固井和压裂设备性能参数及曲线的自动生成

为满足固井和压裂设备设计人员、产品验收和操作人员对设备性能参数经常使用的要求,设计采用MicrosoftOfficeExcel电子表格,利用其计算和函数功能,输入固井和压裂设备的原始参数,就可得到相应的性能参数并自动生成性能曲线。该软件可直观地分析性能参数的合理性,减少设计计算工作量,提高设计精度,还可使技术人员合理地选择固井和压裂设备的动力配置,避免配置方案的局限性。     

固井压裂泵阀理论研究与应用

固井压裂泵是固井压裂设备的核心部件,固井车、压裂车及其撬装设备要实现其功能主要依靠其上装的柱塞泵。固井压裂泵泵送的液体排量具有脉动性,受柱塞数目和入值影响,同时泵阀的开启和关闭是动态的,且相对曲轴（或柱塞）具有轻微的滞后即开启和关闭滞后。固井压裂泵阀系统主要设计参数有：泵阀的升程、凡尔座内孔直径、凡尔弹簧的刚度及其预压缩量等,我们用试验验证了这些参数对固井压裂泵容积效率的影响。客积效率是衡量固井压裂泵性能的重要指标,研究泵阀理论合理设计这些参数可提高容积效率1%-3%。     

大型压裂装备应用问题解析及发展方向

国内大型压裂装备在页岩气开发过程中普遍存在功率利用率低以及设备使用不合理的情况。通过对现场装备施工数据的采集和分析,解析了提升压裂装备功率利用率和传动箱挡位应用方法;为了降低施工作业费用、保障施工作业安全,提出了在大型压裂施工中压裂车的配置数量计算方法和压裂车经济运行模式的建议。结合国家新的道路和环保要求以及工程施工模式的改变,从减少装备功能冗余以及优化装备配置达到降低设备成本的目的;结合我国电力资源的优势,提出了电动压裂装备推广应用的研发思路。在大型压裂工程中,合理地应用和配置压裂装备对于降低施工成本具有指导意义。     

基于AnyCem?系统的自动化固井技术研究与应用

为解决我国固井软件高度依赖进口、固井装备自动化水平低和固井信息管理能力不足等问题,研究了多装备协同控制方法、全工艺流程自动监控方法,研制了自动监控固井重大装备,开发了多功能、一体化的AnyCem?固井平台系统,形成了新型自动化固井技术,实现了全流程自动化固井。该技术在辽河油田、长庆油田、西南油气田和华北油田等油气田应用85井次,施工参数监控准确率100%,水泥浆密度控制精度0.01 kg/L,水泥头倒闸阀、开挡销时间小于2 s,固井作业精准度整体提升80%以上。研究应用表明,基于AnyCem?系统的自动化固井技术通过软硬件一体化交互,实现了固井复杂情况可预知、过程可控制和质量可保障,提升了固井设计的科学性和作业的精准性,可高效支撑复杂深层及非常规油气资源的勘探开发。      

国内外固井压裂设备现状及对发展我国固井压裂设备的建议

本文介绍了国内外固井、压裂设备的现状,指出高压、大排量和大功率是固井、压裂设备的发展趋势,并提出了对发展我国固井、压裂设备的若干建议。     

油田水泥固井车柱塞泵的运动仿真和分析

根据设计依据，首先进行柱塞泵液力端的运动分析，利用虚拟样机技术建立固井车柱塞泵部件的三维实体模型，实现它们的虚拟装配及布置优化；具体是运用CATIA进行油田水泥固井车柱塞泵的模型建立和运动仿真，再将模型导入到ADAMS中进行运动分析，根据发动机特性参数，传动系参数以及整机其他参数计算出整车的动力性、稳定性、通过性、制动性等性能参数，实现整机性能测算，并由此优化出装备的最优布置。     

基于体积源的分段压裂水平井产能评价方法

水平井裸眼和固井分段压裂技术已大量应用于低渗透气藏的开发,其产能评价方法是评价压裂效果和提高压裂设计水平的关键。为此,针对裂缝性低渗透气藏,采用体积源的思想建立相应的基础渗流模型,通过正交变换法求取常流率时体积源函数,并根据Duhamel原理推导了变流率时的计算方法;结合人工裂缝内流动压降并根据叠加原理分别推导出裸眼、固井分段压裂水平井的产能评价方法;最后通过现场实例及经典理论模型验证了产能评价方法的正确性,以及储层物性和人工裂缝参数对于两者产能的影响。结果表明:①裸眼、固井分段压裂水平井发挥了水平井段的生产作用,它具有较高的产能;②两者之间的差别受到储层物性和分段压裂参数的影响;③在储层物性差、压裂规模大时,裸眼、固井分段压裂水平井之间产能的差别变小。该成果对于低渗透气藏分段压裂水平井的分段压裂参数设计和压后效果评价具有重要的应用价值,也为分段压裂工艺的选择提供了理论依据。     

压裂井试井资料分析

以大港油田段南先导试验区南103井的矿场试 井资料为依据，进行历史拟合得出三个主要流动阶段的特性曲线和曲线曲线，详细分析了各阶段的流动特征，并对压裂井常规试吉分析方法全面的总结，根据拟合参数及曲线，计算出了压裂井压裂后裂缝状态参数和地层参数，以及地层污染程度，同时研究也表明，试井资料可用于分析生产井的压裂效果。     

SGJ600系列固井车

<正>江汉石油管理局第四机械厂是中国最大的固井设备研发制造基地,从中国制造的第一台固井车开始,石油四机人不断创新,在掌握系列柱塞泵和自动混浆控制技术的基础上,先后成功研制了中国第一台80M Pa沙漠压裂固井橇、第一台自动混浆固井车、第一台数显固井车,目前     

气井压裂效果评价及施工因素分析

在压裂设计和压后生产之间,压后评价技术是承上启下的中间环节,压后评价技术对压裂技术的改进和压后气井生产经济效益的提高起到了"推进器"的作用。煤层气井通常采用压裂增产,因而压裂评价显得尤为重要。首先证实煤层气井压裂后增产效果显著,再运用裂缝参数计算对比法评价压裂效果。利用压裂施工曲线获取数学模型中所需参数,对裂缝几何参数(缝长、缝宽)进行计算,优选、优化压裂设计参数,并建立简单可行的裂缝参数计算模型,建立的改进模型提高了缝长、缝宽计算的精准率。结合地质因素,从单因子和多因子两个角度,对影响压裂裂缝参数的压裂施工因素进行了分析,认为:一般情形下,施工参数与裂缝参数成正相关,达到一定程度后,相关性就不明显。在此基础上,优化压裂施工参数,为后续的施工设计提供一定依据。     

SGJ1000-21型固井车的研制

SGJ1000-21型固井车主要用于页岩气固井作业。该设备以进口载重越野车底盘为载体,集成了动力系统、QPE1000型柱塞泵、液压系统、气路系统、自动控制系统、高压管汇、低压管汇、柱塞泵润滑系统和混浆系统等。整机配备大功率QPE1000柱塞泵,大幅提升整机性能,能够实现单机独立完成大排量、高压力的固井作业。该固井车自动控制程度高,集成自动清洗等功能,能够有效地降低操作人员的劳动强度,提升了安全性。现场试验结果表明,整机性能明显优于目前的常规固井装备,能较好地满足页岩气固井作业大排量、高压力的要求。     

致密油储层压裂后渗透率预测模型

致密油储层渗透率、自然产能双低的特点决定了开发致密油时,多采用大型水力压裂改造提高储层渗透率、初始产量以及最终采收率,其中压裂后储层渗透率是评价水力压裂效果和单井产能的重要参数。目前对于考虑多因素影响的致密油储层压裂后渗透率理论计算模型的研究尚有不足,大多利用实验测定或者试井测定,这类方法成本较高且操作较复杂,为此文章基于压降试井测试原理,以压裂施工曲线为基础,考虑压裂液漏失和裂缝扩展综合影响,建立了致密油储层压裂后渗透率预测数学模型,可以直接利用压裂施工数据计算出压裂后的渗透率。由于数学模型较复杂,可利用MATLAB软件通过差分离散迭代进行求解。以陆上某地区实际压裂数据为依据,经过计算分析表明,模型计算压裂后渗透率与试井解释渗透率较接近,而试井渗透率为储层有效渗透率,说明文章模型计算结果可信。进一步分析可知,模型的原理和试井原理相同,不同之处在于试井解释软件无法计算考虑压裂液漏失和裂缝扩展综合影响的致密油储层压裂后渗透率,而且试井解释软件需要的参数是要进行试井测试录取资料得到,而文章计算模型只需要在压裂过程中录取压裂施工数据即可,可以节约试井作业时间和成本,在实际矿场具有实用性。计算结果为致密油储层在压裂后的压裂效果评价、产能预测等提供了参考依据。     

深水油藏窄密度窗口气井固井动态仿真模拟研究与应用

针对中国南海西部油田固井施工过程中存在的井筒内温差大、密度窗口窄等复杂问题,考虑温度、压力对固井流体密度及流变性的影响,建立了固井动态注替模型,并依据瞬态加速度法得到了井内实际流量计算方法,基于测井数据、井身结构参数、固井泥浆性能参数及固井施工参数等,计算了固井过程中各地层薄弱点的当量循环密度及各阶段的井内动态参数。通过对南海西部油田LD1-X井的固井实例,提出了提高深水油藏窄密度窗口气井安全高效固井的技术措施:合理的浆柱结构设计、变排量顶替技术、注水泥全阶段的仿真模拟等。现场应用结果表明,以上技术措施可有效解决大温差窄密度窗口气井的安全固井问题。该研究对南海西部油田的固井施工具有重要指导意义。     

大型压裂施工装备的配置与连接

由于我国还没有针对大型压裂施工制定装备配置与连接规范,各工程服务商大多根据自身条件进行配置,无法达到经济安全作业要求。为此,在分析国内外大型压裂施工现状的基础上,结合国内外在非常规油气开发过程中所取得的经验以及国产压裂装备研制和台架试验中所取得的研究成果,从主体装备的选择与配置、施工参数的选择、配液与供砂以及地面高低压管汇的连接等方面,提出我国大型压裂装备施工配置方案以及地面管汇系统连接要求。     

页岩储层剪切套损的数值模拟及固井对策研究

在页岩气开发的水力压裂过程中,岩层滑移引发的剪切套损时有发生。某级压裂引发套损后,导致在后续压裂施工中下放工具受阻,最终被迫放弃对部分区段的压裂改造,使页岩气采收率降低。目前研究者对于是否在滑移面附近固井,以及降低固井水泥刚度能否有效缓解剪切套损2个问题的认识存在分歧,数值模拟可为解决这一问题提供理论支撑。引入了表征剪切套损中套管变形程度的参数:单位横向位移和椭圆度。根据压裂中剪切套损的特点,建立了相应的三维有限元模型,模拟了岩层滑移过程中套管-水泥环-地层系统的变形,分析了不固井长度和固井水泥力学性能对套管剪切变形的影响。研究结果表明:在滑移面附近不固井能有效缓解剪切套损,但单纯改变固井水泥力学性能的效果微乎其微。研究成果对明确缓解剪切套损的固井方法有一定的理论指导意义。     

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。     

杭锦旗复合气藏水平井压裂设计优化

杭锦旗区块上古生界储层整体表现为致密低孔、低渗特征。锦66井区主力层位为盒2层,其与盒1层之间的隔层发育不稳定,压裂过程中缝高控制难度大;锦58井区主力层位盒1层内部隔夹层发育,需通过穿层压裂沟通上下含气层。以测井解释数据为基础,通过计算岩石力学参数,模拟不同储隔层条件下裂缝的扩展规律,分别建立了锦66井区和锦58井区裂缝高度判别模板,确立了锦66井区盒2层控缝高压裂设计方法和锦58井区盒1层穿层压裂设计方法,并对水平井压裂参数进行了优化。根据压裂参数优化结果,对锦66井区和锦58井区多口井进行了压裂施工,取得了明显的压裂改造效果。     

基于施工压力曲线的综合滤失系数测试方法及压裂参数优化

在水力压裂施工中,压裂液的滤失性质直接影响压裂液的工作效率,从而影响形成的水力裂缝几何尺寸和导流能力,故准确地测试施工过程中压裂液滤失情况对评价改造效果很重要。以大牛地某气井压裂为例,在二维裂缝扩展模型(PKN)下,利用该模型的净压力公式建立施工压力计算模型,计算施工过程中的施工压力曲线,最后通过计算的施工压力曲线与实际施工压力曲线反演获取压裂液综合滤失系数。研究结果表明,该井施工中压裂液综合滤失系数为0.1 mm/min~(0.5),利用该反演结果,采用统一压裂设计(UFD)方法优化主要的压裂施工参数,优化后,前置液量为490 m~3,施工排量为9 m~3/min。该方法反演效果较好,利用该方法可为判断压裂施工效果和优化施工参数提供一定依据。     

固井、压裂设备模拟性能试验及其发展前景

论述了如何保证固井，压裂设备制造，装配质量并对该设备性能。质量进行试验检测，要想在固压设备生产和技术方面赶超国际先进水平，须建造一个设施齐备，检测手段先进的固井压裂设备试验场，对整机的性能进行全面的试验，检测。     

固压设备模拟性能试验的数据采集及分析系统

为了对固井、压裂设备的制造、装配质量和整机性能进行试验检测,满足油田用户的最终需要,专门设计建造了固井、压裂设备模拟性能试验场。利用计算机数据采集系统对出厂设备或新机型进行模拟试验,大大提高了数据采集的精度,也提高了试验的自动化程度,可实现在线检测。试验数据可随时调用、网上查询,通过分析数据可及时发现和解决问题。目前已完成70多台设备的出厂试验,发挥了很好的作用。