系列，提供了有力支撑。

创下分段最多90级，水平段段长最长4900m，单段最大加砂量450m3，单段最大液2550m3，80%以上的井为“井工厂”模式。

2、国内非常规油气勘探开发迈出实质性步伐近年来，国内中石油、中石化、中海油等石油公司在非常规油气勘探开发领域都已经迈出实质性步伐，技术以引进为主，同时开展了自主研究，正迅速追赶国际先进水平。

截至2011年底，中国石油共在低渗透油气藏完成水平井分段压裂1133口井4722段，相当于少打直井3000口，减少占地超万亩。

当年完钻1000口水平井，500口井实现了2200段有效压裂，提高原油产量37×104t，天然气35×108m3。

钻井新技术及发展方向分析1 钻井技术新进展1.1石油钻机钻机是实现钻井目的最直接的装备,也直接关系到钻井技术进步。

近年来,国外石油钻机能力不断增强,自动化配套进一步完善,使钻机具备更健康、安全、环保的功能,并朝着不断满足石油工程需要的方向发展。

主要进展有:(1) 采用模块化结构设计,套装式井架,减少钻机的占地面积,提高钻机移运性能,降低搬家安装费用。

(2) 高性能的“机、电、液”一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。

(3) 采用套管和钻杆自动传送、自动排放、铁钻工和自动送钻等自动化工具,提高钻机的智能化水平,为提高劳动生产率创造条件。

1.2随钻测量技术1.2.1随钻测量与随钻测井技术21 世纪以来, 随钻测量(MWD) 和随钻测井(LWD) 技术处于强势发展之中,系列不断完善,其测量参数已逐步增加到近20种钻井工程和地层参数,仪器距离钻头越来越近。

与前几年的技术相比,目前,近钻头传感器离钻头只有0.5～2 m 的距离,可靠性高,稳定性强,可更好地评价油、气、水层,实时提供决策信息,有助于避免井下复杂情况的发生,引导井眼沿着最佳轨迹穿过油气层。

由于该技术的市场价值大,世界范围内有几十家公司参与市场竞争,其中斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯3 家公司处于领先地位。

1.2.2电磁波传输式随钻测量技术为适应气体钻井、泡沫钻井和控压钻井等新技术快速发展的需要,电磁波传输MWD(elect romagnetic MWD tool s ,EM MWD) 技术研究与应用已有很大进展,测量深度已经达到41420 km。

1.2.3随钻井底环空压力测量技术为适应欠平衡钻井监测井筒与储层之间负压差的需要,哈里伯顿、斯伦贝谢和威德福等公司研制出了随钻井底环空压力测量仪（annular pressure measurement while drilling, APWD) ,在钻井过程中可以实时测量井底环空压力,通过MWD 或EMMWD 实时将数据传送到地面,指导欠平衡钻井作业。

一、课程在本专业的定位与课程目标(1) 课程在本专业的定位本课程为石油工程专业的主干课程，同时也为石油工程专业所属的“油气井工程”国家级重点学科的主干课程。

本课程的改革内容为教育部“面向21世纪石油主干专业课程体系和教学内容改革”项目中“石油工程专业的改革与建设”项目的主要内容之一。

其自编教材《钻井与完井工程》被教育部列为“面向21世纪课程教材”。

《钻井与完井工程》涉及到石油勘探开发过程中的一个重要技术环节，石油勘探开发投资的60％用于钻井与完井工程，钻井速度的高低、完井方式是否合理、储存保护的效果的好坏直接关系到油田勘探开发的整体效益。

石油行业本身就是一个资金密集和技术密集的行业，同时又是一个高技术风险的行业，技术应用不合理或者工程措施不周全可能会导致重大的经济损失、财产损失甚至是生命损失。

由此可见，钻井与完井工程在石油勘探开发占有非常重要的地位。

本课程积极采用国家级教改项目“石油工程专业的改革与建设”的成果，使本课程在师资队伍培养、教材建设、网络教学、多媒体教学方面上了一个台阶，尤其是该课程在国内同类院校中率先推出全程英语教学或双语教学，率先提出《钻井与完井工程》工程设计教学环节，编写了《钻井与完井工程》设计指导书并在几所石油院校中得到推广，该教材于1998年获西南石油学院优秀教学成果(教材) 一等奖，2000年获CNPC优秀教学成果(教材) 二等奖。

在本课程实验教学环节中，学院不仅开放教学实验室，而且对“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”和其它省部级重点实验室也进行开放。

在实验教学手段上，让学生自主设计实验方案、实验流程，人人有机会动手实验。

在实验教学形式上，除传统的验证型实验外，增加了设计型、综合性乃至研究型实验专题，以培养学生的基本工程素质、创造性思维和综合分析能力；双语班学生在四年级进行毕业论文(设计) 时，要求必须用英语撰写论文，并用英语进行答辩，虽然学生感到有一定的压力，但对学生能力提高促进大，有助于提高学生适应石油工业国际化的能力，有助于培养国际合作型的石油工业人才。