• / 25
  • 下载费用:5 下载币  

页岩气深入研究报告

关 键 词:
页岩 深入 研究 报告
资源描述:
一. 工艺流程总览二. 岩气地质特征自 生 自 储 的 页 岩 气 藏 的 产 气 能 力 受 有 机 碳 含 量 ( 、 热 成 熟 度 ( 、无 机 组 分 含 量 、 天 然 和 诱 导 裂 缝 等 因 素 的 影 响 。 经 研 究 发 现 , 页 岩 气 储 层 具有 以 下 特 点 [5,6]:1)分布面积广;2)井封闭,并且包含水力压裂能量;3)埋藏深度适中;4)厚度大(大于 5)有机质丰度高( 3 %);6)在气窗口里的成熟度( 间);7)好的气含量>100;8)产水量较少,低氢含量;9)黏土含量中等(小于 40 %),有很低的混合层组分;10)脆性较高,低泊松比、高杨氏弹性模量;11)围岩条件有利于水力压裂控制。含 气 页 岩 大 多 为 含 油 气 系 统 中 主 力 烃 源 岩 , 尤 以 受 上 升 洋 流 影 响 、 倾 油混 合 型 干 酪 根 为 主 的 海 进 体 系 域 黑 色 页 岩 为 佳 , 且 现 今 处 于 大 量 生 气 阶 段 或充 注 过 程 中 , 既 保 存 了 较 高 的 残 余 有 机 质 丰 度 , 储 集 大 量 吸 附 气 , 又 能 新 增一 定 孔 隙 度 , 容 纳 足 够 数 量 的 游 离 气 , 有 助 于 提 高 基 质 系 统 的 渗 透 性 , 使 生产 井 保 持 较 高 产 气 速 度 , 规 模 化 开 发 生 产 的 经 济 效 益 达 到 最 大 [5]。图 3 he of 岩气的勘探技术页岩气勘探方法有地质、地球物理、地球化学勘探、钻井等方法,采用多学科综合勘探是页岩气勘探发展方向。地震勘探技术是页岩气地层解释和识别的一项关键技术,利用三位地震绘制页岩裂缝带图可准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带,提高探井(或开发井) 成功率;利用微地震监测技术对水力裂缝分布情况进行监测可确定微地震情况,结合录井、测井等资料可识别解释泥页岩,进行构造描述 [3]。目前,新开发的 4D 地震监测技术可测试了页岩地层的声波和弹性对加压和减压的反应,这种分析能帮助找到被绕过的产层,从而优化开采,有助于提高作业效率,了解最终采收率和该区域的压力范围。测 井 和 取 心 是 页 岩 气 储 层 评 价 主 要 方 式 。 页 岩 气 井 测 井 主 要 是 指 气 层 、裂 缝 、 岩 性 的 定 性 与 定 量 识 别 。 由 于 页 岩 气 具 有 不 导 电 、 密 度 小 、 含 氢 指 数低 、 传 播 速 度 慢 等 物 性 , 因 此 , 气 层 测 井 会 显 示 高 电 阻 、 高 声 波 时 差 、 低 体积 密 度 、 低 补 偿 中 子 、 低 光 电 效 应 等 特 征 [3]。 可 应 用 井获 取 密 度 、 γ 射 线 、 电 阻 率 、 中 子 和 密 度 孔 隙 度 ; 应 用 声 波 测 井 获 取 岩 石 的力 学 性 质 , 并 识 别 裂 缝 方 向 和 最 大 主 应 力 方 向 , 进 而 为 气 井 增 产 提 供 数 据 ;应 用 成 像 测 井 识 别 出 裂 缝 和 断 层 , 并 对 页 岩 进 行 分 层 ; 应 用 脉 冲 伽 马 能 谱( 井 可 精 确 测 量 大 范 围 不 同 性 能 下 的 含 油 饱 和 度 和 井 眼 状 况 , 从 而 提高 采 收 率 ; 而 且 线 经 岩 性 及 环 境 影 响 校 正 后 进 行 重 叠 ,可 根 据 差 异 判 断 气 层 , 利 用 三 条 孔 隙 度 曲 线 和 电 阻 率 曲 线 及 数 字 处 理 成 果 进行 综 合 评 价 [3]。 综 合 测 井 资 料 分 析 可 在 测 井 曲 线 上 辨 别 有 利 的 页 岩 气 储 层 [7],见 表 1。而 岩 心 分 析 则 主 要 是 用 来 确 定 孔 隙 度 、 储 层 渗 透 率 、 泥 岩 的 组 分 、 流 体及 储 层 的 敏 感 性 , 并 分 析 测 试 吸 附 等 温 曲 线 。测井曲线 输出参数 曲线特征 影响因素自然伽马 自然放射性 高值(>100局部低值泥质含量越高,自然伽马值越大,有机质可能含有高放射性物质井径 井眼直径 扩径 泥质地层显扩径:有机质的存在使井眼扩径更严重声波时差 时差曲线 较高,有周波跳跃岩性密度:泥岩<页岩<砂岩;有机质丰度高,声波时差大;含气量增大声波值变大;遇裂缝发生周波跳跃;井径扩大中子孔隙度中子孔隙度 高值束缚水使测量值偏高;含气量增大使测量值偏低;裂缝地区的中子孔隙度变大地层密度 地层密度 中低值含气量大密度值低;有机质使测量值偏低;裂缝底层密度值偏低,井径扩大岩性密度 有效光电吸收指低值 烃类引起测量值偏小,气体引起测量值偏小,裂缝带局部曲线降低深浅电阻率深探测电阻率浅探测电阻率总体低值,局部高值,深浅侧向曲线几乎重合地层渗透率:泥质和束缚水均使电阻率偏低,有机质干酪根电阻率极大,测量值局部为高值表 1 页岩气测井曲线响应特征 of 之 外 , 由 于 页 岩 的 主 要 以 裂 缝 和 微 孔 隙 赋 存 天 然 气 , 因 此 , 在 录 井 过 程中 需 现 场 进 行 页 岩 气 含 量 测 定 和 解 吸 、 吸 附 等 资 料 的 录 取 , 有 助 于 页 岩 气 资源 量 的 评 价 。 气 层 的 钻 完 井 技 井技术目 前 , 页 岩 气 井 钻 井 包 括 垂 直 和 水 平 井 。 在 2002 年 以 前 , 美 国 页 岩 气开 发 主 要 的 钻 井 方 式 是 垂 直 井 , 但 在 2002 年 源 公 司 7 口 气 试 验 水 平 井 取 得 了 成 功 之 后 [8], 水 平 井 成 为 页 岩 气 开 发 的 主 要 钻 井 方式 。 前 者 主 要 用 于 试 验 、 了 解 页 岩 气 藏 特 性 , 获 得 钻 井 、 压 裂 和 投 产 经 验 ,并 优 化 水 平 井 钻 井 方 案 ; 后 者 主 要 用 于 生 产 , 可 以 获 得 更 大 的 储 层 泄 流 面 积 ,得 到 更 高 的 天 然 气 产 量 [6]。 由 于 水 平 井 在 成 本 上 是 直 井 的 1~2 倍 , 但 产 量 却是 远 大 于 直 井 , 且 能 够 更 大 面 积 的 使 井 筒 与 与 裂 缝 接 触 , 因 此 , 水 平 井 技 术的 应 用 可 使 无 裂 缝 或 少 裂 缝 通 道 的 页 岩 气 藏 得 到 有 效 的 经 济 开 发 。图 4 in 平 井 钻 井 中 可 采 用 采 用 三 维 地 震 解 释 技 术 来 更 好 地 设 计 水 平 井 轨 迹 ;在 开 采 较 直 的 、 曲 折 度 不 大 的 井 时 采 用 旋 转 导 向 系 统 可 减 少 甚 至 避 免 井 筒 造斜 过 程 受 到 由 滑 动 和 旋 转 所 引 起 的 扭 矩 和 阻 力 的 影 响 , 形 成 光 滑 的 井 眼 , 更易 获 得 较 好 的 地 层 评 价 , 某 些 情 况 下 , 从 水 平 段 底 部 到 顶 部 的 倾 角 变 化 低 9]; 还 可 采 用 钻 成 像 服 务 和 头 附 近 地 层 电 阻 率 仪器 等 随 钻 测 井 技 术 (和 随 钻 测 量 技 术 ( 钻 遇 后 即 时 识 别 天 然 裂 缝和 水 平 井 进 行 精 确 定 位 , 从 而 作 出 地 层 评 价 , 引 导 中 靶 地 质 目 标 。 同 时 采 用欠 平 衡 钻 井 技 术 , 实 施 负 压 钻 井 , 避 免 储 层 损 害 。 除 此 之 外 , 钻 井 作 业 还 采用 井 下 钻 具 统 、 定 向 设 备 以 及 泥 浆 系 等 常 规 钻 井 方 式 。 采 用 地 质 导 向 技 术 ,确 保 在 目 标 区 内 钻 井 , 避 免 断 层 和 其 他 复 杂 构 造 区 , 避 免 钻 穿 目 标 区 , 或 者发 生 井 漏 。 水 平 井 形 式 包 括 单 支 、 多 分 支 和 羽 状 水 平 井 。 一 般 水 平 段 越 长 ,最 终 采 收 率 和 初 始 开 采 速 度 也 就 越 高 。目 前 , 我 国 水 平 井 钻 井 技 术 与 欠 平 衡 钻 井 技 术 已 比 较 成 熟 , 2005 年 以来 , 西 南 油 气 田 先 后 引 入 旋 转 地 质 导 向 、 先 进 装 备 , 2007 年应 用 欠 平 衡 钻 井 技 术 完 成 广 安 002 钻 井 作 业 , 水 平 井 段 超 过 2000m。 井 、 完 井 技 术页岩气井通常采用具有浆体稳定、密度低、渗透率低、失水小、抗拉强度高等特点的泡沫水泥进行固井。泡沫水泥能过发挥较好的防窜效果,并能解决低压易漏长封固段复杂井的固井问题,而且水泥侵入距离短,可以减小储层损害。在俄克拉荷马州 岩最近的生产实践表明,使用泡沫水泥固井可比用常规水泥浆固井所获得的天然气产量平均多 23%[6]。除此之外,岩气田采用了一种增加了许多碳酸钙的酸溶性水泥体系(当与盐酸(触时,水泥就会依随溶解度和接触时间而溶解[10]。这种水泥浆可满足已固侧钻井和侧钻井长度增加对分段隔离的需要。两种泥浆的主要特性参数列于表 2[10]中。传统的水泥浆(50/50P 级) 酸溶性水泥浆质量/(每袋) 袋) 2h)/700 550溶解度 25% 92%表 2 传统的水泥浆与酸溶性水泥浆的特性对比 力喷射射孔完井和机械式组合完井 [3]。组合式桥塞完井是页岩气水平井最常用也是最耗时的完井方法,在套管井中,用组合式桥塞分隔各段,分别进行射孔或压裂。水力喷射射孔完井是以高速喷出的流体射穿套管和岩石的射孔完井方式,不用下封隔器或桥塞,可缩短完井时间,适用于直井或水平套管井。机械式组合完井采用特殊的滑套机构和膨胀封隔器,适用于水平裸眼井段限流压裂,一趟管柱即可完成固井和分段压裂施工 [3]。目前一些列新型完井技术也在涌现,如 司的井技术,聚能射孔和多级完井,各个阶段对射孔产层使用挠性油管或扣连接的油管供水或喷砂等。 种 压 裂 措 清水压裂技术目前美国页岩气开发最主要的增产措施是清水压裂,即:使用添加了一定减阻剂的清水作为压裂液。这种压裂液主要成分是水,以及很少量的减阻剂、黏土稳定剂和表面活性剂。之所以使用这种低成本压裂液是因为,水是一种低粘度流体,更容易产生复杂的裂缝网络,而且很少需要清理,是一种清洁压裂技术,可提供更长的裂缝,并将压裂支撑剂运到远至裂缝网络,在像 重复压裂技术重 复 压 裂 技 术 用 于 在 不 同 方 向 上 诱 导 产 生 新 的 裂 缝 , 从 而 增 加 裂 缝 网 络 ,提 高 生 产 能 力 。 如 果 初 始 压 裂 已 经 无 效 , 或 现 有 的 支 撑 剂 因 时 间 关 系 已 经 损坏 或 质 量 下 降 , 那 么 对 该 井 进 行 重 复 压 裂 将 重 建 储 层 到 经 验 的 线 性 流 , 最 终采 收 率 估 计 提 高 8 %~ 10 %, 可 采 储 量 增 加 60 %[11], 是 一 种 低 成 本 增 产 方法 。 如 果 要 是 得 重 复 压 裂 获 得 成 功 , 必 须 评 估 重 复 压 裂 前 、 后 的 平 均 储 层 压力 , 渗 透 率 厚 度 乘 积 和 有 效 裂 缝 长 度 与 导 流 能 力 等 。 所 以 重 复 压 裂 的 实 施 离不 开 室 内 试 验 的 帮 助 。 大 部 分 页 岩 气 井 都 进 行 了 二 次 压 裂 , 二 次压 裂 后 可 接 近 或 超 过 初 次 压 裂 时 的 产 量 。同步压裂技术该 技 术 同 时 对 配 对 井 ( 行 压 裂 , 即 同 时 对 两 口 (或 两 口以 上 )的 井 进 行 压 裂 。 它 可 使 压 力 液 及 支 撑 剂 在 高 压 下 从 一 口 井 向 另 一 口 井运 移 距 离 最 短 , 从 而 增 加 水 力 压 裂 裂 缝 网 络 的 密 度 及 表 面 积 。 该 技 术 已 经 在美 国 的 岩 气 田 试 验 使 用 , 作 业 者 在 相 隔 152~ 305m 范 围 内 钻 两 口平 行 的 水 平 井 同 时 进 行 压 裂 [12], 目 前 已 发 展 到 3 口 、 甚 至 4 口 井 间 同 时 压 裂 。据 估 计 , 该 技 术 在 未 来 页 岩 气 开 采 方 面 将 有 很 大 前 景 。直井压裂目 前 的 直 井 压 裂 设 计 特 征 如 下 : 1) 有 4 或 5 处 射 孔 位 置 , 长 2) 5 孔 / 60°定 相 ; 3) 每 个 射 孔 孔 眼 的 泵 速 是1~ 21 或 者 每 个 起 始 位 置 的 泵 速 是 20 入 的 体 积 约 2500 m), 供 给 400 lb/ lb/kg/m)的 支 撑 剂 [6]。在页岩气开发初期,钻垂直井有助于作业者掌握储层特征,获得经验,从而有效的规划以后的生产活动。在 页岩气田,直井进行压裂后的产气速度为(10 4m3/d 以上,预计这些井的最终采出量一般应为(2831~7077)×10 4实际采出量却达到了 08 水平井压裂水平井也需要压裂,如果不压裂则不能产气。目前的水平井压裂设计一般包括:1)2~8 段/水平井眼;2)2~4 压裂开始位置/ 段;3)m 的射孔/位置,6 孔/0°定相;4)每个压裂点 20~ 30 个射孔点 2~ 4 )体积平均 1800 ]。通过对 油气田进行水平井压裂,发现其初始产气速度一般比直井快 2~3 倍。对 田进行水平井分段压裂,可使其核心区域产量大幅度提高,并且在那些缺少遮挡或遮挡层很薄的区域,水平井压裂比直井压裂更能使裂缝保持在 层的目的段中。最初水平井的压裂阶段一般采用单段或 2 段,目前已增至 7 段甚至更多。 层 保 护页岩的岩性特点使其多具有水敏性,水进入储层后可使其粘土矿物(特别是蒙脱石)膨胀,从而堵塞孔缝,降低其产量。因此需要利用 而针对粘土矿物的特点采取防水敏的钻井液和压裂液以保护储层和增强储层改造的效果是一个重要的技术措施。新型的减阻剂有助于降低来自长链式聚合物对压裂面的损害。降黏剂通过降低流体黏度,有助于使水压裂处理的效果最大化,改善负荷采收率,使减阻剂聚合物的损害最低,防止聚合物吸附到压裂面上,从而提高开采量 [6]。 缝 监 测 技 术现在检测裂缝的方法有很多种,如利用电阻率测井、成像测井识别裂缝等,但主要还是采用地震裂缝预测技术。目前地震裂缝预测方法有很多种,如利用叠后地震信息进行裂缝预测,包括倾角扫描技术、谱分解等;利用叠前地震信息进行裂缝预测,包括 P 波方位各向异性裂缝预测等 [13]。在 岩 气 开 发 地 区 , 主 要 运 用 地 面 、 井 下 测 斜 仪 与 微 地 震 监 测技 术 等 裂 缝 监 测 技 术 来 了 解 裂 缝 增 长 的 不 同 方 面 。 在 后 期 压 裂 过 程 中 , 人 工裂 缝 的 监 测 普 遍 采 用 微 地 震 压 裂 监 测 技 术 , 它 能 实 时 提 供 压 裂 施 工 产 生 裂 隙的 高 度 、 长 度 和 方 位 角 , 利 用 这 些 信 息 可 以 优 化 压 裂 设 计 、 优 化 井 网 或 其 他油 田 开 发 措 施 , 从 而 提 高 采 收 率 。 表 3 列 出 的 就 是 通 过 不 同 监 测 技 术 得 到 的裂 缝 几 何 尺 寸 。地面倾斜仪 井下测斜仪 微地震分析方位 × ×高度 ×(尖端) ×(井眼)长度 ×不对称性 ×西北体积 ×组成表 3 通过不同技术测量的 缝几何尺寸 to 页岩气的储运由于页岩气开采后就是天然气,所以页岩气的储运与天然气相同。目前 ,天然气的储运方式有管道运输、 液化天然气() 输送、 压缩天然气 ( ) 储运、 吸附()储运和天然气水合物(N 运 5 种。1.管道储运管道输送方式适用于稳定气源与稳定用户间的长期供气情况 ,是一种成熟的已得到广泛应用的技术。目前 ,约占总量 75 %的天然气采用管道输送。我国的输气管道主要分布在四川盆地、 东北地区和华北地区 ,管道总长约 20 000 着天然气消费量的增长 ,天然气管道总长还将快速增加。管道输送的缺点是投资大、 成本高 ,每公里约为 400 百万美元 ,西气东输管道工程仅敷设干线管道就投入了 460 × 108 元人民币。 对于大量的边远零散气田 ,特别是井口压力高、 总体储量有限气井的开发 ,敷设管道经济性很差。2. 运 储运方式是利用低温技术将天然气液化 ,并以液体形式进行储运的一种技术 ,一般采用丙烷预冷的混合制冷剂液化。 液化站一般建在气源充足的气井处 ,以扩大 产量 ,便于回收投资。 采用低温储罐槽车经公路运输 ,到达目的地后 ,经 槽车自增压系统增压 ,然后进入 储罐。储罐中的 再经自增压系统压入气化器中气化 ,经调压计量送入城市管网。 液化后的体积远比气体小 ,在运输方面具有很大的优势。 运输是目前天然气远洋输送的主要手段 ,是提高海洋、 荒漠地区天然气开发利用率的有效方法 ,同时 , 输送成本仅为管道输送的 1/ 6~1/ 7 ,并可降低因气源不足敷设管道而造成的风险。但是 , 工厂规模庞大 ,设备昂贵 ,净化、 液化工艺复杂 ,运行费用较高 ,日产 400 工厂一次性投资在 1 ×108元人民币以上。世界上大多数 都是采用船运的方式 , 船结构复杂 ,技术要求高 ,耗资巨大。另外 ,由于储存温度低 , 一旦发生泄漏将很快形成爆炸云团 ,因此 ,在生产和储运过程中危险性很高。 3.运 储运是将天然气进行高度压缩至 20~25再用高压气瓶组槽车通过公路运输 ,或将天然气充入一个管束容器(由高级钢管制成)中 ,将容器固装在运输船上海运 ,还可以将管束容器制成铁路运输槽车的形式通过铁路运输 ,在使用地的减压站(输配站)将高压天然气经 1~2 级减压(1. 6 右) ,然后泵入储罐 ,或进一步调压进入城市管网。与气瓶组相比 ,管束容器虽然略重 ,但制作工艺较为简单 ,相同容积的造价更低 ,使用安全性及灵活性也好于高压气瓶组。 储运适用于零散用户及车用燃气的用气 ,技术难度低 ,成熟度高 ,在我国得到了一定程度的应用。但由于其储气压力高达 20上 ,对储存容器要求高 ,具有一定的危险性 ,而且能量储存密度不大 ,因此 ,不具有大规模发展应用的可能性。4.运 储运方式克服了 储存压力过高的缺点。 是在储罐中装入高比表面的天然气专用吸附剂 ,利用其巨大的内表面积和丰富的微孔结构 ,在一定的储存压力(3~4 使 达到与 相接近的存储容量 ,使用时再通过降低储存压力,使被吸附的天然气释放出来。决定 方法工业应用的关键是开发一种专用高效吸附剂和改进储存容器的结构设计。理想的吸附剂应在正常情况下吸附和脱附的速率高 ,当压力下降到常压时 ,残留在壁内的 “余气”少 ,有良好的导热性能 ,使热量迅速传出储罐外 ,以减弱这一影响 ,而且单位体积吸附剂的吸附量应尽可能大 ,吸附剂的使用寿命长 ,能够再生使用 ,价格便宜。近年来 ,国内外许多学者已对各种不同固体吸附材料(沸石、 分子筛、 硅胶、 炭黑、 活性炭等)进行过吸附性能的研究和评价。试验证明 ,吸附存储天然气的有效吸附剂是具有高微孔体积的活性炭。目前 ,该技术还存在一些问题 ,一是相同储存容积下的有效储气量比 或 储存容器低得多;二是天然气吸附与释放过程中的热效应未得到解决;三是如何解决天然气的重组分在释放过程中的滞留问题。 降低了储存压力 ,使用安全方便 ,储存容器无需隔热 ,材质选择余地大 ,质轻 ,低压 ,具有一定的发展前景。但由于气体储存密度不大、 吸附剂寿命有限等 ,其在工业方面的应用范围受到了限制〔 2〕。5.运N 运技术是近几年国外研究发展的一项新技术 ,由于 N 量丰富 ,应用前景广阔 ,现已成为能源前沿科学的热点课题。一个单位体积的 N 体中可含有 100~300 倍体积的天然气气体 ,以水合物形式来储运天然气具有体积小的优点。同时 ,N 储存压力比 和 低 ,增加了系统的安全性和可靠性。另外 ,N 运方式不需要复杂的设备(只需一级冷却装置) ,工艺流程简化;在水合物状态下储运气体的装置不需要承受压力 ,采用普通钢材制造即可。三. 井和取心是页岩气储层评价的两个主要步骤。成像测井可以识别出裂缝和断层,并对页岩进行分层。声波测井可以识别裂缝方向和最大主应力方向,为水平井的钻井方向提供依据。岩心分析主要 用来确定孔隙度、储层渗透率、泥岩组分、流体及储层敏感性,并分析测试 吸附等温曲线等。维地震技术三维地震技术有助于准确认识复杂构造、储层非均质性和裂缝发育带,以提高探井开发率。主要包括地震数据采集、地震数据处理与解释和地震地质分析等环节,帮助油气公司确认钻井井位。其中地震数据处理解释是关键环节,涉及到集群计算机系统和辅助处理设备。 据采集基于地球物理学和石油地质学理论,使用地震记录仪以及地震检波器采集人工震源激发的地震波在地壳内传播信息的过程,并将其展示出来的过程,主要包括测量、钻浅井埋炸药、埋检波器、不值电缆线至仪器车工序。 据解释虽然野外采集的地震数据反映了地下地质情况的记录,但石油公司无法直接根据野外采集的地震数据进行钻井开采,原因是地震记录仅是以数码形式存在磁盘上的各种信息,不能直接反应地下底层的埋藏深度以及起伏变化的情况,还需要将地震记录输入到计算机系统中,以获得地下地层真实情况的数据和图像。 平井钻井 钻井指利用机械设备,将地层钻出具有一定深度的圆柱形孔眼过程。水平井钻井指首先采用直井钻井,用于资料搜集,然后利用特殊的井底动力工具,在直井套管开窗垂直于主应力方向侧钻水平。钻成井尽可能通过天然裂缝,获得更大泄流面积的定向钻井技术,包括随钻测量技术、井眼轨迹控制技术、井壁稳定技术和钻井完井液技术等。 涉及专用设备:通常钻机都由动力机、传动机、工作机和辅助设备组成。包括举升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助系统。 头(聚晶金刚石复合片钻头)目前 头已广泛应用于常规油气的勘探开采中,而国内常规天然气埋藏深度一般在1500 米~3000 米左右,深度与页岩气相当,因此从深度的角度判断 头也应适用于页岩气勘探开采。事实上过去 150 年全球所钻的数百万口油气井在达到其目标深度之前,都钻透了大量页岩层段,页岩层属于中软级别岩层,而我们知道 中硬级别以下岩层钻进中优势显著,因此理论上 头应成为页岩气开发的主力钻头。目前国内最大的生产企业为江汉石油股份有限公司,成都石油总机械厂。我国钻头,钻机产业成熟。平井录井 记录、录取钻井过程中的各种相关信息,是及时、准确获得地下信息的重要手段。 涉及专用设备和技术:综合录井仪、计算机网络、色谱技术、传感器技术和数据传输技术等。水平井方位示意图 综合录井仪 平井固井 通过套管将水泥浆注入井底,进入套管与井壁之间的环空内并达到设计高度的操作,把套管柱和地层岩石固结起来的过程。为了减少对储层的伤害,一般采用低密度高强度水泥固井。 涉及专用设备:固井泵、固井水泥车、批量混浆撬、自动混浆撬、固井供液撬等。一年单套固井设备一般满负荷可对 2000 米深作业 40 口,按 75%的工作量来算可固井 30 口。 固井水泥泵车1、 单机单泵水泥车(底盘车:北奔 6 6同类型底车发动机:潍柴为主台上发动机:康明斯、底特律台上变速箱:阿里逊 塞泵: 配 台杰瑞集团或江汉四机厂生产密度计:可选用 弯管、德国 E+H 或 U 型管离心泵:进口 双机双泵水泥车(盘车:肯沃斯 尔沃、德国曼底盘发动机按照底车配套台上发动机:康明斯、底特律台上变速箱:阿里逊 口泵 )、江汉四机国产泵 s)、江汉四机塞瓦仿哈里伯顿 平井射孔 指利用射孔器将射孔弹发射出去,把套管和井壁周围岩层打破,使井筒与资源层相通。长井段多簇射孔:射孔段长 100段 4,每簇间隔20及专用设备:射孔器 射孔器的销售与射孔长度直接相关,一般每米 2000 元左右,水平井单井射孔距离 200~400 米。固井示意图 水平井射孔 助材料钻井时循环使用,主要作用是把岩屑从井底携带到地面,钻井越深,钻井液越重要,被公认为油田钻井的血液,是油气钻井过程中不可缺少的关键因素之一,具有节约资源、降低钻井成本、实现安全生产、加快钻井进度、提升钻井效益和保户储层的功能。3. 采气阶段水平井分段压裂技术:主要以套管注入、桥塞封隔、连续油管作业、滑溜水携砂为主体的技术。促使水力裂缝扩展过程中的相互作用,产生更复杂的缝网,增加体积改造,提高初始产量和最终产收率。 专用设备:压裂车组一般包括 8 台压裂泵车、1 台混砂车、1 台仪表车和1 台管汇车。对于压裂作业要求排量大、压力高的油井,则需要更多的压裂车。一般单套压裂设备每年满负荷压裂 150 台,按照 70%工作时间算,可压裂 100 井次。北美页岩气开发平均单井需要压裂次数 10 次以上,增产有效期约半年左右。压裂车 美国是主要生产压裂设备的国家 ,有哈里伯顿、道威尔,斯伦贝谢、 B. J (司、 西方公司、 斯图尔特斯蒂纹森等公司。加拿大有戴尔公司 ,法国有道威尔公司。由于地缘关系 ,加拿大公司主要使用美国部件组装 ,产品性能参数与美国产品接近。哈里伯顿生产的 压裂设备代表了当今世界水平。压裂泵为五缸泵 ,其水功率为 1 470 排量 2496 L/ 功率质量比 3. 2 kg/里伯顿采用 增压机组 ,最大水功率达 3280 国压裂设备制造商依据压裂施工工艺对压裂设备的整体要求 ,按部件生产商提供的部件参数选购柴油机、 压裂泵、 传动箱、 载重卡车等。除斯图尔特斯蒂纹森公司外 ,其他美国公司既从事设备制造 ,又从事工程技术服务。美国适合压裂设备用的大功率高速柴油机有卡特彼勒、 底特律和康明斯等品牌。同一等级底特律柴油机体积小 ,质量轻 ,适合车装。这些柴油机均能方便与性能良好的阿里逊传动箱联为一体。近几年 , 继开发了电控柴油机 ,更加适合车装、 噪声、 排放符合 求。载重汽车有康沃斯、 万国、 马克等供选择。除生产泥浆泵外 ,司还生产 压压裂泵头采用材料 屈服极限达 1 034 裂泵被各压裂设备制造公司广泛采用。产各种规格的压裂泵。缸泵和 缸泵是专为油田生产柱塞泵。产的 列液压增压压裂泵 ,具有冲程长等特点 ,冲次低、易损件寿命长、 适合巨型压裂。其中 , 缸泵最具代表性。相对于三缸泵和五缸泵 ,其排量不均度小 , 泵重指标也好。压裂车是装有底盘的移动泵注设备,可以高压、大排量泵注酸液和压裂增产处理液。现对其技术性能加以简要介绍。( 1)承载底盘 以肯沃斯平头卡车为承载底盘。该型卡车大梁由高强度钢制造,底盘采用双后桥结构,总载量为 3000距为 弯半径小于 18m,离去角和接近角小于 24°,离地间隙大于 260合在井场凸凹不平的碎石路面上行驶。肯沃斯 车采用卡特彼勒 3406C 柴油发动机,额定功率为 343定转速为 2100r/置 13 挡手控变速器。卡车发动机分动箱(驱动液力系统, 带动台上散热器风扇和台上发动机启动器液马达,从而增加台上机组总功率,达到压裂泵单泵输出水功率 1492设计标准。( 2)台上发动机 采用卡特彼勒 5212油机作为台上发动机。该型柴油机为涡轮增压中冷,全电子控制 油高性能发动机,装有一套由底盘发动机提供动力的液压启动系统,可保证柴油机在任何条件下有效、可靠地启动。发动机散热器为水平安装,由底盘发动机提供动力液力驱动散热器风扇,保证台上发动机输出制动功率 1678 3)台上传动箱 以阿里逊 9885 八速电控液动传动箱为台上传动箱。该传动箱额定输入功率为 1678大输入转速为 2100r/动箱换挡和离合器锁定由哈里伯顿公司制造的自动遥控系统(制,可保证设备在最佳效能状态下工作,仅用变矩器平稳换挡技能达到最佳功率输出。(4)压裂泵 以 五缸泵为压裂泵。该型压裂泵质量功率比为 量轻,仅4808的齿轮减速器为一单一斜组,齿轮减速比为 .(5)自动控制系统由哈里伯顿公司设计制造的自动控制系统(够连续精确地控制盒监测 10 台压力车的全部操作参数。混砂车混砂车额定排量一般为 10作环境温度为。该混砂车配备哈里伯顿公司设计的微处理器控制系统,可以准确地对作业用液体添加剂、干粉添加剂及支撑剂等的加入速度和混合罐液面实施比例监测和自动控制。(1) 承载底盘 采用肯沃斯 头卡车,其底盘及发动机主要性能与压裂车相同。(2) 台上发动机及吸排系统 台上发动机选用卡特彼勒 3208冲程旋转发动机,额定功率为 224定转速为 2600r/动机装有缸体加热器,以便于发动机在冷天顺利启动。吸排系统包括吸入离心泵和排出离心泵及吸排管汇,吸入泵排量为 16m3/闭压力位 出泵排量为 16m3/闭压力位 排离心泵均有卡车底盘发动机取力液力驱动。(3) 添加剂注入系统该系统包括 4 种液体添加剂和 2 种干粉添加剂系统。液体添加剂系统由 4 个液力驱动的液体添加剂组成。这些泵把添加剂输送到混合罐或排除管汇中,可从控制台上自动控制或手动控制排量。干粉添加剂送料器也有液体驱动,把干粉添加剂输送到喷射管及混合罐与净液混合,然后再排送到混砂车罐的顶部,排量既可自动控制也可手动控制。仪表车压裂酸化仪表车配备了用户计算机硬件和软件,可进行作业数据采集、压裂酸化施工设计和施工作业后评价分析等工作。工作环境温度为。(1) 承载底盘采用肯沃斯 载底牌,发动机为卡特彼勒 312657高转速2200r/2) 压裂车遥控系统仪表车内安装压裂车操作控制面板,可以单独控制 10 台压裂车,利用随车提供的电缆,仪表车可以在 80m 开外的地方遥控压力车。主要控制项目有发动机油门、传动箱换挡、锁定防护开关、发动机正常停车、发动机紧急停车、压裂泵超压自动保护以及传感器状态检查等。(3) 混砂车遥控系统仪表车控制中心后部安装混砂车遥控操作面板,它能遥控和监测混砂车的全部功能,主要控制项目有:发动机、传动箱、2 个干粉添加剂系统、混合搅拌器和混合罐液面,记忆作业匀变能力控制。(4) 数据采集和存储系统 该系统配备 1 台工业计算机,3 台显示器、1 台彩色打印机和 1 套数据采集软件。此软件能够采集和储存油压与套压;纯净液、携砂液、4 种液体添加剂加入速度;4 个额外模拟量和 4 个额外频率量信号。数据实时采集和存储密度为 1 组/秒。管汇车压裂管汇车是在油田各压裂、防砂作业中用于运载和吊装大量管汇的专用设备,主要由汽车底盘、液压吊臂、橇架、高低压管汇系统以及液压系统组成。压裂流程图四.
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:页岩气深入研究报告
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-47235.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开