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页岩气完井压裂技术

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0
DHS2-11 DHS2-6 DHS2-5 DHS2-7E- DHS2-7 DHS2-7A DHS2-8 40
19
Frac-Hook™ 分支井系统
• 进一步增大油藏沟通面积 • 减少资金投入 • 降低地面设备限制的影响 • 经现场验证的可靠工具 • 所有分支均可再重入 • 通过连续油管或螺纹管下入分
带直通孔的多点滑套FracPoint系统
下入状态
移位状态
• 起缝点分布兼顾井筒最小应力场分布 • 考虑到提高造缝延伸潜力并降低造缝的扭曲磨阻
嵌进式聚能孔
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© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
远景展望
Annular Flow Velocity
IN-tallic 压裂球所使用的 “CEM”技术
• 通过在复合颗粒结构内改变纳米级的表面处 理技术来控制电化学反应的速度
500
Rate of Corrosion of DHS Materials in 3% KCl at 200F
450 439.92
400
350 R a t e o f C o r r o s io n , m g /c m ^ 2 /h r 304.03 286.62
300
250 204.23
246 220.9
200 163.95
150
103.39 100 86.89
94.36
50
32.5 0.46 1.5 2.76 1.083 8.176 4.91
DHS2-9 DHS2-10 DHS2-3 DHS2-12 DHS2-12A DHS2-13 DHS2-14B DHS2-15 DHS-2-16 DHS2-17
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© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
整合实时监测技术的FracPoint系统
•带监测功能的FracPoint™
oBakken/Three Forks地层，10 段10,000英尺长水平段 o光纤分布式温度传感器（DTS） o每隔一段，共放置5个压力/温度计 o特殊的可穿越的自膨胀封隔器和滑套
预测页岩气储量（万亿立方英尺）
来源：美国能源情报署，“全球页岩气资源：初期评价”
2 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
美国页岩产量增长力度
产
量
长 增
力
度
3
© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
第2段
第1段
复合桥塞钻磨
优质磨铣液
妥善保养的马达 高性能磨鞋/钻头
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© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
适用磨铣复合材料的切削结构
GLYPHALOY (pronounced glif-aloy)
入井前，初期镶焊后
磨铣43个桥塞后
支压裂导向器
• 与现有的压裂技术完全兼容 • “背靠背”压裂 • 未来可进行重复压裂 • 使用记录
– 7口三级多分支完井 – 40口二级多分支完井
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© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
OptiPortTM 系统
连续油管压裂滑套完井介绍 • 套管井 – 水泥环封隔各层 • 裸眼井– 裸眼封隔器封隔各层 • 滑套开启由连续油管井下工具而非投球控制
磨铣79个桥塞后
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© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
FracPoint 系统
• 一趟式模块化可定制系统，带可旋转下入功能 • 通过裂缝控制增加储层产量 • 无需尾管固井和射孔作业
• 灵活多变
– 首次或重复压裂 – 裸眼井或套管井应用 – 水平井，直井或斜井 • 工程化设计/试验和经现场应用检验的技术
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© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
FracPoint™ EX-C系统
• FracPoint技术改进 系统段数从8段增加到30段 成功下入第一个40段的系统 无限段数技术正在研发中
使用IN-tallic™压裂球的FracPoint
IN-Tallic™ 可溶解球及球座
• 耐高温高压压裂球，可在压裂结束后随时间降解 • 为达到生产管柱无限径提供了保证而无需昂贵的井筒干 预作业 • 与返排液中所含的地层盐反应进而降解 • 低浓度酸可实现快速消溶 • 可确保井筒内全部产层达到最佳返排和生产效果
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© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
环空流速
Velocity (ft/sec)
井下主控收发/控制器 井下主控收发/ (电缆传输地面供电) 电缆传输地面供电) 速 度 （ 英 尺 秒 ）
3
无平衡控水筛管
2
电潜泵
No EQUALIZER with EQUALIZER
有平衡控水筛管
/ /
1
0 0 1000 2000 3000 4000 Wellbore Length (ft) 井筒长度（英尺）
• 13 个已完成项目
• • • • 直井和水平井 多级滑套完井 Plug & Perf完井 通过旋转导向技术钻成中国首两口 页岩油水平井
• 7个计划中项目
• 四川、河南和塔里木盆地
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© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
多学科交叉的研究方法
FracPoint 在北美的作业经验
• 被117家油公司应用于超过35种岩性地层 • 发展趋势– 增加系统工艺的可压段数 • >2400口井-38,000封隔器-40,000滑套
8 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
非常规油气藏在中国的作业经验
Baker Hughes 贝克休斯
“通过革命性的创新完井技术实现增产”
钱翔， 全球客户副总裁 – 中国客户业务
2012 中国页岩气发展论坛
2012年12月
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
全球主要页岩富集区分布：
中国和美国拥有最大的预测储量
水平井, 多层压裂
Plug-&-Perf系统
• • •
尾管或全井筒固井 通过射孔枪/油管传输射孔在产层中形成多簇射孔 专为水平段泵送而设计的复合材料桥塞
射孔枪 E-4桥塞坐封工具 复合桥塞
第3段
12 © 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
来源：美国能源情报署
科技影响力
开启市场潜力
降低风险

提高效率
性能稳定的化学品
高质量的信息分析
先进的测量和促动
独到设计的材料 高温高压
深水
非常规
常规
非常规气– 完井技术
商业驱动力
• 提高作业效率 • 增大油藏泄油面积 • 环境影响最低化 • 减少非生产时间 嵌进式聚能孔 • 裸眼井压裂 • 套管井压裂
地质力学
增产改造 钻井和评价
完井及生产
© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 10
关键因素
• 两项技术使得非常规油气资源具有经济
开采价值 – 水平段钻井技术
– 水力压裂技术
直井
水平井
直井, 单层压裂
© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
实际应用
所涉及科技
AMT 切削齿
技术整合的产品
• 连续油管压裂
可控式电解金属材料
• 高效压裂
Initial Production 1981 2010
技术发展和结果
vertical
deviated
horizontal
Plug & Perf 在北美的作业经验
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© 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
分支井眼无线收发/控制器 分支井眼无线收发/ (井下供电) 井下供电)
分支井眼智能完井包括远 程监控及可控防砂系统
非常规气
谢谢!
26 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
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© 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
裂缝, 微地震和产量
不 同颜 色 的 点 代 表 各 段监 测 到 的 事 件
微地震监 测的事件
9
8
7
6
5
4
3
2
1
天然裂缝/ 节 点密度 滑套流通 孔位置 封隔器位置
通过生产测井得 到的产量

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新型页岩气井压裂技术及其应用研究

新型页岩气井压裂技术及其应用研究

新型页岩气井压裂技术及其应用研究摘要：本文在总结分析页岩气储层的岩性、物性、天然裂缝与力学性质特征的基础上,依据复杂裂缝形成机理,提出了压裂形成复杂缝网、增大改造体积的基本地层条件的观点,归纳了直井和水平井体积压裂改造工艺技术方法等。

关键词：页岩气体积压裂缝网剪切裂缝水压裂监测建议页岩气因其储层渗透率超低、气体赋存状态多样等特点,决定了采用常规的压裂形成单一裂缝的增产改造技术已不能适应页岩气藏的改造,必须探索研究新型的压裂改造技术,方能使其获得经济有效地开发。

一、页岩气基本特征页岩气开采深度普遍小于3000m ，其储层典型特征为：①石英含量大于28%，一般为40%~50%，遭受破坏时会产生复杂的缝网；②页岩气储层致密，孔隙度为4.22%~6.51%，基质渗透率在1.0mD 以下；③页岩微裂缝发育，页岩气在裂缝网络系统不发育情况下，很难成为有效储层；④页岩气有机质丰度高，厚度大，有机碳含量一般大于2%，成熟度为1.4%~3.0%，干酪根以Ⅰ~Ⅱ型为主，有效厚度一般在15~91m ；⑤页岩脆性系数高，容易形成剪切裂缝，如Barnett 页岩杨氏模量为34000~44 000mPa ，泊松比为0.2~0.3 ；⑥页岩气主要有吸附态、溶解态和游离态 3 种赋存状态，其赋存状态要求有大的改造体积，这样才会获得高产。

二、页岩气井体积压裂技术体积压裂是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。

页岩气储层渗透率超低，厚度大，天然裂缝发育，气体主要以吸附态吸附在有机质表面，常规改造形成单一裂缝很难获得好的增产效果。

数值模拟研究表明，页岩气储层改造的体积（SRV ，106 ft3 ；1 ft3 ＝0.028 317m3 ）越大，压后增产效果越好。

但要实现体积改造，除地层要具备体积压裂的基本条件外，压裂改造工艺方法也十分关键。

关于页岩气压裂增产技术的研究

关于页岩气压裂增产技术的研究

关于页岩气压裂增产技术的研究页岩气是一种被困在岩石中的天然气资源，由于其在岩石中储存量大、富集度高的特点，近年来备受关注。

传统的开采方法往往难以将页岩气完全释放，导致产能有限。

为了解决这一问题，页岩气压裂增产技术应运而生。

本文将对页岩气压裂增产技术进行深入研究，探讨其原理、方法和应用前景。

页岩气压裂增产技术是利用水压将岩石中的裂缝扩大，使得天然气能够顺利通过裂缝流出，从而提高页岩气的产量。

这一技术的核心是通过高压水射入岩石层，使岩石发生微裂缝，进而促使页岩气释放。

要实施页岩气压裂增产技术，首先需要进行地质勘探，确定页岩气的分布情况、厚度和性质。

其次需要进行井筒施工，选择合适的井位进行钻井。

然后进行井筒完井和注水准备工作。

最后执行压裂操作，将高压水注入岩石层，形成裂缝，并持续注水以维持裂缝的稳定。

通过这一系列的操作，可以有效地提高页岩气的产量。

页岩气压裂增产技术的应用前景非常广阔。

这一技术可以帮助提高页岩气的开采率，使得原本难以开采的页岩气资源变得可触及。

通过压裂操作可以有效地降低开采成本，提高经济效益。

页岩气压裂增产技术还可以减少对地下水资源和环境的影响，保护生态环境。

页岩气压裂增产技术也面临一些挑战和难点。

压裂操作需要严格控制水压和流量，以防止因操作失误导致的地质灾害。

部分地区的页岩气层结构复杂、岩性差异大，这就需要根据具体情况选择不同的压裂方案，增加了技术难度。

压裂操作可能对地下水和环境造成潜在的影响，需要加强环保措施和监测工作。

为了进一步推动页岩气压裂增产技术的发展，需要加强研究和技术创新。

可以将压裂技术与其他采气技术相结合，形成更加完善的采气系统，提高采气效率。

可以利用先进的地质勘探技术，更加准确地确定页岩气层的分布和性质，为压裂操作提供更精准的数据支持。

可以加强对环保和地质安全的监测和管理，确保页岩气开采过程中不会对环境和地质造成负面影响。

页岩气井压裂施工技术

页岩气井压裂施工技术


高效防膨剂
二、页岩气压裂技术
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300000m3， 单井最大超过30000m3。
二、页岩气压裂技术
页岩气配套桥塞、射孔联作管串及钻塞钻头
➢ 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。
双回压阀 非旋转扶正器 双向震击器 马达
磨鞋
连续油管接头 液压丢手接头 双启动循环阀 高强度应急丢手工具
二、页岩气压裂技术
Meyer2010
二、页岩气压裂技术
DLFP12-105电缆防喷装置
密封电缆直径：φ8mm(可适用φ5.6-12.7mm) 防喷管通径：φ120mm 工作压力：105MPa 强度试验压力：157MPa
二、页岩气压裂技术
应急技术
打 捞 工 具
若由于水平井存在特殊情况导致无法将井下工具串泵送到位， 则可放弃泵送方式，选用连续油管输送方式完成水平井桥塞-分簇 射孔联作技术。
2020/11/4
三、超高压气井现场施工技术
2、压裂施工设备准备
南页1HF井压裂车 及压裂设备
压裂车名称 3000型压裂车 2500型压裂车
合计
数量（台） 6 12 18
2500型压裂泵车参数
项目
参
数
台上发动机额定功率 3000HP(2235KW)
台上发动机最高转速 2000r/min
单车最大输出水功率 2500HP(1860KW)
页岩气三代钻井技术、压裂技术

页岩气三代钻井技术、压裂技术

页岩气三代钻井技术、压裂技术怎样开采页岩气？页岩气是充填于页岩裂隙、微细孔隙及层面内的自然气。

开采页岩气通常要先打直井到几千米的地下，再沿水平方向钻进数百米到上千米，并采纳大型水力压裂技术，也就是通过向地下注入清水、陶制颗粒、化学物等混合成的压裂液，以数十到上百兆帕的压力，将蕴含自然气的岩层“撬开”，就像在致密的页岩中建设一条条“高速大路”，让深藏于页岩层中的页岩气沿“高速大路”跑到水平井段，最终从直井中采出来。

页岩气井钻井示意图页岩气三代钻井技术●一代技术2023年~2023年，勘探开发初期，水平段1000~1500米，周期80~100天。

主要以常规油气钻井技术工艺+水平井钻井技术+油基钻井液为主。

●二代技术2023年~2023年，一、二期产能建设时期，水平段1500~2200米，周期60~80天。

针对页岩气开发特点，开展页岩气工程技术“一次革命”，攻关完成了“井工厂作业+国产化工具+自主化技术+系列化工艺”，实现提速降本增产。

●三代技术2023年至今，页岩气大进展时期，水平段2000~3000米，周期40~60天，围绕“四提”目标，开展页岩气工程技术“二次革命”，主要技术路线是“个体突破向综合配套转变，单项提速向系统提速进展”，技术要点是两个方向（钻井工艺+钻井工具）、三大核心（激进参数+精益施工+超常工艺）、三大基础（地面装备+井下工具+钻具组合）。

页岩气三代压裂技术●一代技术2023年~2023年，渐渐形成自主化的以“桥塞分段大规模体积压裂+井工厂运行”为核心的页岩气长水平井高效压裂技术系列。

●二代技术2023年~2023年，自主页岩气压裂技术转变为追求改造体积裂缝简单度最大化，攻关形成了“多簇亲密割+簇间暂堵+长段塞加砂”主体压裂工艺等低成本分段工具及工艺为代表的二代压裂技术系列。

●三代技术2023年至今，为满意多层立体开发和不同类型储层要求，乐观开展全电驱压裂装备配套适应性讨论，推广牵引器射孔技术和延时趾端滑套工艺，优化高效可溶桥塞结构，研发井口快速插拔装置、多级选发点火装置、高效连续油管钻塞液体系，持续更新升级压裂装备及其配套工具，全面提升了装备作业水平，实现低成本、规模化、绿色施工。