页岩气开发地面配套集输工艺技术探讨

随着常规天然气资源不断减少,能源需求不断增加,页岩气作为巨大的潜在非常规天然气能源在能源消费中的地位逐步提高。页岩气的勘探开发在中国还处于起步阶段,其开发研究目前仅限于气藏和地质阶段,地面配套工程技术缺少相关的国家及行业标准规范及可借鉴的经验。通过对壳牌与中国石油合作的M页岩气开发项目地面配套集输工艺技术的研究,展示该区块所确定的地面配套技术工艺,为类似的页岩气田地面配套工程建设提供技术借鉴。     

页岩气地面集输工艺设计研究

国内的页岩气地面工艺设计尚无可参考的先例,因此设计一套适合我国页岩气输送的地面工艺技术是目前急需解决的问题。文章介绍了四川富顺页岩气井口的设计工作,重点论述了页岩气的组成、井站集输工艺设计、页岩气管材和阀门的选择、页岩气集输流程设计应注意的问题、集输工艺流程运行情况等,可为今后大规模开发页岩气提供良好的经验。     

页岩气田集输系统工艺技术分析与研究

页岩气田采取滚动式开发模式,开发初期具有产能和压力波动大、井数繁多、地理条件复杂等特点。我国页岩气发展起步较晚,页岩气地面集输系统工艺技术还不够完善。通过对页岩气集输系统布置方法、井场和站场工艺以及净化处理技术分析可知,常规集输系统布置理论在页岩气田的应用中存在考虑因素不全面、适应性差等问题;滚动式开发模式要求动态调整页岩气集输井场工艺,造成压缩机组运行偏离设计工况等问题;常规天然气净化技术不能适应页岩气田产量和压力变化。针对地面集输过程所面临的技术难题,提出了集输系统工艺技术研究新方向,为我国页岩气集输技术攻关提供参考。     

美国页岩气地面集输工艺技术现状及启示

为了促进中国页岩气资源能的规模化与高效低成本开发,根据页岩气具有压力和产能衰减速率快、开采寿命长、进入增压开采周期短、气井初期产出水量大等显著区别于常规天然气的开发与井口物性特征,分析了页岩气地面工程规划设计的难点在于:①地面工程建设需同地下资源条件相匹配;②地面集输系统设计规模不易确定;③地面集输管网与站场布置较难确定;④地面集输工程在设计初期需要考虑增压开采问题;⑤地面工艺需标准化、模块化设计;⑥地面工程设计需要考虑水处理系统的影响。以美国典型的Barnett和Marcellus页岩气田为例,对目前国外页岩气地面集输系统的总体工艺、井场工艺、处理站工艺、集输管网布置形式、产出水处理等工艺技术现状进行了系统总结,并讨论了美国页岩气地面集输工艺在我国的适应性问题,提出了中国页岩气地面工程规划设计的技术思路与建议,以期为中国页岩气资源的规模化与高效低成本开发提供指导和借鉴。     

促进中国页岩气开发的政策探讨

尽管我国页岩气开发已经起步,但效益不高,产业发展较缓慢。其制约因素主要如下:①积极有效的扶持政策缺乏;②地质条件复杂;③资源基数不清;④核心技术不足;⑤市场监管不到位;⑥管网设施欠发达。为此,在对照美国页岩气开发经验、参照国内煤层气开发实践的前提下,分析和探讨了加速我国页岩气开发相关政策,提出了投融资优惠、科研支持、财税优惠、环境监管等方面的政策建议:①通过政府直接拨款、提供贷款(担保)、鼓励民间资本进入等方式为页岩气开发利用提供投融资优惠;②增设页岩气开发国家重大专项、加强国家能源页岩气研发中心及其他页岩气重点实验室建设、设立包括页岩气在内的非常规油气研究基金,以及加强对外合作研究等,加大对页岩气开发的科研支持力度;③现阶段我国页岩气开采免征矿产资源补偿费和资源税,页岩气对外合作开采所得税施行"二免三减半"政策,给予页岩气开发企业资源耗竭津贴;④考虑页岩气开发可能产生的环境影响,参照国外成熟经验,制定相应的法律法规,实现有效的环境监管,将页岩气开发过程中可能产生的环境影响控制在最低限度;⑤开展页岩气资源调查与评价,搞清楚资源分布、地质特征、开发特点与工艺技术需求、经济性及可采资源量,从而为产业发展提供可靠的资源数据。此外,还应加强对页岩气定价、市场准入、管网设施建设等方面的支撑力度。     

非常规天然气资源开发的地面工程问题

我国煤层气、页岩气资源丰富,但作为非常规天然气资源其开发投资经济效益低,影响了规模化开发和产业形成的进程。地面工程设计与建设对煤层气、页岩气的开发起着重要作用,通过地面工程设计与资源条件和开发要求的匹配,优化设计和科学管理实现地面工程资源最优配置,可以降低开发投资,促进更多非常规天然气资源进入经济开发序列,从而促进非常规天然气产业的发展。同时,根据煤层气和页岩气开发的特点,在地面工程设计和建设中,要突出以水资源保护为核心的绿色开发理念,避免在获得清洁能源的同时造成新的环境问题。     

页岩气开发地面工程环境影响及控制

页岩气是清洁高效的能源资源,随着页岩气逐渐实现规模化开发,页岩气开发中地面工程所引起的环境问题也日益凸显。要解决这一关键问题,最好的方式是从源头尽可能地预防或者减少负面环境影响的产生,摒弃以往“先污染后治理”做法,在开发页岩气资源的同时促进地面工程环境保护,将绿色环保理念融入到地面工程可行性研究、规划设计和建设中,从而将所产生的潜在环境影响控制到最低,进而促进产业可持续发展。     

美国页岩气钻采技术及对河南油田的适应性分析

近年来,页岩气开采在非常规天然气中异军突起,已成为全球油气资源勘探开发的新亮点。美国是世界页岩气开发最成功的国家,其成功开发的关键原因之一就在于一系列先进技术的应用。介绍了页岩气藏开采特点,美国在钻井、井完、储层改造和举升等方面的先进工艺技术,并结合河南油田页岩气藏特点,进行了河南油田页岩气开发技术适应性分析,提出了目前适用的钻采技术和下一步需要加强研究的工艺技术。     

我国页岩气集输系统的设计

我国对页岩气的开发目前尚处在初期阶段。页岩气开发具有在开发周期内产量无规律,生产参数不固定,开采初期井口压力高,但在短时间内迅速衰减等特点,地面集输系统为了适应产能的变化需要不断地进行动态调整,这导致页岩气地面集输管网与站场的布置不易确定。借鉴北美页岩气开发的地面集输技术,针对我国页岩气田地面工程的具体情况,分析了页岩气的特点,介绍了布站形式、管网设计、井组划分与布站等关于页岩气地面工程的总体布局方式,论述了井口工艺、集气站工艺、处理厂工艺的地面集输系统的设计方法等。     

威远区块页岩气排采除砂工艺分析

页岩气藏目前主要采用水平井完井和桥塞分段大型水力加砂压裂的工艺进行开发,压裂砂堵泄压、压裂后排液和钻磨桥塞过程中均存在大量出砂工况,高压流体携带固相颗粒及砂粒,堵塞地面流程或井筒,造成设备管线冲蚀,严重影响排液的连续性和安全性。文章在系统分析页岩气井返排自身特点和存在的主要技术难点的基础上,优化页岩气井地面返排测试流程设计,研发配套了一系列地面返排除砂装备,并开展相关的工艺技术研究,最终形成一套以除砂器为中心的针对页岩气井的地面除砂技术与配套装备,运用该技术圆满的完成了多口页岩气井的地面除砂作业,效果显著。