混砂车自动控制系统的研究

混砂车自动控制系统通过计算机自动跟踪压裂施工过程,实现液面、添加剂、密度和砂泵排出压力等参数的自动控制。温砂车自动控制系统由液面高度控制子系统、砂密度控制子系统、添加剂比例控制子系统以及砂泵排出压力控制子系统构成。各控制子系统由信号输入、参数比较及计算、控制信号输出等部分组成,将脉冲量信号和模拟量信号通过6个控制回路处理。软件系统采用人机对话的中文操作界面,可以根据压裂工况设定系统参数要求。     

HSC40型混砂车的研制与应用

大规模压裂施工采用"一备一用"2台HSC20型混砂车存在以下问题:主施工混砂车发生故障时,操作人员切换混砂车工作量大,切换时间长,并且存在安全隐患。鉴于此,研制了HSC40型混砂车。该混砂车将2台HSC20混砂车集成在1台底盘车上,将吸入离心泵、混砂罐和排出离心泵整合为1台闭式混砂泵;通过创新设计的液压控制系统,实现液体添加动力系统的互为备用;在混砂系统上集成1套平行四连杆翻转机构,弥补了闭式混砂泵自吸能力不足的缺陷,同时又可保证井场转移过程中车辆的行驶安全。现场应用结果表明:HSC40型混砂车最大瞬时施工排量达到38 m~3/min,使支撑裂缝的压裂导通率提高了1.5~2.5个数量级。HSC40型混砂车适用于大规模压裂作业,在以页岩气开发为代表的大排量非常规压裂施工中具有较大的优势。     

混砂车液面自动控制装置获国家专利

据《江汉石油报》报道,油田压裂作业时以人工控制混砂车液面高度的做法今后将被改变。混砂车液面自动控制装置将使压裂作业变得更为轻松准确。 长期以来,油田压裂作业通常需２人联手操作,才能使混合罐液面保持在一定的高度,操作人员在压裂作业过程中稍有失误就会导致压裂设备的损坏。而新的液面控制装置在压裂作业时,由传感器检测混合罐液面高度,并自动检测数据传输给计算机,计算机处理后对调节进液面的蝶阀的开合状态实现自动控制,稳定控制液面的有效高度。 这种混砂车液面自动控制装置是由江汉油田四机厂研制的,并已被国家专利局…     

集成压裂机组研制

针对我国油田特定区决施工特点，通过对油田现用设备使用情况的分析和具体区决施工参数的统计，提出了集成压裂机组研制内容和配置，研制开发了集成压裂机组。产品结合了2000型压裂泵输出功率大、压力和排量覆盖范围合理的条件，集成了压裂车、混砂车、管汇车和仪表车的功能，实现了单台设备完成试压、压裂、酸化、防砂等多种施工流程，改变了常规施工作业设备种类和人员多、操作指挥复杂的施工模式，为油田提供了适合工艺要求的设备。     

混砂车计量绞龙脉冲密度计的研究与应用

计量绞龙脉冲密度计是随车仪表，其用途是在压裂过程中用来测量砂浓度。利用混砂车砂绞龙转速将产生的脉冲信号输送到二次仪表上，经二次仪表进行放大、滤波、f/v转换，由计算机的采集卡录入通道进行采集，通过施工监测软件，计算核对．显示出加砂量和砂比等参数。其成本低，无污染．是油田压裂施工不可缺少的仪器。     

二氧化碳干法压裂技术——应用现状与发展趋势

总结了CO2干法压裂技术的原理、施工工艺、设备要求及技术特点等,并分析了该技术存在的问题和发展趋势。与常规水力压裂技术相比,CO2干法压裂技术具有高返排、对储集层伤害小、增产幅度大等优点。该技术存在的问题包括:液态CO2摩阻高;液态CO2黏度低,悬砂能力和降滤失性能差,不利于压裂造缝;压裂过程中CO2相态变化复杂,难以实现精确的相变预测和控制;压裂设备有待完善,关键设备密闭混砂车存在明显缺陷;缺乏适用于CO2干法压裂的施工参数计算方法。超临界CO2压裂技术具备传统CO2干法压裂技术的全部优点,且增产效果更佳、施工压力小、对混砂车要求更低,是CO2干法压裂技术的发展趋势。     

选砂、加砂机械化压裂一条龙

为了提高油田开发速度,实现油田长期高产稳产,几年来压裂工艺已在油田上大量采用。随着压裂井数及单层加砂量增加,所以需要大量的压裂砂。这样,原来的人工选砂和人工加砂,远远不能满足生产的需要。一年来,在油田党委及井下指挥部党委的正确领导下,以鞍钢宪法为指针,从生产实际出发,大搞三结合,发扬独立自主,自力更生艰苦奋斗的精神,因陋就简,土法上马,采用边设计、边试验、边生产、边改进的方法,搞成功了机械化的选砂厂、自动装砂线、液压翻斗拉砂车、搅龙机械混砂车,     

非常规水平井压裂地面施工配套技术

非常规油气储层增储增产主要是通过大排量、大液量和大砂量的水平井多级分段压裂改造技术来实现的,常规单套压裂机组及供配液方式已远远不能满足其压裂施工工艺要求。为此,在优化多套压裂机组配套时,采用2套混砂车同时在线施工并整合数据采集及实时施工曲线,实现多机组集中控制、数据采集和远传监控,同时完善多级供液和不同压裂液体系的连续混配工艺技术,实现了多种压裂液体系连续无缝切换的非常规水平井压裂施工。在泌页HF1井15段压裂施工中,累计完成压裂液配制23 000 m3,最高配液量3 705 m3/d,实际入井液量22 129 m3,最高排量14.7 m3/min,最高压力68 MPa,加砂量799.6 t,单台混砂车施工排量5～8 m3/min,各项技术参数符合施工设计要求。     

混砂车吸入排出性能研究

混砂车的吸入、排出流量以及排出压力取决于压裂车的使用需求。以大排量混砂车为例,分析了吸入和排出离心泵的性能以及外部接口管汇对其性能的影响,并通过试验验证了离心泵在不同工况下的排量和功率需求。试验结果认为,混砂车吸入离心泵的选择应在满足排量的情况下考虑泵效;混砂车排出离心泵的选择应首先达到混砂车实际排量要求,然后在满足高泵效的前提下判断离心泵的工作压力是否包含混砂车工况压力;不同施工排量下混砂车吸入和排出管线接口数量不同。     

压裂机组自动控制系统的研究

针对油田恶劣的自然环境、仪器设备操作复杂等弊病，提出了采用工业控制计算机控制的压裂机自动控制系统。该自动控制系统将压裂车、混砂车和仪表车三者有机地联系起来，形成一个整体，主要构件是远程控制单元RCU、通讯网络和上位机。该控制系统可极大提高压裂设备的可靠性及压裂作业的经济性，大大减轻操作者的劳动强度，减少作业人数，提高作业效率，因此，具有较大的推广应用价值及广阔的市场前景。     

小龙湾粗面岩油藏压裂技术

针对小龙湾粗面岩油藏储层温度和施工压力较高、流体滤失量和沿程摩阻大、启裂泵压和砂堵机率高等压裂施工难点,分别研究了粉砂、油溶性以及液体降滤失剂,认为液体降滤失剂与粉砂/油溶性降滤失剂配合使用,效果最好;针对启裂泵压高的情况,研究了压前酸预处理、小型测试压裂辅助补孔、多脉冲加载破岩启裂等技术;另外还研制了耐高压压裂工具KL65-105型压裂井口、Y422系列深井压裂封隔器等,初步形成了相对比较完整的火山岩压裂配套技术,并在现场进行了大量的推广应用,取得了较好的增产效果.     

环空压力控制阀的研究与应用

塔河油田部分区块为特稠、超稠油藏,大多采用掺稀降黏生产方式,在完井作业时需要考虑掺稀通道的问题。对稠油井中带有封隔器的完井生产管柱,通常下入掺稀滑套;常规滑套需要对管柱进行正加压打开循环通道,滑套内部存在明显的缩径机构,对酸压施工的泵压和排量有一定的限制;影响了储层改造的效果。环空压力控制阀不需投球,只需对环空进行加压即可打开阀孔,不会对酸压和生产造成影响,能够更好地满足现场施工的要求。     

低压气藏的开发实践和认识

中原油田卫城气藏每个区块内部均被多条小断层切割 ,属低凝析气藏 ,露点压力为 10 97MPa。采用的气井增产工艺技术为加砂压裂、酸化解堵、超正压射孔、排液采气技术等。其中压裂解堵主要采用了前置液中加入液氮作为助排剂、使用粘度较高的优质胍胶压裂液、使用高硬度陶粒支撑剂、卡封保护套管等四项技术 ,取得了良好的增产效果。     

超高压泵外加砂装置设计与特性仿真

油田压裂作业过程中,由于压裂泵泵送带磨砺性介质的压裂液,泵液力端磨损严重。设计一种基于射流掺混的超高压泵外加砂装置,并利用数值模拟方法对泵外加砂装置进行超高压大排量压裂作业工况仿真分析,包括抽吸特性和压降特性。结果表明:随着喷嘴直径的增加,抽吸特性与压降特性均逐渐减弱;随着面积比的增加,抽吸特性逐渐减弱但幅度非常小,而压降特性却逐渐增强。该研究成果为泵外加砂装置在压裂领域应用提供了理论指导。     

威远页岩气藏加砂压裂困难井影响因素研究

威远构造龙马溪组页岩气藏具有低孔特低渗、天然裂缝发育、页理层理结构等特点,储层改造难度 大。针对威远构造海相页岩储层完井特征,形成了以水平井桥塞分段体积压裂为主体的改造技术。实践表明页岩 加砂压裂存在不同程度的加砂困难,部分井段存在低排量、高泵压、加砂敏感等一系列工程技术难题。统计前期加 砂困难井段储层特点、压力响应特征、加砂量、砂比、粉砂占比、加砂难易程度等加砂特征将困难井进行影响因素分 类。结合地质特点分析得出页岩加砂压裂施工困难的主要影响因素是天然裂缝破碎带、缝宽不足、净压力控制和 首段破裂压力高。在综合分析的基础上提出了针对性的技术手段,为后期页岩压裂设计的再优化和现场施工提供 了技术指导。     

压裂-砾石充填防砂管柱的研究与试验

低产出砂油井进行水力压裂改造后，在其生产过程中会发生油井出地层砂和压裂砂，造成油井卡泵，更为严重的会使油层裂缝在大量支撑剂吐出后发生裂缝闭合，使压裂效果受到很大影响。针对这一问题，研制出压裂－砾石充填防砂管柱，其原理是在压裂施工之前将具有砾石充填防砂管柱与压裂管柱双重作用的压裂－砾石充填防砂管柱下到井下油层段，在水力压裂施工的同时一次完成砾石充填防砂施工作业，同步实现油层改造和油井防砂的双重目的，并在现场试验中取得了成功。     

川西深层裂缝性储层加砂压裂技术研究及应用

川西深层须家河组储层为深—超深、致密—超致密砂岩气藏,且裂缝发育。为获得高产天然气流,裂缝性储层的加砂压裂改造成为必需的增产措施。在分析裂缝性储层加砂压裂难点的基础上,研究了施工排量优化及多级粒径段塞降滤等控滤失关键技术,通过对前置液量、加砂浓度等施工参数的优化,形成了川西深层裂缝性储层加砂压裂技术。该技术应用于LS1井T3X2(4251～4256m)井段,顺利完成了80m3规模的加砂压裂施工,压裂后在套压5.5MPa、油压5.7MPa下,天然气产量15594m3/d,产水7.2m3/d,取得了较好的增产效果。     

碳酸盐岩储层加砂压裂改造的难点及对策

碳酸盐岩储层的储集空间复杂多变,天然裂缝发育,基质渗透率一般小于1×10-3 μm2,压裂改造是该类储层投产开发的一项关键技术。鉴于目前碳酸盐岩储层压裂改造成功率低,广泛调研了国内外碳酸盐岩加砂压裂的改造实例,分析认为压裂液滤失严重、储层可动流体饱和度低、缝高控制难、施工压力高、施工压力对砂浓度敏感是碳酸盐岩压裂改造的主要难点。从加强储层展布预测和测试压裂评价、降低压裂液滤失和消除多裂缝、利用酸预处理和加重压裂液降低破裂压力和施工压力、改进压裂液的抗剪切性能和携砂能力、优化压裂规模和优选施工参数等方面提出了相应的对策,对提高碳酸盐岩储层加砂压裂改造的成功率具有指导意义。     

疏松砂岩油藏压裂防砂一体化技术

为解决疏松砂岩油藏、稠油出砂油藏、低产能出砂油藏常规防砂后油井产量低的开发难题,研究开发了压裂防砂一体化技术。在获得大量油层物性参数的基础上,利用开发引进的MFrac压裂防砂软件进行裂缝形态及几何参数模拟,优化施工参数,优选携砂液体系,设计泵注程序,然后将开发的压裂防砂一体化管柱下入井中,按设计的泵注参数和程序,对地层压裂充填,实现端部脱砂,之后通过管柱的转换进行环空充填防砂。现场应用结果表明该技术成熟可靠,简化了施工工序,缩短了施工周期,具有明显的增产防砂效果。