新型大功率电动压裂泵组的研制

压裂泵车传统的机械传动方式存在单机功率小、占地面积大、噪声大和污染高等问题,无法实现自动化控制和精准控制。为此,研制了HH6000大功率电动压裂泵组。该泵组引入了大功率变频电机直接驱动压裂泵的全新理念,通过数控变频技术和PLC控制技术,实现了单机大功率、体积小质量轻、排量压力控制精确、无级调速以及连续大功率运行等技术突破。2套HH6000电动压裂泵组在四川长宁H9平台的页岩气压裂施工中,供液能力3.0~4.5 m~3/min,约占总施工液量的,砂的质量浓度100~200 kg/m~3,设备运行情况良好,得到了用户的高度评价。该泵组解决了页岩气大规模成片开发的高效、经济和环保问题,为实施页岩气压裂提供了理想的设备。     

压裂泵液力端产生裂纹的原因及预防措施

压裂泵的液力端(阀箱)为价格昂贵的易损件,该部件在高循环压力载荷下工作,且受工作介质(酸或碱液)的腐蚀。液力端损坏现象愈发普遍,给企业带来一定的损失。本文分析了液力端损坏的原因并提出了预防措施,可相对延长液力端的使用寿命。     

非常规油气水平井管内多级分段压裂新技术

非常规油气藏开采难度大,开发成本高,原有的水平井管内分段压裂技术存在分段级数少、压裂规模小等问题,无法满足非常规油气资源高效开发的要求。为此,分析了水平井泵送桥塞、固井投球滑套、连续管拖动封隔器等多级分段压裂新技术,其中,泵送桥塞射孔多级分段压裂技术分段级数不受限制,适合大排量、大液量压裂要求,是页岩油气开发的利器。固井投球滑套分段压裂技术滑套可重复开启,能满足选择性生产、堵水及重复性压裂的需求。各种水平井管内多级分段压裂新技术的成功应用,为非常规油气藏开发提供了强有力的技术支持。     

非常规油气CO2压裂技术进展及应用实践

非常规油气是我国重要的接替资源,由于油气储层物性普遍较差,大规模水力压裂是目前比较有效的储层改造技术,但存在耗水量大、储层伤害大、环境污染等问题。CO₂压裂技术充分利用CO₂自身扩散能力强、储层配伍性好、可增加地层能量等特点,具有节水、保护环境、埋存CO₂以及增产等优势。室内实验及现场实践证明,CO₂压裂技术可有效降低储层伤害、改善储层物性,降低岩石起裂压力,促进形成复杂缝网,同时可以高效置换吸附气、降低原油黏度,提高单井产量,CO₂压裂技术相对于水力压裂,压后返排率可提高25%以上,平均单井产量可提高1.9倍以上。通过进一步优化工艺技术,研发配套设备及制定相关标准,探索区块整体开发模式,CO₂压裂技术必将极大地促进我国非常规油气绿色和高效开发。     

非常规油气开发对压裂设备和材料发展的影响

非常规油气开发是国内外目前的热点研究领域,压裂能力和压裂液成为制约增产改造效果的瓶颈。为此,依据中国储层特性、地面条件、开发现状等情况,并以大量的实际生产和统计数据为基础,对中国目前非常规油气的开发模式、设备条件、材料要求、成本构成等进行了深入的论述。结论认为：①国内现有的压裂设备和材料等硬件条件可满足当前非常规油气开发的需求,但存在着开发模式中完井环节的关键技术空白、施工作业成本难以控制的问题;②压裂液将朝高效环保、储层低伤害、低含水量或无水、成本可控以及体系类型多样化的方向发展;③根据中国非常规天然气开发规划的年产量,预测了压裂设备的需求和技术服务市场规模。最后强调,以滑溜水为代表的低成本压裂液和以超临界CO₂为代表的无水压裂液是2个最重要的发展方向,而支撑剂将朝小粒径、低密度、高强度方向发展,同时,在原材料和加工工艺上也有待突破创新。     

基于nCode的压裂泵液力端疲劳寿命分析

压裂泵液力端在现场应用中承受脉动循环高压,易产生疲劳裂纹且不同液缸的疲劳寿命存在差异。为此,建立现场某型号压裂泵液力端的整体有限元模型,利用ANSYS与nCode DesignLife疲劳耐久性分析软件对液力端进行静力学分析与疲劳寿命预测,研究液力端不同液缸发生疲劳破坏的规律。研究结果表明：液力端在试压142.5 MPa与正常工作95 MPa这2种状态下,最大应力分别为915.89和600.36 MPa,均小于其材料的屈服应力1 070 MPa,静力学强度满足要求;液力端各个液缸易发生疲劳破坏的位置均位于液缸内部的弹簧卡座处,与液力端在现场使用过程中出现的疲劳裂纹的位置相符;液力端5个液缸中寿命最长的为4#缸,寿命最短的为1#缸,1#缸的疲劳寿命大约为4#缸的60%,液力端整体呈现出1#、5#缸比2#、3#、4#缸疲劳寿命短的规律。研究结果可为该型号压裂泵液力端的优化设计提供理论依据。     

非常规油气层压裂微地震监测技术及应用

介绍了微地震监测技术的原理和处理流程,分析了微地震监测技术在非常规油气储层压裂改造过程中的具体作用,实例应用表明,微地震监测技术在大型水平井多级压裂过程中发挥了非常重要的指导作用。     

非常规油气储集层粗糙压裂裂缝内支撑剂运移机理

基于分形插值理论建立了具有粗糙壁面裂缝的生成方法,同时考虑颗粒-颗粒、颗粒-壁面、颗粒-流体的相互作用,建立了基于计算流体力学（CFD）-离散单元法（DEM）耦合的支撑剂-压裂液两相流动模型。经实验数据的检验,证实该模型可以较好地匹配粗糙裂缝内支撑剂的运移情况及堆积过程。经多个方案的数值模拟研究表明：与光滑平板裂缝相比,支撑剂在粗糙裂缝内输送,壁面粗糙凸起会显著影响支撑剂的运移与沉降,裂缝模型的粗糙程度越高,裂缝入口附近的支撑剂颗粒沉降速度越快,其水平运移距离越短,越倾向于在裂缝入口附近堆积,并在较短时间内形成缝内砂堵。裂缝壁面粗糙度在一定程度上可控制流体的运移路径,改变支撑剂填充裂缝的方式,一方面粗糙壁面凸起抬升了支撑剂运移轨迹,使支撑剂流出裂缝,导致覆盖率减小;另一方面携砂液易在粗糙壁面凸起接触点附近发生转向流动,可在一定程度上扩大支撑剂覆盖范围。     

“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用

"井工厂"技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述"井工厂"技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应"井工厂"作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的"井工厂"作业模式。因此,建议树立"全过程低成本"的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立"井工厂"技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的"井工厂"技术。     

“井工厂”技术在我国非常规油气开发中的应用

“井工厂”技术能大幅度提高作业效率、降低工程成本,在致密油气、页岩油气等低渗透、低品位的非常规油气开发中具有显著的技术优势,因此该技术在北美地区进行了大规模应用,取得了巨大的经济效益。为了使该技术更好地应用于我国非常规油气开发中,在详细阐述“井工厂”技术的概念和特点的基础上,介绍了国外该技术的发展和应用现状,梳理了国内中国石油、中国石化对该技术的探索应用情况,并分析指出,国内配套的装备仪器还不能完全适应“井工厂”作业的需求,还没有实现真正意义上的流水线式施工,还没有形成一套成熟的“井工厂”作业模式。因此,建议树立“全过程低成本”的基本理念,总结我国致密气藏开发的成功经验,有针对性地集成和发展相配套的工程技术,设立“井工厂”技术项目部,规范管理,以形成真正符合我国非常规油气资源类型和开发规律的“井工厂”技术。      

浅析压裂泵关键技术

对两种不同动力端的压裂泵进行了介绍,包括其基本结构与工作原理以及压裂泵技术未来的发展方向和关键技术.     

液力驱动式单螺杆泵设计计算

在介绍了液力驱动式单螺杆泵的结构与工作原理后,给出了泵的两个主要部件单螺杆泵与单螺杆马达的螺杆-衬套副的端面直径、衬套导程和偏心距的计算方法,以及单螺杆泵与马达协调工作时,两者之间的扭矩和功率的大小应满足的关系。给出的计算公式是根据单螺杆式水力机械的基本理论和工作特点,并考虑现场实际提出的,因此对这种类型的单螺杆泵的设计具有普遍意义,对于不同总体结构布置形式的液力驱动式单螺杆泵,设计时有些公式应重新推导。     

非常规油气井压裂参数智能优化研究进展与发展展望

非常规油气储层具有非均质性强、低孔低渗的特征,非常规油气井需要进行压裂才能投产,与常规油气储层相比,其工程地质条件更为复杂,对传统压裂参数优化方法提出了挑战。人工智能可以为传统方法难以解决的问题提供解决方法,因此,被引入了非常规油气井压裂参数优化。为推动智能压裂理论和技术的快速发展,系统介绍了非常规油气井压裂参数智能优化研究进展情况,主要包括压裂参数优化目标的确定、压裂参数与压裂效果映射关系的建立、最优压裂参数组合的求解,提出非常规油气井压裂参数智能优化主要向基于光纤的井下压裂数据实时采集和传输、物理–数据协同的裂缝扩展–生产动态模拟、压裂参数智能优化及实时调控集成系统等3个方向发展。     

非常规压裂技术在川东页岩气开发中的应用研究

页岩气存在的页岩层一般孔隙度较小、渗透率较低、石英矿物质含量高、页岩层内页岩气流动性较低,天然形成的裂缝发育程度较高,所以需要对页岩层进行压裂改造才能获得较高且稳定的页岩气产量,非常规压裂技术是页岩气开发的核心技术之一,本文对非常规压裂技术地面配套施工技术进行了具体分析,升级优化页岩气压裂装置,完善压裂工艺地面施工布置,保证了非常规压裂技术施工质量。     

非常规油气勘探开发现状及发展前景

随着常规油气资源的快速消耗,新增资源的勘探开发难度增大,全球油气资源勘探开发正在由传统的常规油气为主转为常规与非常规油气并重的局面。详细阐述了非常规油气勘探开发现状和发展前景,非常规油气资源主要包括页岩油、页岩气、煤层气和致密气。我国非常规油气资源潜力远大于常规油气资源,加快非常规油气的勘探开发对提高我国油气资源供应能力具有重要的现实意义,制定长远发展规划,加强非常规油气资源的探索性研究和技术准备,是我国非常规油气资源发展和提高油气资源自给能力的关键。     

非常规油气开发蚺影响和启示

全球油气工业预测的生命周期为300年,目前已走过了150年。随着世界经济对能源需求的持续增长,全球常规油气向非常规油气快速转化成为必然。     

非常规油气水平井湿鞋固井首段压裂新工艺

国内非常规油气水平井分段压裂工艺首段压裂时一般采用连续油管射孔、爬行器输送射孔和趾端滑套打压3种方法来建立井筒与地层的连通,这3种方法虽然基本满足了国内目前井深条件下首段压裂改造需求,但是存在工序复杂、效率低、操作成本高、施工风险大等问题,为此,提出了一种新型首段压裂工艺。该工艺充分利用湿鞋固井(WETSHOE)技术特点,通过高性能浮箍、浮鞋和特制胶塞等固井工具实现井眼底部不留水泥,在保证井筒安全的前提下建立管鞋与地层的连通,首段压裂即可采用“泵送”桥塞和射孔枪,从而实现全井段“泵送”的一致性,提高了压裂施工效率,降低了成本。该技术在北美非常规油气田广泛应用,单井可节约成本约30万美元,首段压裂成功率提高到98%以上,压裂效率显著提升。     

非常规油气开采压裂用减阻剂研究进展

体积压裂是非常规油气开采的主要手段.由于泵速高、液量大、排量大,要求压裂液具有可连续混配、低摩阻和高返排率性能,因此需要使用滑溜水压裂液体系.其中的核心组分高分子减阻剂直接决定了滑溜水压裂液的性能.本文针对近年来减阻剂的研究进展,综述了减阻剂类型和减阻机理,总结了影响减阻性能的因素,介绍了减阻剂的现场应用情况,展望了减...     

非常规油气资源勘探开发政策思考

依据新一轮全国油气资源评价成果,对我国煤层气、油页岩、油砂等非常规油气资源的潜力、勘探开发现状、面临的主要问题及促进发展的政策建议等进行了系统分析,明确提出非常规油气资源是常规油气资源的重要补充。其中,煤层气资源量与常规天然气相当,有效开发利用会对常规天然气形成重要补充;油页岩不仅可以对常规石油形成补充和替代,而且通过综合勘探开发利用,还可以创造更大的价值;油砂资源有一定潜力,可作为常规石油资源的补充。当前,面对国际金融危机和低油价的影响,应当加大对非常规油气资源勘探开发利用的投入,加强基础地质工作,作好资源和技术储备,严格监督管理,出台有关优惠政策,为促进我国能源多样化、积极改善能源结构、增强能源供给、缓解进口石油的压力而努力。     

利用压裂停泵数据的大规模体积压裂改造区域反演方法及其应用

大规模体积压裂技术是目前最普遍的非常规油气藏增产方式.为达到判断压裂施工成功率并制定合理的压后开采制度的目的,针对改造后渗透率、裂缝半长、大规模体积压裂改造区域(SRV)面积等压裂效果评价问题,基于数字滤波压裂停泵数据反演方法,运用纽曼乘积法与杜哈梅原理,开展压裂施工过程中压力在地层中波及范围的计算工作,反演大规模体积...