从大型压裂施工作业谈辅助装备的集成配套

压裂机组辅助配套装备是大型施工作业的重要组成部分。在介绍大型压裂施工作业辅助配套状况的基础上,指出了压裂施工辅助装备研发技术方案,包括配液及配酸装备、储液系统、储砂和供砂装备、供液和供酸装备及地面高低压连接管汇。最后从整体配套方案、集群控制方案及安全与环境保护方案等3方面介绍了辅助装备与压裂机组的集成配套。研究压裂机组辅助配套装备的集成配套将对提升我国压裂设备制造及压裂工艺的创新力有积极作用。     

140MPa压裂管汇车的研制

为适应我国大型油气藏开发需要和油田道路的特点,研制了140MPa压裂管汇车,将替代同类设备的进口,打破国外压裂设备制造厂家的市场垄断;140MPa高压管汇系列产品的国产化可降低我国油田的开发成本,更好地满足油田的压裂施工需要。     

基于引进消化的2000型压裂机组国产化研制

进行压裂、酸化施工作业需要成套的压裂设备。我国油田从20世纪90年代末开始从国外引进2000型成套压裂机组,但国外进口机组不仅整机的价格高、配件和易损件的供应难以保证,而且部分结构和功能不适合我国国情。在引进消化的同时,第四石油机械厂完成了国产1800型压裂机组的设计和生产;2010年研制生产出YLC105-1490型压裂车,使2000型成套压裂机组国产化成为现实。     

BJ-1000型和YLC-500型压裂机组在长庆油田的使用情况

<正> BJ-1000型压裂机组的使用情况 1977年长庆油田从美国引进了两套BJ-1000型压裂机组,该机组共有压裂车八台,混砂车、管汇车和仪表车各两台。投产六年多来,这两套机组的十二台压裂车运转良好。常用施工压力为500公斤/厘米~2。1980年在阳13井压裂时压力曾达800公斤/厘米~2。同年在阳21井压     

2237kW动力系统在油田压裂设备上的应用

由于目前我国油田局部区块已经有气井施工最高压力在120MPa以上、机组总输出水功率大于11185.5kW的超大型压裂作业。而我国还没有能够完全适应该作业工况的压裂设备,只能通过增加施工设备数量的方式实现。根据我国油田的实际工况及道路状况,研制开发了配备2237kW动力系统的车载式2500型压裂车,使单台压裂车的输出水功率达到1864kW,对于常规施工可以使用较少的压裂车完成作业;最高工作压力达到140MPa,能够满足油田对高压力设备的要求,并适应国内油田道路状况。     

基于PLC控制混砂车液位自动控制系统研究

目前部分油田在加砂压裂施工作业中,还有采用手动操作的方式控制混合液面高度、砂比及砂泵排出压力和流量等参数,很难达到油井压裂施工的设计要求,误差很大。混砂车液位自动控制系统是通过PLC自动控制,实现压裂施工过程中混砂车液面高度自动控制,同时也实现了砂比、砂泵排出压力等参数的自动控制。该系统通过油田现场试验,取得了很好的效果。     

2000型海洋压裂橇组的研制

针对在役的海洋压裂设备存在的机组配套不完善、单机水功率低、自动化程度低等问题,研制了2000型海洋压裂橇组。该橇组是通过开发大功率压裂泵橇、大排量的混砂橇和配酸橇而研发的,并通过网络控制系统将机组所有设备集中控制,同时提供配套齐全的辅助设备,使整套机组既能满足酸化作业要求又能满足压裂作业要求。塘沽4井次的酸化和压裂施工作业表明,机组的设计满足海洋酸化和压裂施工工艺要求,达到了海洋施工作业安全和环保要求。     

2500型压裂机组研制

<正>本项目是江汉石油四机厂承担完成的股份公司课题,获得局科技进步一等奖。2500型压裂机组在施工过程中通过压裂管汇车将整个机组联接在一起,通过压裂仪器车对作     

压裂施工装备配置与井场布置研究

压裂施工是油气田增产稳产的重要措施,但压裂设备的选型配置、井场布置和管线安装等方面存在不合理、不规范之处。探讨了压裂泵车、混砂车、仪表车、配液与供砂设备等压裂装备的作用和选型依据;分析了井场5个功能区的作用,以及不同地形条件下的布置方式;总结了地面管汇系统安装注意事项。为压裂施工提供了借鉴。     

四机厂《105MPa大功率压裂机组》达到国际先进水平

四机厂《105MPa大功率压裂机组》荣获1998年度江汉石油管理局科技进步一等奖。 《105MPa大功率压裂机组》是该厂为大庆油田研制生产的成套压裂机组。包括6台压裂车、1台混砂车和1台压裂仪器车。该机组的压裂仪器车属国内首创,能同时控制6至8台压裂车压裂作业过程中的数据采集、分析、显示、打印、记录、储存等,功能齐全,填补了国内空白,混砂车采用立式双腔混砂罐。     

压裂前合理地层压力的界限及其现场评价方法研究

根据吉林红岗、大庆喇嘛甸及华北二连等油田的现场统计资料,认为压裂后井口日增油量百分数与地层压力呈近似的正态分布规律。压裂的最佳时机为原始地层压力附近,低于原始饱和压力或超过原始地层压力达一个原始地饱压差时,压裂都将趋于无效。文中对此进行了机理上的探讨,并分析讨论了压前地层压力的一些现场评价方法,以期对国内油田的压裂工作提供借鉴和帮助。     

ZYT5311TYL型压裂车的研制与应用

为适应压裂设备的大功率、多功能和自动化的发展要求,满足复杂油气藏、低渗透油田和煤层气田的开发需要,研制了ZYT5311TYL型压裂车。该型压裂车由底盘、发动机、变矩器、压裂泵、控制系统和管汇等组成。压裂泵采用强制压力润滑,设有双重超压保护装置。控制系统采用电液气综合控制,远控和近控相互切换非常方便。现场应用表明,该车设计合理,操作方便,其压力和排量可以满足国内大多数油田需求,具有广阔的推广应用前景。     

海上油田爆燃压裂技术研究与现场试验

为了解决海上油田应用爆燃压裂技术的安全性问题和压裂后高效增产的技术难点,研发了耐高温、低火药力和低燃速火药,建立了爆燃压裂模拟模型,采用安全管柱组件并进行安全校核,形成了海上油田井口泄压方法,并采取强化软件模拟和与酸化技术联作等措施增强技术安全性、提高压裂后的增产效果,形成了海上油田爆燃压裂技术。该技术在海上油田8口井进行了现场试验,试验井峰值压力为22.4～71.3 MPa,管柱均无安全问题,平均单井增油量43.1 m3/d。研究表明,爆燃压裂技术在海上油田具有较好的适应性,适用于多种井况条件,形成的海上油田爆燃压裂安全控制和高效增产配套技术具有安全、高效的优点,能够提高爆燃压裂的安全性和压裂后的增产效果。      

海上水平井分段压裂技术现状与展望

受海上油气生产平台面积有限、设备作业日费高、作业安全风险大等因素影响,诸多陆地成熟的水平井分段压裂技术在海上油田无法得到应用,海上水平井分段压裂技术发展水平也远低于陆地油田。该论文详细分析了海上水平井分段压裂需求特点,明确了海上水平井分段压裂技术需求方向。广泛调研巴西、西非、北海以及国内等海上油气田水平井压裂施工情况,梳理出目前海上水平井压裂分段工艺类型、施工作业模式以及海水基压裂液、压裂船等配套技术发展情况。为更好解决海上水平井压裂经济效益不理想的现状,从压裂方案设计优化、水平井分段压裂工具改进、海水基压裂液体系升级三方面展望了海上水平井压裂技术发展趋势,对今后海上水平井分段压裂改造具有指导意义。     

PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术的应用——以镇北油田水平井为例

目前各油田应用的水平井分段改造技术中,水力喷射分段压裂技术由于入井工具较少、现场施工简单,近年来在长庆油田低渗透油藏水平井得到了广泛应用。但前期水力喷射钻具效率较低,施工中换钻具次数较多,影响了水平井试油压裂速度。文中在调研各大油田水平井水力喷射分段压裂技术的基础上,通过工艺改进和现场应用,形成了PSK多级滑套水力喷射分段压裂技术。现场试验表明,该套工具性能稳定,能够实现水平井多段有效分压,单趟钻具能够施工5~6段,大大缩短了施工周期,提高了施工效率。     

电驱压裂设备在页岩气储层改造中的应用

压裂设备是页岩气藏储层改造的核心装备,随着国内页岩气勘探开发向深层进军,压裂工艺技术的发展对相关装备提出了更高的要求,而电力驱动则是压裂设备技术发展的重要方向。为此,调研了国内外电驱压裂设备的技术进展,指出大功率变频系统是决定其性能的一项关键技术,在分析该技术应用于电驱压裂设备适应性的基础上,结合2500型电驱压裂车在四川盆地威远地区实施页岩气储层改造压裂作业情况,对比分析了电力驱动压裂设备与柴油驱动压裂设备的相关经济技术指标。研究结果表明:①较之于相同功率的柴油动力压裂车,电驱压裂车可以实现功率全覆盖和输出排量的连续调节,能更好地满足压裂工艺对泵送排量精确控制的作业要求,同时还可以节省动力费用约68%、节约设备购置成本10%～20%;②较之于橇装设备,电驱压裂车具有更好的移运性能,适合在黄土沟壑、丘陵山地等道路条件较差的压裂井场推广应用。进而提出建议:下一步将提高单机功率密度作为电驱压裂设备的发展方向,同时加大高压大功率半导体器件的基础研究,提前做好页岩气平台建设的用电需求规划,以更好地发挥电驱设备的作业成本优势。     

高压深井压裂液加重技术研究进展

随着世界石油工业形势的日趋严峻，各类高压、超深或致密油气藏亟待改造，由于完井装备和地面设备的限制，这些储层的压裂措施受到挑战。常规压裂液的密度较低，施工时井口压力较高，无法保证施工安全和措施效果，甚至利用目前的技术与装备根本无法进行施工作业。为了解决以上难题，提出了加重液体的思路，即通过采用盐类加重压裂液的方式使液柱压力增加，从而降低井口施工压力。目前国内外油田已开发了4种性能良好的高密度压裂液体系，密度可调且耐温范围广，降压幅度普遍在20％以上，甚至可以达到39％，现场应用取得了成功．     

渤海D油田WHPA平台大位移水平井钻修机钻井作业实践

应用钻修机在渤海D油田WHPA平台完成了3口大位移水平井作业,这是渤海钻井史上的一次新的技术突破。文中主要分析了渤海D油田WHPA平台钻修机设备能力不足及大位移水平井摩阻高、井眼清洁难、井眼轨迹控制难、下套管固井难等施工难点,总结了钻井作业中所采取的使用设备优化、井眼轨迹控制、井眼清洁、钻井液优选、固井方式选择等技术措施。本文成果可为今后其他油田应用钻修机进行大位移水平井施工提供借鉴经验。     

压裂机组柴油机燃料油集中连续供油装置研制

非常规油气开发压裂施工中由于井场面积小、设备多、间距小、设备连续运行时间长,易发生压裂机组着火事故的问题。利用集中连续供油方法、自动控制原理和远程遥控APP技术,研制了一种具有远程自动控制功能的压裂机组发动机的集中连续供油装置,并进行厂内试验和井场应用试验。所研制的供油装置实现了远程24台压裂设备的柴油机集中连续供给燃油和自动控制,以及50 m距离内的远程遥控、意外或紧急情况下的自动切换。该装置避免了压裂设备大容量燃油箱着火、助燃及火势扩大风险,提高了压裂作业的安全性。     

适用于涪陵页岩气开发压裂工艺配套技术研究

涪陵页岩气二期产建区井随着埋深加大造成施工压力高,施工排量受限,难以形成复杂缝所需较高的净压力,给当前的压裂施工带来一定的难度,本文通过涪陵页岩气井开发对压裂设备需要耐高压、大排量、长时间的要求,提出了相对应配套技术及配套压裂工艺方案,可保障压裂施工在高压、大排量施工顺畅。