页岩气水平井分段大型压裂实践PPT课件.ppt

2012年9月￿中国·克拉玛依曾雨辰中国石化中原石油勘探局井下特种作业处页岩气水平井分段大型压裂实践目录引言1￿￿工艺方案￿2￿￿泵送易钻桥塞分段压裂技术￿3￿￿压裂液￿4￿￿支撑剂￿5￿￿连续油管作业￿6￿￿压裂准备7￿￿压裂施工￿8￿￿压后钻塞￿9￿￿存在问题10￿认识与建议￿Downhole Services of ZPEB引￿言u我国页岩气勘探开发还刚起步，采取了引进国外先进技术的途径作为国内最具实力的压裂施工队伍之一，“中原井下”积极投身到中国页岩气革命的浪潮当中，已完成了3口页岩气水平井分段大型压裂施工 Downhole Services of ZPEB1 工艺方案 页岩气水平井压裂工艺 压裂工艺•泵送易钻桥塞分段压裂技术、光套管注入•多家专业施工队伍协同施工Downhole Services of ZPEB1 工艺方案 u采用簇式射孔，即在每一级压裂井段中采用多点射孔的方式 射孔方案各井压裂段射孔参数 Downhole Services of ZPEB1 工艺方案 u第1段小型压裂试验,每段先注酸预处理,再进行主压裂施工u涪页HF-1:每段泵注程序一致,滑溜水→段塞加砂,冻胶→连续加砂。

u彭页HF-1:各段泵注程序不同,滑溜水→段塞加砂,线性胶→连续加砂u延页平1:各段泵注程序不同,全程均为段塞加砂压裂方案压裂主要设计参数 Downhole Services of ZPEB2 泵送易钻桥塞分段压裂技术u泵送易钻桥塞分段压裂技术作为一项新兴的水平井压裂技术近年来在国外页岩气藏及致密气藏开发中得到广泛应用 贝克休斯公司→ “QUIK DrillTM” 哈里伯顿公司→“Fas DrillTM”威德福公司→“FracGuard™” 斯伦贝谢公司→“COPPERHEAD*” Downhole Services of ZPEB电缆电缆 桥塞坐封工具桥塞坐封工具射孔枪射孔枪 桥塞桥塞射孔枪射孔枪 桥塞桥塞 电缆电缆 桥塞坐封工具桥塞坐封工具裂缝裂缝桥塞泵送示意图 桥塞封隔及射孔示意图 2 泵送易钻桥塞分段压裂技术工艺过程⑴井筒准备⑵第一段射孔⑶第一段压裂⑷下入桥塞+射孔联作管串⑸坐封桥塞，预定位置射孔⑹第二段压裂⑺同样方式，完成其余段的桥塞封隔、射孔、压裂⑻采用连续油管钻除桥塞，排液、生产Downhole Services of ZPEB•适合大排量注入（光套管）。

•桥塞与射孔联作，带压作业，施工快捷，井筒隔离可靠•桥塞易钻可排，留下全通径井筒•套管固井完井，受井眼稳定性影响相对较小•压裂段数不受限制•工具风险相对较小，施工砂堵井筒易处理2 泵送易钻桥塞分段压裂技术技术特点Downhole Services of ZPEB泵送易钻桥塞2 泵送易钻桥塞分段压裂技术井号井号厂商厂商材质材质耐压耐压(MPa)(MPa)耐温耐温(℃)(℃)最大外径最大外径(mm)(mm)备注备注涪页涪页HF-1HF-1 贝克休斯贝克休斯 复合材料复合材料68.968.9149149104.8104.8实心和空心（投球式）实心和空心（投球式）2 2种种彭页彭页HF-1HF-1 哈里伯顿哈里伯顿 复合材料复合材料68.968.9104104111.0111.0空心（投球式）空心（投球式）延页平延页平1 1斯伦贝谢斯伦贝谢 铝质材料铝质材料68.968.9177177111.5111.5空心（单流阀式）空心（单流阀式）桥塞性能指标Downhole Services of ZPEB3 压裂液•根据岩石矿物含量及脆性，选择了复合压裂液•滑溜水在前期使用作为前置液及小粒径、低砂比支撑剂的携砂液。

•交联凝胶、线性胶或清洁压裂液在后期使用以携带较大粒径及较高砂比的支撑剂Downhole Services of ZPEB3 压裂液•Viking D，延迟交联压裂液，适用温度65.5-149℃，交联时间0.5-10min可控具有低摩阻、抗剪切、携砂能力强、低伤害等特点涪页HF-1井：贝克休斯公司化学剂滑溜水组成及配比 Viking D凝胶液组成及配比 •滑溜水降阻率达70-80%，且具有较好的防膨效果Downhole Services of ZPEB3 压裂液•滑溜水降阻率可达70%左右FR-66降阻剂水合速度只有10秒左右，特别适合混配 •考虑到储层岩石的脆性不足，选择了线性胶作为高支撑剂浓度的携砂液 线性胶组成及配比 滑溜水组成及配比 彭页HF-1井：哈里伯顿公司化学剂Downhole Services of ZPEB3 压裂液•延长石油研究院的滑溜水和清洁压裂液•清洁压裂液为成品，施工时按1%的比例加入，同时加入0.01%的过硫酸铵作为破胶剂滑溜水组成及配比延页平1井：国产化学剂添加剂名称添加剂名称产品代号产品代号使用浓度（使用浓度（‰‰））备注备注杀菌剂杀菌剂 0.5配液加入配液加入粘土稳定剂粘土稳定剂KCL20配液加入配液加入破乳剂破乳剂2.0配液加入配液加入降阻剂降阻剂PAM0.5配液加入配液加入助排剂助排剂4.0配液加入配液加入Downhole Services of ZPEB4 支撑剂井号井号种类种类阶段阶段备注备注前期前期中期中期后期后期涪页涪页HF-1HF-1陶粒陶粒100100目目40/7040/70目目30/5030/50目目彭页彭页HF-1HF-1石英砂石英砂100100目目40/7040/70目目延页平延页平1 1陶粒陶粒100100目目40/7040/70目目100100目目40/7040/70目目20/4020/40目目最后最后1 1段段各井使用的支撑剂Downhole Services of ZPEBu涪页HF-1井、彭页HF-1井使用了1.75〞(外径44.45mm)连续油管配合压裂作业及钻塞。

u延页平1井使用了2〞(外径50.8mm)连续油管配合压裂作业及钻塞5 连续油管作业Downhole Services of ZPEB6 压裂准备井号额定压力（MPa）材料级别主通径（mm）涪页HF-1105“EE” 级Ø180mm彭页HF-1105“DD”级Ø150mm延页平1105“DD”级Ø130mm压裂井口•使用采气树和油管头作为压裂井口各井压裂井口Downhole Services of ZPEB6 压裂准备•涪页HF-1井和延页平1井现场配制浓缩液，施工时按比例与清水混合注入井内•彭页HF-1井在往储罐内打水时加入杀菌剂、防水锁剂，施工中降阻剂、降阻剂破胶剂为混砂车加入各井滑溜水配制统计 压裂液：滑溜水Downhole Services of ZPEB6 压裂准备•涪页HF-1井的原胶和彭页HF-1井的线性胶预先配出1～2段的用量，随后根据需要进行配制补充•延页平1井使用的清洁压裂液为成品，使用时按1%比例加入各井其它压裂配制统计 压裂液：其它井号井号名称名称数量数量(m3)备注备注涪页涪页HF-1凝胶基液凝胶基液2150除加入添加剂之外此时加入除加入添加剂之外此时加入彭页彭页HF-1线性胶线性胶3400延页平延页平1清洁压裂液清洁压裂液636.1加入加入Downhole Services of ZPEB6 压裂准备井号井号类型类型数量数量备注备注100100目目40/7040/70目目30/5030/50目目 20/4020/40目目涪页涪页HF-1HF-1陶粒陶粒125t125t456t456t220t220t现场装砂，人工吊装加砂现场装砂，人工吊装加砂(100(100目目)+)+立式砂罐加砂立式砂罐加砂彭页彭页HF-1HF-1石英砂石英砂300t300t1415t1415t现场装砂，立式砂罐加砂现场装砂，立式砂罐加砂延页平延页平1 1陶粒陶粒60m60m3 3310m310m3 320m20m3 3现场装砂，砂罐车加砂现场装砂，砂罐车加砂支撑剂各井支撑剂准备统计 Downhole Services of ZPEB6 压裂准备压裂设备•涪页HF-1井动用了7台2500型、10台2000型压裂车等设备•彭页HF-1井动用了8台2500型、3台2000型压裂车等设备•延页平1井动用了6台2000型、8台1800型压裂车等设备。

压裂施工主要设备统计Downhole Services of ZPEB7 压裂施工井号井号作业作业次数次数泵送排量泵送排量(m3/min)泵送压力泵送压力(MPa)备注备注涪页涪页HF-1110.8-1.5247.1-68.2前期出现桥塞未坐封、不能丢手，压力高无前期出现桥塞未坐封、不能丢手，压力高无法泵送桥塞，用连续油管补救射孔等问题法泵送桥塞，用连续油管补救射孔等问题彭页彭页HF-1110.4-1.512.3-35.2各段顺利各段顺利延页平延页平161.0-1.918.8-32.2一次因井筒有沉砂桥塞无法泵送到位；一次因井筒有沉砂桥塞无法泵送到位； 各段实射各段实射2簇桥塞及射孔桥塞及射孔作业统计Downhole Services of ZPEB7 压裂施工 压裂施工统计表 •涪页HF-1井进行了10段12次压裂•彭页HF-1井对泵注程序进行了调整，注入液量和砂量比设计均有较大幅度的提高•延页平1井比设计多压了1段压裂施工Downhole Services of ZPEB7 压裂施工涪页HF1彭页HF1延页平1Downhole Services of ZPEB8 压后钻塞•压后用连续油管钻塞。

•涪页HF-1井剩4个桥塞未能钻除，延页平1井剩2个桥塞未能钻除，彭页HF-1井桥塞全部钻除 Downhole Services of ZPEB9 存在问题⑴有高压设备、管件损坏，高压部件断裂飞出的情况发生⑵没有泵送浓缩滑溜水的可计量供液泵，混砂车添加剂比例泵不适应直接泵送粘稠的添加剂⑶立式砂罐只能分装2种支撑剂，存在安装拆卸慢、不易准确查看砂面确定剩余砂量等问题Downhole Services of ZPEB9 存在问题⑷涪页HF-1井出现过桥塞未丢手、射孔枪未发射的问题，延页平1井出现过水平段沉砂桥塞送不到位的问题，花费时间进行处理影响了施工进度⑸地层因素造成一些段施工压力高，支撑剂进入地层困难，压裂施工不顺利Downhole Services of ZPEB⑴施工设备设施及地面流程配套要适应页岩气压裂大排量、大液量、大砂量、施工时间长，使用多种液体和支撑剂的这种特点⑵页岩气压裂施工涉及到多个专业服务队伍，密切配合、通力协作是施工获得成功的前提和保证10 认识与建议Downhole Services of ZPEB⑶实现即配即注、减少作业环节、防止压裂液浪费，是今后的主要目标。

同时要对排出液的处理利用设备进行研制和配套⑷目前泵送易钻桥塞由国外公司提供并服务，国内的研制已取得一定进展，要加快进入现场试验应用的步伐⑸三口页岩气水平井的压裂实践，对我国页岩储层改造技术进行了有益探索，取得的经验和教训可供国内今后页岩气水平井压裂施工参考借鉴10 认识与建议请批评指正！请批评指正！ 。