页岩气藏水平井的多级压裂技术

1、1 页岩气藏水平井的多级压裂技术Guo Quan-Xin()M-I SWACO2 主要内容：背景信息背景信息典型的多级压裂工艺流程多级压裂的基本要求及关键问题多级压裂技术的现状多级压裂技术的现状地质力学方面设计与软件方面美国主要页岩气田目前采用的方法总结总结监测方面简介基本数据 井成本：200万美元 (Marcellus) 至1000万美元 (Haynesville)不等约60%用于钻井，40%用于增产完井钻井需时60至20天不等，或更少10万美元级，约需8小时初产量300500万标准立方英尺天 第1年60万标 准立方英尺 第2年40标准立方英尺返排需37天现场返排设备布设需1421天甚至在开

2、采期间砂料也会返排(Marcellus)水成本：0.53美元桶，在Marcellus的处置成本可能达到8美元桶固体物质的处置成本：5090美元吨每百万标准立方英尺80桶水(Barnett)页岩井成本，750 万美元 钻井，380 万美元 清理，50 万美元 完井，60 万美元 增产，260 万美元 2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 4典型的多级压裂工艺流程 使用连续油管清理井孔，完成第一级层段射孔 下入压裂设备，处理第一级层段 下入高压防喷管，泵入带有钢缆的隔离塞，完成第二级层段射孔 使用压裂设备处理第二级层段 对计划内的各级层段重

3、复上述步骤 在最后的压裂级之后，下入连续油管，并且钻碎所有水泥塞 对各级进行返排 将井孔连接到开采设施4 典型的压裂增产主要设备与人员主要设备与人员20台2000水马力注采泵12个500桶容积的压裂液罐1台40吨、110起重机现场约40人长达2英里的水输送线或1000卡车 容量的水典型的压裂设计典型的压裂设计1030级或更多泵排量80100桶分钟每级1万桶水每级35万磅支撑剂树脂涂覆砂（4070或以下）2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 6页岩气藏压裂关键问题 水力压裂的复杂性水力压裂的复杂性 应力非均质性及其大小 井筒附近 裂缝封闭

4、性 水力裂缝的表面积水力裂缝的表面积 生成与保持 复杂裂缝建模 流体与页岩的相互作用 含气页岩层的地质力学 微地震监测Typical frac containmentfor sandstone reservoirs2 主要内容：背景信息背景信息一般多级压裂工艺流程多级压裂的基本要求及关键问题多级压裂技术的现状多级压裂技术的现状地质力学方面设计与建模方面美国主要页岩气田目前采用的方法总结总结监测方面2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 8页岩气地质力学 含气页岩与传统的膨胀页岩有很大区别 脆性，强烈层状复合，存在天然裂缝，各向异性 流体，

5、压力敏感性和时间依赖性 结合流体和地质力学来进行钻井和压裂 为压裂施工和压裂液选择提供研究基础2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 9水力压裂设计建模 模型运用仍处于起步阶段 产生复杂的裂缝网络 在压裂方案设计中取得经验 针对不同的页岩开发适合的技术 开始建立页岩流体相互作用模型 支撑剂改进 HiWAY 压裂方式 再用化过程中取得进展2022-3-5Confidential Information 2010 M-I SWACO 10微地震监测技术 更好的了解压裂过程 传感器和噪音过滤技术的研究进展 相关选项 井底非现场技术 同井技术 地

6、面技术 浅井技术2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 11美国主要页岩区块 差异性大1.Haynesville 深度 = 10,500 13,500 ft TVD MW = 15 16 ppg 温度= 300 325 F 2.Fayetteville 深度 = 1,000 7,000 ft TVD MW = 9 10 ppg 温度= 135 F3.Marcellus 深度 = 6,000 8,500 ft TVD MW = 12 14.5 ppg 温度= 180 F 井成本 = 250 500万美金4.Eagle Ford 深度 = 6

7、,000 14,000 ft TVD MW = 10 14 ppg 温度= 225 250 F 井成本 = 900万美金5.Barnett 深度 = 6,500 8,500 ft TVD MW = 9.5 10.5 ppg 温度= 180 220 F6.Bakken 深度 = 11,000 ft TVD MW = 10.5 ppg 温度= 150 F2022-3-5Confidential Information 2010 M-I SWACO 12Marcellus 页岩气田概要Oil-based MudTDP10P50P909500616221050081728115009203612600

8、11233814225122340区块面积约区块面积约350万英亩万英亩2006年正式开发年正式开发平均井成本平均井成本250万万500万美万美元钻井元钻井钻井钻井 钻井天数 (P50)3550 水平井长度 = 3000-8000 英尺压裂压裂 级数1215 水量 1万桶 支撑剂40万磅级2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 13Haynesville 页岩气田概要Oil Based Mud WellsTDP10P50P9015000273551165002736501750032426319000355396区块面积约区块面积约150

9、01500万英亩万英亩20072007年正式开发年正式开发最大的页岩天然气生产商：最大的页岩天然气生产商：6 6 BCFDBCFD平均井成本约平均井成本约900900万美元万美元钻井钻井 钻井天数 (P50)3550 水平井长度 =30007000英尺压裂压裂 级数1215 水量 1万桶支撑剂40万磅级2022-3-5Confidential Information 2011 M-I SWACO 14 平均井成本平均井成本600万万1000万美元万美元 至至7月份有钻机月份有钻机174台，较上一年增台，较上一年增加加94台台 钻井钻井 钻井天数 (P50) 15 40 水平井长度= 4000 - 6000 英尺 压裂压裂 级数 15 20 耗水量大于1.5万桶 支撑剂50万磅级 HIWAY 压裂相当的成功压裂相当的成功Eagle ford 页岩气田概要2022-3-515总结 机遇与挑战并存 背景信息背景信息 需要许多大型设备，大量的水和支撑剂 每阶段施工需要约8小时10万美元 多级压裂技术的现状