页岩气地面工程的标准化

本文针对页岩气地面工程难点和页岩气地面工程的标准化工作进行探讨。     

大港油田地面工程标准化设计

大港油田开发地面建设模式导则规范了五种类型油气田的布站、集油工艺、原油脱 水、除砂工艺、污水处理及供注水工艺模式,规范了不同采油方式的油井产液计量方式及油水井信息采集设备配置,统一了生产管理信息平台,形成了方案设计程序化、布站工艺简单化、工艺流程规范化、单井计量统一化、信息系统标准化、生产管理平台化等适应不同油气田的工艺技术模式.结合标准化示范工程建设,对相同工艺单元、功能模块具备规模化应用条件的,分类建立了定型图、典型图.工艺设备材料的规模化采购、工艺单元的合理划分和定型图的应用,为实现模块化建设,扩大工厂化预制提供了条件.     

油田地面工程标准化设计实践

吉林油田勘察设计院经过多年的经验积累，在地面工程标准化设计方面取得了一定的进展，形成了老油田整体改造的标准化工艺模式，接转站建设规模、工艺流程、平面布局的标准化，集气站的统一模式，泄洪区内地面工程建设的标准化，站外计量配水间标准化，以及采油井、注水井设计标准化，完成了一批定型图和通用设计。这些成果为实现中国石油天然气集团公司规定的标准化工作目标、全面推行标准化设计工作奠定了基础，创造了必要条件。     

华北油田地面工程标准化设计技术

华北油田近些年开发的油田属于低产、低渗透、小断块油田,采用常规设计,从设备选型、施工图设计、物资采购、施工建设到试运投产的周期较长,新井当年贡献率低。为此,华北油田分公司开展了标准化设计研究。从油气水井口、拉油站、转油站到联合站等不同规模站场入手,完成了一整套的标准化系列设计。实现了油气田地面工程建设的标准化设计、规模化采购、工厂化预制、组装化施工。缩短了设计、建设周期,降低了工程投资,提高了单井贡献率。同时,研制和推广一体化橇装集成装置,多功能高度集成,形成系列化的集油、注水、采出水处理等橇装集成技术,可替代常规中小型站场、大型站场生产单元。     

油气田地面工程标准化设计的思考

对于油气田地面工程建设来讲,所需要注重的细节工作非常的多,随着油漆地面工程建设的工作量不断的增加,为了有效地使油气田地面工程在降低成本的情况之下,可以获得更高的经济效益。本文主要介绍了对于油气田地面工程标准化设计的相关背景以及设计原则,同时阐述了设计的相关内容,针对这些进行了有效的分析以及研究。     

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。     

油气田地面工程标准化设计的实践与发展

介绍了国内外油气田地面工程标准化设计现状.阐述了推行标准化设计工作的意义.论述了油气田地面工程标准化设计的工作要点:一是做好推行标准化设计工作总体部署;二是做好地面工艺模式划分和定型工作;三是重点做好站场标准化设计工作;四是明确了推行标准化设计应注意的问题.     

油气田地面工程标准化设计历程回顾及成果

中国石油正在油气田地面工程领域加快转变发展方式,全面积极推进油气田地面工程标准化设计。通过对近几年中国石油开展的各项工作特别是标准化设计工作的历程回顾,从标准化设计文件体系建立、一体化装置研发推广、数字化油气田建设、三维定型图设计、科研攻关和综合效果等方面总结了取得的成果和成效。标准化设计不仅提高了设计效率和质量,而且逐步转变了以往形成的一些传统观念和做法,从根本上改变了传统的采购模式,降低了综合采购价格,全面提升了保障生产和降低投资的能力,较好地适应了新形势下大规模油气田建设高效实施的要求。为进一步推进标准化设计工作全面深入开展,提出了在今后工作中应做好的工作。     

论油气田地面工程标准化设计体系的发展

传统的油气田地面工程设计模式已经不能很好地适应新的油气田勘探开发和建设形势,标准化设计是油气田地面工程建设快速建产的需要。为了进一步推动标准化设计工作的健康发展,通过示范工程的实践,提出建立健全标准化设计体系。论述了标准化设计体系的内容以及进一步开展标准化设计的重点基础工作和攻关方向,以推进标准化设计工作全面深入开展。     

大型丛式水平井工程与山区页岩气高效开发模式

以水平井为基本特征的复杂结构井,包括大位移水平井、多分支水平井、"U"形井及丛式水平井等,是实现低渗透、非常规、深水、深层等复杂油气藏高效开发的先进井型,相关研究与实践在国内外已取得重大进展,有望在页岩油气高效开发中发挥重要的作用。在中国山区页岩气开发过程中,为了满足安全环保、节约用地、降本增效等基本要求,迫切需要加快创建独具特色的页岩气高效开发模式,为此提出了基于大型丛式水平井工程的山区页岩气高效开发模式及其工程技术支撑体系,建立了单个钻井平台"井工厂"可允许布置水平井的最大布井数量计算公式,阐明了大型丛式水平井工程"降本增效"的设计控制理念与关键技术内容;重点分析了大位移井技术的研究发展概况,阐明了大位移井及其钻井延伸极限的基本概念,给出了水平井大位移钻井裸眼延伸极限的预测计算方法,最后简要介绍了大位移井管柱力学与机械延伸极限研究所取得的相关成果及其工程意义。结论认为,该项研究成果遵循了油气田"地质与工程一体化"的高效开发思路,在今后山区页岩气开发工程中具有可预见的良好推广应用前景,将有助于推进中国"页岩革命"(Shale Revolution)取得新的进展。     

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。     

页岩气有机质纳米孔气体传输微尺度效应

页岩气有机质孔隙多为纳米尺度且气体赋存方式多样,因此页岩气有机质纳米孔中的气体存在多种传输机理,而如何建立能描述高压条件下所有传输机理的纳米孔体相气体传输模型、如何描述页岩有机质纳米孔表面扩散,以及确定表面扩散对气体传输贡献究竟有多大等则是目前亟待解决的难题。为此,综合考虑体相气体传输、表面扩散、真实气体、吸附层和应力敏感等微尺度效应的影响,建立了页岩气有机质纳米孔气体传输模型。研究结果表明:①通过滑脱流动和努森扩散加权叠加建立的体相气体传输模型能合理描述体相气体传输;②表面扩散是重要的传输机理,尤其在尺度小的纳米孔中,主宰了气体传输;③页岩气应力敏感效应不同于常规油气藏,其不仅与有机质力学属性、有效应力等有关,而且还与气体传输机理有关。结论认为,所建模型能够从室内低压条件直接推广到页岩储集层高压条件,能为页岩气生产动态分析、产能预测和生产制度制订提供指导。     

Gas sorption and non-Darcy flow in shale reservoirs

Gas sorption and non-Darcy flow are two important issues for shale gas reservoirs. The sorption consists of dissolution and adsorption. Dissolved gas and adsorbed gas are different. The former is dissolved in the shale matrix, while the latter is concentrated near the solid walls of pores. In this paper, the Langmuir equation is used to describe adsorption and Henry’s law is used to describe dissolution. The K coefficient in Henry’s law of 0.052 mmol/(MPa g TOC) is obtained by matching experimental data. The amount of dissolved gas increases linearly when pressure increases. Using only the Langmuir equation without considering dissolution can lead to a significant underestimation of the amount of sorbed gas in shales. For non-Darcy gas flow, the apparent permeability model for free gas is established by combining slip flow and Knudsen flow. For adsorbed gas, the surface diffusion effect is also considered in this model. The surface diffu- sion coefficient is suggested to be of the same scale as the gas self-diffusion coefficient, and the corresponding effective permeability is derived. When 1/ increases,k_(app)/ k_D increases, but the relationship is not linear as the Klinkenberg effect suggests. The effect of adsorption on the gas flow is significant in nanopores (r≤2 nm). Adsorption increases apparent permeability in shales at low pressures and decreases it at high pressures.     

测井新技术在页岩储层中的评价与应用

测井新技术对于页岩气勘探开发具有很好的应用前景,可用于页岩储层的识别和评价。为了更好地总结测井新技术在页岩储层识别与评价中的应用,通过文献调研,归纳了页岩储层测井识别新技术,梳理了测井新技术在页岩储层识别与评价中解决的主要地质问题,列举了部分测井新技术的应用效果,对此后页岩气勘探开发具有一定的指导意义。     

Numerical simulation of gas transport mechanisms in tight shale gas reservoirs

Due to the nanometer scale pore size and extremely low permeability of a shale matrix,traditional Darcy’s law can not exactly describe the combined gas transport mechanisms of viscous flow and Knudsen diffusion.Three transport models modified by the Darcy equation with apparent permeability are used to describe the combined gas transport mechanisms in ultra-tight porous media,the result shows that Knudsen diffusion has a great impact on the gas transport and Darcy’s law cannot be used in a shale matrix with a pore diameter less than 1 μm.A single porosity model and a double porosity model with consideration of the combined gas transport mechanisms are developed to evaluate the influence of gas transport mechanisms and fracture parameters respectively on shale gas production.The numerical results show that the gas production predicted by Darcy’s law is lower than that predicted with consideration of Knudsen diffusion and the tighter the shale matrix,the greater difference of the gas production estimates.In addition,the numerical simulation results indicate that shale fractures have a great impact on shale gas production.Shale gas cannot be produced economically without fractures.     

吉木萨尔凹陷页岩油水平井地质工程一体化三维压裂设计探索

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油储层埋藏深度大、物性差、非均质性强,常规二维压裂设计难以实现对该类储层的精细、高效动用。为充分挖潜页岩油资源,基于Petrel平台,采用序贯高斯模拟方法构建页岩油区块部分区域三维地质模型,刻画了页岩油砂泥频繁互层、岩性复杂多样的地质特征;采用DFN离散裂缝网络建模方法描述了页岩油区块部分区域天然裂缝发育情况;通过地质力学模拟器VISAGE耦合了天然裂缝模型的地应力场计算;结合地质认识,模拟分析了差异化布缝、应力阴影与天然裂缝对水力裂缝延伸及生产效果的影响。结果表明,差异化布缝对近井地带富油气区的改造更为充分,初期生产效果更好;应力阴影不利于最大主应力方向裂缝延伸,裂缝转向导致井周储层改造充分,对生产效果的综合影响较弱;天然裂缝有利于造缝网复杂化、沟通远井油气富集区,提产效果显著。     

火山岩气藏采气工艺及方案设计要点

火山岩气藏地质和开发特征具有特殊性,对其采气工艺及方案设计开展了相应的研究与探讨。以松辽盆地的大庆徐深气田和吉林长岭气田为例,运用理论研究与现场实际分析相结合的方法,研究了火山岩气藏在完井方式选择、储层改造、防腐工艺及排水采气等采气工艺方面的特点,并指出了火山岩气藏采气工程方案设计中应重点考虑的关键点。研究结果表明：火山岩气藏固相侵入、水锁伤害严重,必须全生产过程进行储层保护;裂缝开启机理复杂,需采取合理的压裂设计与工艺措施,如加支撑剂前加细粉砂等;同时考虑到火山岩气藏CO2含量普遍较高,在生产过程中应加强防腐工作。     

页岩气藏多重介质耦合流动模型

为准确掌握页岩气流动规律以及精准评价水力压裂效果, 需要建立页岩气藏多重介质耦合流动模型。为此,基于页岩气 藏干酪根、无机基质及裂缝物性特征,综合考虑微纳米尺度气体黏性滑脱、努森扩散、吸附解吸、表面扩散等运移规律,通过表观 渗透率来综合表征页岩气藏多尺度介质渗流机理。在此基础上,考虑储层压裂改造特征及跨尺度流体传质机理,建立页岩气藏多重 介质耦合流动模型,应用Laplace 变换和Stehfest 数值反演,得到了定产和定压情况下封闭边界单裂缝井底无因次拟压力和产量半解 析解。在模型正确性验证的基础上,结合矿场参数对模型进行实例分析。结果表明：①干酪根是页岩气藏重要的烃源介质,干酪根 含量每增加10%,对页岩气累积产量的贡献度增加12% 左右;②无机基质滑脱效应及努森扩散在对生产中期气体流速产生较大影响 的同时也增大了孔隙压力衰竭速度。基于所建流动模型研究了页岩气藏分段压裂水平井流动规律,结果表明：不考虑井筒存储及表 皮效应时,储层有线性流、双线性流、“双窜流”、无机基质稳态流、拟边界流、“三线性”流、封闭边界流7 个流动阶段。     

Influence of gas transport mechanisms on the productivity of multi-stage fractured horizontal wells in shale gas reservoirs

In order to investigate the influence on shale gas well productivity caused by gas transport in nanometersize pores, a mathematical model of multi-stage fractured horizontal wells in shale gas reservoirs is built, which considers the influence of viscous flow, Knudsen diffusion, surface diffusion, and adsorption layer thickness. A discrete- fracture model is used to simplify the fracture modeling, and a finite element method is applied to solve the model. The numerical simulation results indicate that with a decrease in the intrinsic matrix permeability, Knudsen diffusion and surface diffusion contributions to production become large and cannot be ignored. The existence of an adsorption layer on the nanopore surfaces reduces the effective pore radius and the effective porosity, resulting in low production from fractured horizontal wells. With a decrease in the pore radius, considering the adsorption layer, the production reduction rate increases. When the pore radius is less than 10 nm, because of the combined impacts of Knudsen diffusion, surface diffusion, and adsorption layers, the production of multi-stage fractured horizontal wells increases with a decrease in the pore pressure. When the pore pressure is lower than 30 MPa, the rate of production increase becomes larger with a decrease in pore pressure.