页岩气水平井分段大型压裂实践

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,引言,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。,1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。,1工艺方案,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,1工艺方案,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。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。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。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,2泵送易钻桥塞分段压裂技术,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“QUIKDrillTM”哈里伯顿公司“FasDrillTM”威德福公司“FracGuard”斯伦贝谢公司“COPPERHEAD*”,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,井筒准备第一段射孔第一段压裂下入桥塞+射孔联作管串坐封桥塞，预定位置射孔,第二段压裂同样方式，完成其余段的桥塞封隔、射孔、压裂。采用连续油管钻除桥塞，排液、生产。,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,泵送易钻桥塞,2泵送易钻桥塞分段压裂技术,桥塞性能指标,3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。,3压裂液,VikingD，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,VikingD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。,3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，特别适合在线混配。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,3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%的比例在线加入，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,4支撑剂,各井使用的支撑剂,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。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,6压裂准备,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,6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在线加入。,各井滑溜水配制统计,压裂液：滑溜水,6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12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%比例在线加入。,各井其它压裂配制统计,压裂液：其它,6压裂准备,支撑剂,各井支撑剂准备统计,6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,7压裂施工,桥塞及射孔,桥塞及射孔作业统计,7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,7压裂施工,涪页HF1,彭页HF1,延页平1,8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。,9存在问题,有高压设备、管件损坏，高压部件断裂飞出的情况发生。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。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。,9存在问题,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。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。,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。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,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。目