石油压裂基液高效快速混配车的研制

北京矿冶研究总院天然植物胶发展中心自行研制的石油压裂基液高效快速混配车 ,充分考虑到影响压裂液质量的各种因素 ,能够以流量 1 5ｍ3/ｍｉｎ的配制速度生产出完全达到要求的高质量的压裂液 ,车内还装有配制交联剂的专用设备来配合压裂液完成油井的压裂作业。车内核心设备包括高压射流喷头、静态分散装置、高速增黏装置 ;辅助设备有多级螺旋上料装置、精密给料螺旋装置、可伸缩发液管等。包括如下技术创新点 :射流技术的崭新应用 ,新型静态混合器的研制 ,高速增黏机的全新结构设计 ,上料系统的多级螺旋设计 ,发液系统的可伸缩结构及独特的…     

深层潜山裂缝性气藏压裂改造技术

通过对深层裂缝性潜山气层构造特征和储层特征研究,针对这种储层特点提出了具体的压裂改造措施和压裂设计优化。主要压裂技术措施是CO2段塞增能、变粘度压裂液、降滤措施优选、快速放喷、缝高控制等。压裂设计优化主要包括压裂液体系和支撑剂优选、裂缝导流能力、施工规模、前置液量、施工砂比和施工排量。经现场实施,取得了良好的压裂效果。     

煤层气井水力压裂段塞技术多因素风险分析

基于大量现场作业和水力压裂裂缝扩展理论,提出了煤层气井水力压裂施工中支撑剂段塞存在引起早期砂堵的风险。针对煤层气井压裂施工,着重分析了施工液量、排量、裂缝转向、多裂缝等对裂缝几何尺寸的影响。采用理论分析结合模拟计算的研究方法,阐述了上述多种因素对裂缝几何尺寸、压裂液效率、尤其是缝宽的影响规律。针对不同因素的影响,提出了相对应的施工措施:提高排量、增加段塞前泵注液量有利于支撑剂进入裂缝;提高液体黏度、排量,沿最大主应力方向定向射孔等措施降低裂缝转向带来的砂堵风险;采用细砂或粉砂作为段塞支撑剂,有利于进入人工裂缝、降低滤失量、提高施工压裂液效率,进而降低多裂缝带来的影响。     

大流量压裂液配制设备的橇装化设计

为了满足大型压裂作业的需求,设计出了大流量压裂液配制装置,配制速度达到8 m3/min,实现了现场配制"即配即用",降低了配制余量,节省了配液成本,提高了压裂施工效率。该装置在吉林油田中得到了应用,经过多年的大型压裂作业验证,设备运行稳定,达到了装置的研制效果。本文主要介绍了配液装置的配液工艺流程、装置的组成以及现场应用情况。     

压裂液吸附对煤层损害的实验研究及影响因素分析

压裂液对煤储层的伤害机理是目前煤层气井压裂技术的主要研究内容之一.由于煤岩的矿物组成和孔隙结构等多方面的特殊性,在压裂施工过程中压裂液对煤层的伤害不同于其对常规油气藏储层的伤害.相关研究表明:在煤层气井压裂施工过程中,压裂液与煤层接触所造成的渗透率的降低,一般是由煤基质的割理被堵塞及煤基质对压裂液的吸附所造成.重点对辽河油田阜新组煤层由于压裂液的吸附所引起的煤层伤害进行了实验研究,并结合相关理论和实验结果,对压裂液吸附对煤层伤害的影响因素进行了分析.     

模糊免疫控制系统在石油压裂液配液站的应用

石油压裂液配液站控制系统决定了压裂液配制质量。介绍了模糊免疫控制原理及其控制器设计,并进行了仿真分析。同时,将模糊免疫PID控制算法应用到配液站胶粉给料调节过程中,应用表明,该系统按照预设的配比参数混配作业,下料精度高,基液混配均匀,鲁棒性较强。     

石油压裂液高效快速混配车工业试验

为解决目前石油压裂行业配液技术和设备落后、配液速度慢、精度差、稳定性不好、基液中胶粉分散不均匀等问题,北京天然植物胶发展中心研制了石油压裂液高效快速混配车。该车的技术指标设计如下:能够连续配制基液,配液速度最高达到1 5m3/min,基液中胶粉分散均匀,黏度波动范围小,在5min内基液的黏度达到实验室黏度90%以上。混配车交付大庆油田使用后,通过工业试验对技术指标进行考核,试验结果证明该车的各项指标满足设计要求。     

煤层气增产措施研究及现场试验

本文在调研了国内外煤层气水力压裂的基础上，对煤层气水力压裂的支撑剂选择、压裂液性能、压裂工艺、施工参数、煤层的岩石力学性质等方面进行了研究。在研究中，得到了一些新的观点和启示；并将研究成果运用于煤层气井现场煤层气井的压裂施工，指导了实际水力压裂施工，收到了一定的成效。     

泡沫压裂在延川南气田深煤层气井增产中的应用

为提升深煤层气井压裂改造效果,提高单井产量,对目前现场应用的几种压裂液体系进行了适应性对比分析,提出泡沫压裂体系低滤失、高黏度、低伤害、易返排等特征在深煤层气井压裂中具有较好的适应性,在此基础上开展了2口井氮气泡沫压裂现场应用试验,取得较好效果:氮气泡沫压裂施工压力平稳,砂比提高,加砂连续,平均单井日产气量增幅超过1 000 m~3/d。     

郑庄煤层气井体积压裂裂缝扩展特征研究

为了有效指导煤层气井体积压裂工程,合理评价体积压裂施工效果,将微地震破裂扫描技术应用于煤层气井体积压裂。通过微地震破裂能量扫描技术监测体积压裂裂缝的分布,结合压裂施工曲线,分析体积压裂裂缝扩展空间和时间特征。以沁水盆地郑庄地区为例,该地区垂直井体积压裂过程显示,破裂不一定严格地随着压裂液推进而在时空上连续发展,可能时间是间歇的,空间上是跳跃的。能量密集区域的集合,连接成线、片、网才是压裂的整体影响面积,即水力压裂扩展的有效区域。与同层位普通压裂的垂直井对比显示,液量大小决定着缝网的有效破裂面积和沟通程度,但压裂液量的大小并没有明显影响裂缝的主长度。     

新型多功能钻机平台研制及在水力压裂施工中的运用

水力压裂是一项安全有效的煤岩体弱化技术。然而,缺乏配套钻机是导致压裂钻孔施工速度慢、压裂作业效率低的主要原因之一,严重制约水力压裂技术在我国煤矿中推广应用。根据水力压裂钻孔设计要求,提出了一种新型多功能钻机平台,基于此平台,钻机可施工任意角度钻孔,钻机的移动、稳钻均可通过平台实现,大幅提升了水力压裂钻孔的效率和安全性,降低人员劳动强度,解决了煤矿顶板水力压裂效率低的问题。     

煤层气垂直井压裂优化系统的设计与实现

为了合理确定压裂泵注参数,以提高煤储层导流能力和煤层气产气量,根据目前煤储层特点,建立了影响煤储层支撑剂评价体系,应用多层次模糊综合评价方法建立了支撑剂优选系统;对压裂液性能、配伍性等性质参数对比,建立了压裂液优选系统;根据压裂的地质和工程影响因素,对不同水力压裂施工参数分类,建立了不同储层渗透率下的泵注参数优化系统。这一系统成功地应用于指导沁水盆地潘庄区块煤层气垂直井的现场水力压裂施工设计。     

马必东区块水力喷射分段压裂工艺优化与应用

马必东区块埋深大、应力高、煤体结构相对复杂,前期约有35%水平井分段压裂施工中存在破裂困难、施工压力高、砂堵等问题。为此,通过对马必东区块压裂施工难点分析,有针对性地开展了水力喷射分段压裂工艺、煤层段不测井条件下差异化压裂点优选、低伤害降阻压裂液、压裂施工参数等方面的研究。研究结果表明:优选的扩径喷枪水力喷射改造方式可以有效降低水平井施工压力,更利于有效加砂;"滑溜水+活性水"压裂液组合使用方式,可以有效降阻、降低伤害;建立的压裂点钻井参数优选标准,通过伽马、气测、导向位置等钻井指标优选合适的压裂点,利于水平井压裂造缝。现场实践表明:优选的扩径式水力喷射压裂工艺及参数对马必东区块高应力、煤体结构复杂区域针对性较强,试验井MPX-3井在流压3.18 MPa情况下日产气量达到14230 m^(3)。     

煤层压裂改造配套工艺技术

本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术,包括完井、压裂设计、压裂液研制、支撑剂优选、压裂施工、裂缝监测、压裂效果评价等技术。该技术完整、成熟、先进,居国内领先水平,现场应用15口井33层煤,效果良好,可推广应用。     

Slickwo在线清洁压裂液在延长气田Y区域的应用

延长气田Y区域主力气层为上古生界本溪组、山西组、石盒子组,其中本溪组由于地层压力较高,施工时出现超压现象。山西组、石盒子组地层由于粘土矿物含量高水敏性强,常规压裂液压后破胶不彻底对地层伤害较高。为了解决延长气田Y区域所采用压裂液体系存在水锁、破胶液残渣含量高、储层伤害高等问题,研发了一种Slickwo在线压裂液体系。对Slickwo在线压裂液体系进行室内与现场应用评价。室内实验表明,该压裂液溶胀时间为2 min;120 ℃下,剪切90 min粘度在50 mPa·s左右;防膨率为80%;岩心伤害率<15%,对储层有很好的适应性;破胶液表面张力24.35 mN/m。在延长气田Y区域的应用表明,Slickwo在线压裂液能达到在线混配施工的要求,满足现场加砂要求。     

保德区块中低阶煤层压裂施工砂堵原因分析及技术对策

针对保德区块中低阶煤储层压裂过程中容易出现砂堵影响储层改造效果的问题,根据研究区块的地质条件,结合水力压裂时裂缝在煤层中的扩展规律,分析了保德区块煤层水力压裂出现砂堵的4类主要原因,分别为煤储层裂隙相对发育造成压裂液滤失量增加、压裂沟通高渗透性的顶底板、煤储层本身有效厚度大滤失量增大及多层合压造缝不充分。在此基础上,提出了相应的技术对策,使用清洁压裂液、适当提高并稳定施工排量及优化压裂施工设计,为现场的水力压裂施工和提高煤储层改造效果提供重要指导。     

柳林区块煤层气压裂液评价及伤害机理研究

水力压裂是目前国内煤层气增产的重要手段。压裂施工过程中很容易造成煤岩基质伤害,从而影响最终的产气量。主要是研究目前国内常用的活性水压裂液特征,通过对柳林区块煤岩压裂液伤害实验、扫描电镜和红外分析对比煤岩物理化学变化,从而进一步研究活性水压裂液对煤岩的伤害机理。     

煤层气井水力压裂增透技术应用

通过分析水力压裂的增透机理,并通过对压裂设备参数和压裂液参数的选择,为水力压裂施工提供可靠地技术指导。同时对西山煤田8号煤层进行水力压裂施工,增大了煤层渗透性,提高了煤层气井的产气量,为后期施工提供了可靠的依据。     

连续油管在带底封压裂施工中强度校核方法

连续油管带底封逐层喷砂射孔逐层压裂占用井场的时间短,施工后的井筒是一个全通径的井筒,便于作业井后期的修井作业,但若对连续油管在带底封压裂过程中的受力状况及强度校核方法认识不足,可能导致油管失效,工具串落井。通过分析连续油管在带底封压裂过程中的受力状况并校核其强度,得出连续油管在合川构造2次底封压裂施工中破坏的原因为封隔器下部流体压力对连续油管产生的过高的轴向力引起压曲破坏。根据这一方法可预先评估连续油管在施工过程的安全风险,并选择合适外径及壁厚的连续油管。     

北京矿冶研究总院科研工作在石油开采领域取得丰硕成果

北京矿冶研究总院继石油压裂基液高效快速混配车科技成果获有色金属工业科技一等奖和天然植物胶在石油开采方面用作压裂液取得明显效益之后 ,又有 9项应用于石油开采领域的科技成果通过中国有色金属工业协会组织的技术鉴定。这 9项成果分别是 :(1)石油开采井下工具修复机械化、自动化生产线研究(2 )石油开采井下作业工具全自动试压机组的研制(3)石油开采井下作业工具高效、自动装配机组的研制(4)压裂液纯碱小苏打配置工艺及装备的研究(5 )纯碱小苏打配制装备的研制(6 )新法改性植物胶加工工艺及装备的研究(7)BJGX植物胶反应设备的研制(8)…