页岩气压裂工程技术进展研究

发表时间:2021/6/10   来源:《中国科技信息》2021年7月   作者:田春来
[导读] 随着页岩气开发力度的加强,工艺与工程技术相结合,形成了以页岩气压裂施工需求为导向,以提质、增效、降本为核心,引进吸收与自主创新相结合的五项压裂工程技术,为安全、高效施工提供了有力的技术支撑。

北京安德兴石油技术有限公司   田春来   100010

摘要:随着页岩气开发力度的加强,工艺与工程技术相结合,形成了以页岩气压裂施工需求为导向,以提质、增效、降本为核心,引进吸收与自主创新相结合的五项压裂工程技术,为安全、高效施工提供了有力的技术支撑。施工现场整体统筹、合理调配,引进与创新相结合,积极推广新工艺、新技术,满足拉链式施工工艺要求,提高生产时效,同时积极与工艺技术部门沟通,从生产运行、配套管控、技术工艺等方面优化成本,达到了降本增效目的。
关键词:工程技术       压裂工艺      页岩气
        1区块开发特征
        1.1气田概况
        涪陵页岩气田位于重庆市涪陵、南川、武隆等区县境内,属山地-丘陵地貌,构造上属于四川盆地东南缘川东高陡褶皱带万县复向斜。目前有焦石坝、江东、平桥3个产建区,白马、白涛、凤来3个评价区。
        1.2开发历程
        2013-2015年:产建任务主要集中在焦石坝区块;
        2016-2018年:产建任务主要集中在江东、平桥2个区块;
        2018-2019年:已先后在焦石坝区块开展开发调整,在白涛、白马、凤来等区块开展地质评价工作;
        2020年:立体开发调整阶段。
        截止目前,涪陵气田已实施507口井,10000余段,形成了以多簇射孔+滑溜水段塞加砂为主导的工程配套技术。随着开发力度的加强,工艺与工程技术相结合,形成了系列技术。
        2压裂工程技术进展
        2.1高效射孔技术
        1)、牵引器输送射孔技术
        牵引器输送射孔技术是牵引器传输工艺与多级射孔工艺相融合的一种水平井射孔新技术,作业时无需转换井口,消除了重复安装拆卸,降低了工作负荷,并将作业时间缩短到1天,具有成本低、时效性强、安全风险低等优势。目前已成功应用200余井次,有着广泛的应用前景。

图2-1  牵引器装置
        2)、井口快速对接装置(插拔器)
        避免施工人员高空作业,降低安全风险,同时操作时间由30min缩短到5min,已实施近300段。应用集成化过线器和可选发编码雷管,减少工具串安装连接时间,提高泵送射孔施工效率,组装射孔枪串时间缩短50%以上,消除了因人员操作造成线路故障而返工现象。

        2.2  不停泵投球暂堵转向压裂技术
        经过技术攻关及配套,形成了以远程控制、操作可视化、精确计量等为核心的不停泵投球暂堵转向压裂技术,解决了暂堵压裂不连续、人员进入高压区带压操作等难题。其工艺优点加入方式多样,既可以混砂加入,也可以投球预置;计量更加精确,加量不受限制;不受压裂泵结构影响,可加入多种尺寸颗粒;液压系统远程控制;无线摄像实时监控;结构简单,使用装备更少。
        典型井JY-XXHF第XX段试验不停泵多次投球暂堵技术,进行2次投球暂堵,第1次投Φ13.5mm暂堵球15个到位后,压力上涨5.5MPa;第2次投Φ13.5mm暂堵球15个到位后,压力上涨4.1MPa,证明连续多次暂堵效果明显,测试求产获得26.9万方/天的产能。
        2.3远程电控高压管汇技术
        页岩气压裂施工压力高、规模大,对设备的安全性、可靠性及可操控性提出了更高的要求,通过优化配套远程电控高压管汇技术,实现远程电控开关,仪表车内自动化控制,满足了页岩气高压区内无人操作要求,属国内首台,已获得国家发明专利。

        2.4压裂车高时效运行技术
        华美孚泰泵车优势为液力端、易损件使用寿命长,劣势为检泵时间略长;四机厂泵车优势为检泵时间短,劣势为液力端、易损件使用寿命短。为充分发挥两种泵车的优势,优化为华美孚泰泵车打水,四机厂泵车加砂,缩短了检泵时间,生产时效提高了50%,易损件成本降低30%左右。


        3认识及建议
        ①、认识
        (1)坚持工程技术创新,密切与现场需求相结合,提高增产效果。
        通过技术引进与创新相结合,积极推广新工艺、新技术,施工现场整体统筹、合理调配,满足拉链式施工工艺要求,提高增产效果。
        (2)加强甲乙方一体化协同,优化生产组织运行,提高运行质量。
        压裂试气施工过程中,积极与工艺技术部门沟通,从生产运行、配套管控、技术工艺等方面优化成本,达到降本增效目的。
        ②、建议
        (1)加强地质工程一体化运行,改善实施效果。
        与地质院、工程院、试气部充分结合,认识地层特征及工艺难点,优化压裂施工设计及配套工程技术,提高工程技术的针对性和有效性,改善实施效果。
       (2)加强设备运行管理,实现安全、高效生产。
        加强压裂泵车、混砂车和仪表车的维护保养工作,及时发现隐患,提前解决问题;制定设备管理制度,责任到人,加强绩效考核。
参考文献
[1]路保平,丁士东等,中国石化页岩气工程技术新进展与发展展望[J].石油钻探技术,2018,46(1):1-9.
[2]刘合,孟思炜,苏健等,对中国页岩气压裂工程技术发展和工程管理的思考与建议[J].天然气工业,2019,39(4):1-7.
[3]李文阳,邹洪岚,吴纯忠等,从工程技术角度浅析页岩气的开采[J].石油学报,2013,34(6):1218-1224.

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