非常规压力技术-贝克休斯
03-非常规油气水平井多级分段压裂完井技
非常规油气水平井多级分段压裂完井技术胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月非常规油气水平井多级分段压裂完井技术编写:张全胜张峰左家强李玉宝王磊吕玮张燎源张建初审:李爱山郝金克审核:张全胜胜利油田分公司采油工艺研究院2012年1月一、国内外技术现状及油田发展形势1、国外非常规油气技术迅猛发展近年来,国外以美国页岩油气为代表的非常规油气勘探开发飞速发展,并逐步形成了非常规油气水平井勘探、钻井、完井、压裂、裂缝监测等系列配套技术,建立了较为完善的勘探开发理念。
在技术不断配套完善的同时,也形成了甜点勘探、优快钻井、压裂完井一体化、体积压裂、“井工厂”管理模式等成熟的勘探开发理念。
美国已钻页岩油气水平井数量达50000多口,水平井多级分段压裂完井技术已日趋成熟,2011年美国共完钻非常规油气水平井8500多口,水平井占非常规油气产量的90%以上,80%以上为“井工厂”模式。
页岩气产量为1800亿立方米,占美国天然气总产量的34%。
国外非常规油气水平井多级分段压裂完井技术主要形成了水平井裸眼封隔器分段压裂完井和泵送桥塞射孔分段压裂联作两大主导技术,以两大主导技术的突破为核心,配套形成了优化设计、裂缝监测、设备配套等技术系列,提供了有力支撑。
创下分段最多90级,水平段段长最长4900m,单段最大加砂量450m3,单段最大液2550m3,80%以上的井为“井工厂”模式。
2、国内非常规油气勘探开发迈出实质性步伐近年来,国内中石油、中石化、中海油等石油公司在非常规油气勘探开发领域都已经迈出实质性步伐,技术以引进为主,同时开展了自主研究,正迅速追赶国际先进水平。
截至2011年底,中国石油共在低渗透油气藏完成水平井分段压裂1133口井4722段,相当于少打直井3000口,减少占地超万亩。
当年完钻1000口水平井,500口井实现了2200段有效压裂,提高原油产量37×104t,天然气35×108m3。
贝克休斯压裂液效果优异
贝克休 斯 压 裂液 效 果优 异
口 编译 /张瑜 日前 贝 液体 系 ,该压 裂液 体系 提 高
起使 用 ,能够减 少地层 支撑剂 填 充层受 到破坏 的风 险 ,确 保最 大返
排能力和速度,提高石油初始产量和长期产量。四
据 了解 ,与普 通钻 头 相 比 ,F a s t B a c k
钻 头 钻 探 一 口马 赛 勒 斯 ( Ma r c e l l u s)井
要快 5 6 . 8 %。实 现 了提 高 钻 井 效 率 的最 大
能力。 圈
7 0
P+ E 2 0 ] 4 2( 双月 刊 )
了储层效益 , 为常规储 层和非常规 储层提供 了最佳 的压裂 。 与 瓜尔胶 、
瓜尔 胶衍 生 物和硼 酸 系 相 比,Cl e a r S t a r 压裂 液体 系 给石 油增 产 和提 高经济效益 提供 了更 好的返排效 果。
Fa s t Ba c k
在美 国 科 罗拉 多 州 Wa t t e n b e r g油 田 3 2个不 同 的处 理 作业 中 , 与其 它 以瓜尔 胶为 基础 的压 裂液相 比 ,利用 C l e a r S t a r 压裂 液体 系使 得石油年 累积量平均 增加 了 1 1 %。 C l e a r S t a r 体 系是替代 瓜尔胶的 一种最佳选 择 ,它使用高效 的精炼 纤维素 衍生 物聚 合物达 到超 强粘 度 ,实 现低 p H 值 ,从而减 少限 制生 产流通 的粘 土膨胀 的可能性 。它在温度高 达 2 7 5。 F( 1 3 5  ̄ C)环境条件 下仍能确保 稳定 的性 能 。
贝克休斯LATIDRILL^TM高性能页岩气用水基钻井液
① 向钻 头提供 更大的水马力 ; ②通过 清除钻头表 面钻 削防止钻 头泥包和 堆积 ; ③提 高滑动性 ; ④ 降低扭矩和 阻尼。
( 2 ) 降低 作 业成 本 。L A T I D R I L L 体 系可 以 大 量 节 约 钻 时和 成 本 。 ①降低或 消除与井壁不稳 定有关的非生产 时间, 从 而可 以不 问断地持续 钻进作业 ; ② 降低 或消除与 油基 钻 井液和 钻 削有 关的清理 、 处理及运输成本 费用; ③ 与油基钻井液体 系相 比, 清理时 间可 降低 2 d左右 ; ④钻 井液 漏失少 , 从而节约成本 。 ( 3 ) 降低 H S E风险 。L A T I D R I L L 体 系可以提 高钻 井现场安全 , 降低 与油基钻 井液有关的 H S E风险 , 另外 , 由于该水基体 系比较环保 , 无需特 殊运输、 清理 或处理。 ( 4 ) 按 客 户 需求 配置 配 方 。L A T I D R I L L 体 系可按 客 户 需 求 增 配 以 下 配 方 : ①增强 因子——通过对金属表 面、 钻 削和地层 形成涂层和润滑提 高润滑性能和 钻井效率 ; ② 润滑剂—— 通过 降低 高温 高 压环 境 中的扭矩和 阻尼 来提 高钻速 ; ③ 井壁稳定 剂——机械性 地保 持井筒完整 , 抑 制黏 土水化和膨胀 ; @c o :清除剂—— 防止 污染 , 保持 流体 的完整性 。 ( 5 ) 价值更 高。L A T I D R I L L 体 系可与 贝克休 斯 的其他 页岩钻 井 方案打 包组合 , 如与 贝克休 斯 的 S t a r T r a k 成像 工具 组 合, 可 以在钻进过程 中区别天然裂缝与诱导裂缝 , 从 而进 行 最佳水 平段 产层 布局 , 使产 能最 大化。该 水基 体 系也 可与 贝克休 斯的A u t o T r a k 旋转导 向系统 、 休 斯克里斯坦森的 T a l o n T M 3 D P D C钻 头配套使 用, 为 页岩 气开发提供 最佳解 决方案 。
【VIP专享】贝克休斯测井新技术
探头技术指标
压电音叉
流体密度 − 测量范围 0.01 – 1.9 g/cc − 分辨率 高于0.001 g/cc
流体粘度 − 测量范围 0.2 – 400 cP − 分辨率 高于0.01 cP
Admittance
■ 将高产区域与潜在非生产性间隙分开 ■ 微小的各向异性可以识别低渗透地层
■ 降低地层评估的风险 ■ 将Thomas-Stieber 体积与 TENSOR 电阻率模型结合,提高解释的可信度
■ 数据允许对Rh、Rv、倾角以及方位角的计算 ■ 快速全部数据处理得到倾角与方位角 (10个频率,9个电磁场分量) ■ 不受井眼条件影响
测量渐变的地层倾角
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
METERS x050
x100
x150
x200
© Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
8
粗糙井眼环境下利用3DEX得到的地层倾角
识别流体类型 • 油气水及其特性
测量孔径的大小和分布 • 岩石的结构
Incremental Porosity (pu)
4.00 3.00 2.00 1.00 0.00
0.1
3ms
T2 Cutoff 4.00
3.00
2.00
CBW BVI BVM
1
10
100
1000
T2 Decay (ms)
1.00
0.00 10000
4
实时测井显示
流体成分的变化 井A 井B
贝克休斯固井无限级滑套简介
Slave Point
Pekisko: Slave
2 Installations, .8%
Point: 12 Installations, 4.9% 2 Installations, .8%
Cardium Viking
Torquay: Viking:
182 Installations, 74.9%
© 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 28
Bakken
Amaranth
OptiPort™ 业绩 – 截止到Sept 21, 2011
• 在加拿大已安装320井次 • 29 个不同的加拿大客户已经使用该体系 • • 在加拿大已经累计施工7,200 级 • 单井最大级数:
– SPE Paper 154391
案例
第二次施工-Granite Wash – 30 级 – 18,300 ft MD / 12,000 ft TVD
– – – –
客户要求作对比 10级,桥塞射孔枪联座 30 级无限级滑套 同样的液量及砂量
– OptiPort :
1个月后: 更高的产量 /井口返排压力 3个月后: 产量是桥塞射孔方式的一倍! SPE paper coming for HFTC 2013 (of course!)
案例
第二次施工-Granite Wash – 30 级 – 18,300 ft MD / 12,000 ft TVD
– – – –
客户要求作对比 10级,桥塞射孔枪联座 30 级无限级滑套 同样的液量及砂量
– OptiPort :
1个月后: 更高的产量 /井口返排压力 3个月后: 产量是桥塞射孔方式的一倍! SPE paper coming for HFTC 2013 (of course!)
《教学分析》-贝克休斯非常规钻井技术(HH)
AutoTrak Curve ™ 高造斜率旋转导向
常规钻井马达
脉冲器/ 发电机
MWD
特点
增斜能力 15° / 100 ft 近钻头井斜和方位伽玛成像
一体化的钻具组合
更坚固的设计、 更简单的电子组件
方位伽玛
近钻头井斜
技术效益
可用一套BHA完成增斜段和水平段 精确的井眼几何和地质定位
最大限度地不占用钻机时间
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
底工作平稳,只有外肩部产生几颗崩齿
背景和挑战 • 高造斜率: 6.5°@30m • 地层岩性:
大庆营城组3段 高研磨性火成岩含砾砂岩; 流纹质凝灰岩 • 牙轮钻进机械钻速低,进尺短,不能满足 提速需求
贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达:6 ¾ “ LS X-treme; • 马达钻速:55-135RPM (1000-2500lpm) • 单趟钻进尺205.32米,机械钻速2.75米/小
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•双向通讯和动力模块
•BCPM
•测径
•密度
•14.9m (49ft) •15.6m (51ft)
•中子孔隙度 •18.0m (59ft)
非常规油气水平井多级分段压裂完井技术
视频
(四)水平井套管固井预置滑套分段压裂技术 关键工具-预制滑套
压裂滑套采用固井的方式进行分隔 压裂滑套采用专用的开关工具进行打开和关闭 压裂滑套内壁采用特殊涂层,有效防止固井泥浆粘留。
(四)水平井套管固井预置滑套分段压裂技术 关键工具-开关工具
开关工具通过内管大打压的方式胀开开关爪 达到一定拉力可以脱开 随连续油管下入更快捷
1.9
2.025 2.15 2.275 2.4 2.525 2.65 2.775 2.9 3.025 3.15 3.275 3.4 3.525 3.65 3.775
(一)水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术 压差式滑套
压差滑套是第一段的压裂通道,采用油管直接打压的方式打开
(一)水平井裸眼封隔器投球滑套分段压裂技术 井筒隔离阀、底部循环阀
全国天然气总产量的 1/4 以上。专家预测, 2015 年 全 国 致 密 气 产 量有望达到 500 亿立方
米。
(二)国内非常规油气发展情况 中石油非常规发展
共完成水平井分段压裂1133口井,4722段 平均单井产量是直井的 3.9 倍,增油 520 万吨, 增气145亿立方米,相当于开发一个中型油气田 自主技术应用比例达到87%以上 2011年完钻1000口水平井,500口井实现了2200 段有效压裂
平 衡 阀
丢 手 球 座
机 械 定 位 器
喷 枪 丢 手 引 导 头
(五)水平井连续油管拖动封隔器套管分段压裂技术
相关设备-压裂车组
2000型泵车8台-压裂车组
2000型泵车2台-喷砂射孔
700型泵车2套-下入循环 混砂车1部-喷砂射孔
(五)水平井连续油管拖动封隔器套管分段压裂技术 相关设备-连续油管
贝克休斯检测控制技术
贝克休斯检测控制技术贝克休斯检测控制技术是一种广泛应用于工业领域的自动化控制技术。
它通过检测和分析系统中的各种信号,实现对系统的准确控制,提高生产效率和产品质量。
本文将对贝克休斯检测控制技术进行详细介绍。
一、贝克休斯检测控制技术的基本原理贝克休斯检测控制技术是基于信号检测和控制原理的。
它通过采集系统中的各种信号,如温度、压力、流量等,将这些信号转换成电信号,并经过放大、滤波等处理,最终通过控制器对系统进行控制。
贝克休斯检测控制技术可以实现对系统的实时监测和控制,提高生产过程的稳定性和可靠性。
贝克休斯检测控制技术广泛应用于各个工业领域,如化工、电力、冶金、石油等。
在化工领域,贝克休斯检测控制技术可以实现对反应釜温度、压力等参数的实时监测和控制,确保反应过程的安全和稳定。
在电力领域,贝克休斯检测控制技术可以实现对发电机的电压、电流等参数的监测和控制,提高发电效率。
在冶金领域,贝克休斯检测控制技术可以实现对炉温、炉压等参数的监测和控制,提高冶炼效率。
在石油领域,贝克休斯检测控制技术可以实现对油井压力、流量等参数的监测和控制,提高油田开采效率。
三、贝克休斯检测控制技术的优势贝克休斯检测控制技术具有以下优势:1. 高精度:贝克休斯检测控制技术采用先进的传感器和控制器,可以实现对系统的高精度监测和控制,提高产品质量。
2. 高稳定性:贝克休斯检测控制技术可以实时监测系统的各种参数,并及时调整控制策略,保持系统的稳定运行。
3. 高可靠性:贝克休斯检测控制技术采用先进的故障诊断和容错控制方法,可以实现对系统故障的自动检测和处理,提高系统的可靠性。
4. 自动化程度高:贝克休斯检测控制技术可以实现对系统的自动化控制,减少人工干预,提高生产效率。
5. 易于操作:贝克休斯检测控制技术的操作界面简单直观,易于操作和维护。
四、贝克休斯检测控制技术的发展趋势随着科技的不断进步,贝克休斯检测控制技术也在不断发展。
未来,贝克休斯检测控制技术将朝着以下几个方向发展:1. 多参数监测:贝克休斯检测控制技术将实现对系统更多参数的监测,提高系统的全面性和准确性。
斯伦贝谢、哈里伯顿,贝克休斯
斯伦贝谢、哈里伯顿,贝克休斯哈里伯顿司总部位于美国德克萨斯州休斯敦,在全球七十多个国家有超过五万五千名员工。
为一百多个国家的国家石油公司,跨国石油公司和服务公司提供钻井、完井设备,井下和地面各种生产设备,油田建设、地层评价和增产服务。
八十多年来,我们在设计、制造和供应可靠的产品和能源服务方面一直居于工业界的领先地位。
目前哈里伯顿公司是中国石油和天然气行业最大的设备和服务提供商之一。
哈里伯顿公司成立于1919年,是世界上主要的能源服务公司之一。
1993年公司将所有的油田服务机构合并,组建了哈利伯顿能源服务部,为油气田勘探、开发和钻井提供设备和服务,该公司大约1/2的业务在国外开展。
下属有两大作业集团:布朗·鲁特能源服务集团、哈里伯顿能源服务集团,公司业务由这2 家公司经营。
1995年营业收入为26亿美元。
雇员人数为2万人。
哈里伯顿能源服务集团(Halliburton Energy Services):在油气勘探、开发及开采的作业服务和提供设备方面位于世界领先地位。
1921年即在固井作业方面独占鳌头;1949年进行的水力压裂作业开商业性增产措施作业之河;在定向钻井、完井作业、测井、油井测试、射孔和井控等方面也名列前茅。
在60多个国家设立了约300多家服务中心,目前业务覆盖产层评价、钻井、完井、采油和油气井维护等。
主要作业地区:北海、中东、南美洲、非洲、远东、中国和前苏联。
2007年哈里伯顿公司将“迁都”阿拉伯联合酋长国的迪拜,目的是为了在中东获取更多的石油合同。
该公司同时宣布,其法律注册地仍将保留在美国。
哈里伯顿公司说,这一变动基于公司2006年公布的新战略方针,旨在加强与中东地区的联系。
诺克罗斯说:“首席执行官的工作自然是世界性的。
他将对我们全球范围内的股东、客户和职员继续保持用心的态度……首席执行官在迪拜工作,可以更好关注东半球的增长,这具有积极的商业意义。
” 哈里伯顿公司是北美地区乃至世界范围内的能源巨头,美国副总统迪克·切尼曾于1995年至2000年担任该公司首席执行官。
贝克休斯钻井及随钻地层评价技术交流
9 ½” VertiTrak 工具
TruTrak 系统
MWD短节
配合节头
TruTrak 系统 = • MCLS + Sensor Sub +
Adapter Sub (定向) 或 • MCLS + Stop Sub (垂钻)
脉冲发生器短节 控制短节
MCLS
X-treme动力节
导向节
Slide
计划轨迹 弯螺杆所钻轨迹
AutoTrak® 所钻轨迹
旋转导向钻井技术 - 连续导向的能力
和其他一些旋转导向系统不同,AutoTrak系统真正实现连续导向并打出平滑 的井眼轨迹
导向模式 : – 可提供7500个矢量的选择 – 工具按给定的工具面和给定的导向力进行
导向 – 可随时调控制轨迹的能力
AAuuttooTTrraakk S导tee向rin装g 置Unit
X-treme Technology Motor
X-trePmoewe模r S块ec马tio达n
Re电si阻sti率vit/y伽/ 玛Ga/m压m力a随/ P钻re测ss井ure LWD 传感器模S块en-sOornMToradkule
Pulser
Alternator Hydraulics
Inclinometer/ Electornics
Steering Ribs
X-treme 动力节
• 强大的功率和扭矩输出 – 比常规泥浆马达高60%
• 更高的效率
• 予成型定子技术
• 降低了90% 的橡胶用量 – 更低的磨阻 – 更小的变形
寿命更长,使用次数更多
•连续的闭环导向 •精确的靶点击中 •精确的地质导向 •收益最大化 •产量最大化 •开采最大化
贝克休斯 非常规钻井技术 (HH)
16 © 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
针对非常而研发的两类钻头:
(1)Kymera™ 钻头, 主要适用于:
•夹层地层 •结核状地层 •塑性泥岩地层 •定向钻井 •粘滑振动问题
(2)Talon 3D 钻头,具有:
• 2012.03 – 2013.02: 955,000米的进尺; • 2013.03 – 2014.02: 2,000,000 米进尺
• 被世界石油杂志选为2011年最佳钻井技术
可直接从直井侧钻,精 确度高,节省一趟起下 钻的时间!
5°/ 30m 常规RSS
15°/ 30m
12
© 2012 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
贝克休斯解决方案和使用结果 • 贝克休斯推荐使用8 ½ 英寸 Kymera复合
式新型钻头。 • 低速高扭距马达:6 ¾ “ LS X-treme; • 马达钻速:55-135RPM (1000-
2500lpm) • 单趟钻进尺205.32米,机械钻速2.75米/
小时,总转速:525千转
速度之最
进尺之最
•环空压力/ECD •电阻率
•方位/旋转方位、井斜
•4.7m (16 ft) •6.1m (20ft) •7.8m (25ft)
•双向通讯和动力模块
•导向头
•方位伽马及伽马成像 (5.0m 16ft)
•OnTrak™
•振动与粘滑 •(7.8m 25ft)
•BCPM
第一次在页岩油开发中应用旋转导向技术
减少磨阻增加rop井眼稳定利于井下安全随钻封堵避免空隙压力传播导致的垮塌控制温度泥浆性能稳定迅速混合迅速解决22latibase多功能添加剂和润滑剂latimagic井筒稳定剂和机械润滑剂latirate润滑剂和rop增强剂latidrill高性能水基钻井液三种主要成分的协同功效latibase多功能材料ppb或根据性能需要latimagic井壁稳定剂和封堵剂ppb或根据性能需要latiraterop增强和润滑剂1530体积百分比drillthin根据需要drillzan增粘剂根据需要milbar410加重根据需要vbmilgel改善泥饼质量ppbcausticsodaph控制根据需要newdrill包被剂ppb活性岩性xcide102杀菌剂根据需要减少磨阻井眼稳定随钻封堵控制温度23latidrilllatidrill体系应用实例体系应用实例塔里木哈德一口水平井在整个8井段使用贝克休斯高性能水基泥浆体系
贝克休斯-新型完井技术及应用
z
Increase Well’s NPV 增加单井投资回报率
¾ ¾ ¾
System Animation系统展示
Results使用优势
z
Oil Company savings
¾
¾
¾
¾
Rig time compared to conventional completion methods. 缩短钻机/修井机使用时间 The days of Fracturing time compared to conventional methods 减少压裂作业时间 No cementing of Liner cost as with conventional methods 无固井作业需求 No wire line or perforating needed as with conventional methods. 不需要钢丝作业和射孔作业
4. 分段压裂系统工具介绍
Frac-PointTM 系统完井工具一次入井实现水平井裸眼段分层压裂工艺
尾管封隔器
投球打开滑套
加压打开式滑套
裸眼管外封隔器
井筒隔绝阀
引鞋
Frac-Point System 多层压裂系统
z
z
z
z
z
S-3 HR “High Torque” Hanger System S-3 HR大扭矩悬挂器系统 Short Radius Open Hole Packers with Patented Back-up system带专利限位系统的短半径裸眼封隔器 High Rate Erosion Resistant Frac Sleeves 高速抗蚀材料压裂滑套 HP/HT “Dura-Frac” Shifting Balls 耐高压/高温的 “Dura-Frac”开关球 Pressure Activated Frac Sleeve 压力驱动压裂滑套
贝克休斯非常规压裂技术简介
Unconventional Technology-Fracturing贝克休斯非常规压裂技术简介2013/03©2012BAKER HUGHES INCORPORATED.ALL RIGHTS RESERVED.TERMS AND CONDITIONS OF USE:BY ACCEPTING THIS DOCUMENT,THE RECIPIENT AGREES THAT THE DOCUMENT TOGETHER WITH ALL INFORMATION INCLUDED THEREIN IS THE CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY PROPERTY OF BAKER HUGHES INCORPORATED AND INCLUDES VALUABLE TRADE SECRETS AND/OR PROPRIETARY INFORMATION OF BAKER HUGHES (COLLECTIVELY"INFORMATION").BAKER HUGHES RETAINS ALL RIGHTS UNDER COPYRIGHT LAWS AND TRADE SECRET LAWS OF THE UNITED STATES OF AMERICA AND OTHER COUNTRIES.THE RECIPIENT FURTHER AGREES THAT THE DOCUMENT MAY NOT BE DISTRIBUTED,TRANSMITTED,COPIED OR REPRODUCED IN WHOLE OR IN PART BY ANY MEANS,ELECTRONIC,MECHANICAL,OR OTHERWISE,WITHOUT THE EXPRESS PRIOR WRITTEN CONSENT OF BAKER HUGHES,AND MAY NOT BE USED DIRECTLY OR INDIRECTLY IN ANY WAY DETRIMENTAL TO BAKER HUGHES’INTEREST.Baker Hughes in China(since1981)贝克休斯中国简介Infrastructure结构•Ops Base:Shekou,Tanggu,Dongying,Chongqing作业基地:蛇口、塘沽、东营及重庆•Offices:Beijing,Shekou,Tanggu,Chengdu,Chongqing,Korla办公室:北京、蛇口、塘沽、成都、重庆及库尔勒30Over 30years operating in China 在中国,超过30年的作业经验•3NOC’s 3大国有石油公司•12IOC’s and independents •12个国外石油公司8Unconventional Projects Scheduled 个规划中的非常规项目•Sichuan and Tarim basins 四川及塔里木Shale Projects Delivered已经在国内实施了十七个非常规项目17>200>900Stages of Open Hole Multistage Fracturing级裸眼分级压裂Stages of Cased Hole Multistage Fracturing级套管分级压裂Our Commitment To Servicing China贝克休斯在中国CORE Team 核心团队•Strong technical expertise专业队伍•Operator’s perspective toanticipate and understandchallenges.帮助客户预测并解释所要面临的挑战•Strong tie to product linesapplication of solutions andtechnology 整合性方案Water Management-Development/Production水处理-开发/生产•Shale Water Problems are primarily associated with:•页岩油气藏水的问题主要体现在以下几个方面-Frac Flowback Water压裂液返排水-Water Sourcing for Frac and Drilling用于压裂和钻井的水源-Water Treating,Handling for Re-Use or Disposal水处理以及回收利用BHI Oilfield Water Management Service贝克休斯水处理体系•Removes suspended solidsand heavy metal去除悬浮固体颗粒剂重金属•No costly cleaning ormaintenance处理费用较低•Can treat>8,000bbls/day日处理能力>每天1200方Water Treatment Specialty Frac SystemsEvaporation Distilled WaterElectro-Coagulation FiltrationSlick WaterLinear/x-linked gelsSea Water ProducedWaterFlowback Water Water Usage Flowchart水处理体系SmartCare™Fluid SystemsSmartCare™环保型压裂液体系•HydroCare™:slickwater滑溜水体系•AquaCare™:linear guar fluid线性胶体系•ShaleXcel™:unique,viscosity controlled borate-crosslinked guar useful for generating complex fracture networks in shale reservoirs独有的、可控粘度的硼交联压裂液体系,可以有效形成复杂裂缝•Lightning™and Lightning Plus:high efficiency borate-crosslinked guar useful for conventional high-viscosity gel fracturing applications高效的硼交联压裂液,低粉比•AquaStar™and ThermoStar™:nondamaging,nonpolymer viscosified fluid清洁压裂液Combined SmartCare™Usage ChartBHI Fracturing fluid-Viking DBHI压裂液体系-延迟压裂液•In2008,it’s introduced into China,so far,more than600wells have been frac’ed with it in China.Recently,for most unconventional horizontal wells, it’s used for frac operation.2008年起引进至国内,至今已在全国范围内使用超过600井次。
贝克休斯中国海陆并进——专访美国贝克休斯北亚区销售总监胡泊
贝克休斯中国海陆并进——专访美国贝克休斯北亚区销售总监胡泊作者:暂无来源:《能源》 2014年第6期文 | 本刊记者张妍美国页岩气勘探技术的革命带来了全球范围的页岩淘金热,为此曾有媒体称页岩气开发是锅“骨头汤”:页岩气的开发和产量的快速增加,不但改变了全球天然气的市场格局,也让中国的开发者们蓄势待发,摩拳擦掌欲抢占国内页岩气市场先机。
基于页岩气开发的丰富经验,美国四大油服巨头之一贝克休斯公司在页岩气开发上的动向引人关注。
2 014年5月,《能源》杂志记者专访了美国贝克休斯公司北亚区销售总监胡泊先生,听其讲述贝克休斯在北美、中国两大市场的现状与策略。
《能源》:据您了解,美国目前的页岩气市场状况是怎样的?胡泊:美国天然气的开发在近五年是井喷式的发展,页岩气所占天然气的比例已经达到3 5%左右。
美国是完全市场驱动的经济体,供求决定市场发展。
今年年初气价曾到过6 . 5美元(每百万英热),但是很快地又回到了4 . 5美元,因为现在天然气供应充足。
另外,美国的油气的出口受美国国会控制没有开放,市场并不大。
除非美国政府放开油气的出口限制,否则我估计天然气将会一直保持在4. 5美元左右。
只要气价维持在4-5美元左右,对于服务公司而言,就有激励空间存在。
《能源》:据报道,美国页岩气开发中,小企业发挥主导作用。
那么贝克休斯这样的大公司在美国页岩气开发中处于什么位置?胡泊:没错,美国页岩气的发展更多的是靠小企业。
小企业的运营成本要低得多,大企业在控制成本方面不如小企业来得灵活。
页岩气开采靠两个关键,一个是水平向钻井,一个是水平压裂。
但这两个技术本身并不能够给客户带来价值最大化,能够带来价值最大化是如何来运用这两个技术,用相对较低的成本取得最高的产出。
贝克休斯一直是储层页岩气开发的重要力量,我们不断研发和改进针对页岩气的技术,使得无论大小规模的油公司都能够以最高的效率去开发他们的非常规油气资产。
《能源》:如何实现以最高的效率开发页岩资产?胡泊:页岩跟其他常规的油气层不一样,在于必须要对它的储层特性有非常清楚的认识,才能够达到降低成本、提高效益的目的。
贝克休斯固井工艺技术介绍
1.工作计划及参考因素
• 尾管悬挂器 -分为机械式和液压式 -在大位移井和水平井 中,一般使用机械式 -在固井以前和固井施 工中可以旋转尾管来 提高钻井泥浆的顶替 效率 -旋转式尾管悬挂器有 扭矩限制,在施工设 计时需要考虑
1.工作计划及参考因素
• 分级固井工具 -当水泥浆通过松软地层时,产生的压力可 能会超过地层的破裂压力,从而引起漏失。 其中一种阻止漏失的方法就是通过分级固 井,缩短水泥柱,从而减小水泥浆静压力。
一.水平井概述
短半径水平井特点 • 造斜率在5~10°/ m • 穿透油层段长可达300m • 从一口垂直井中可以钻多口水平分支井 • 使用铰链马达和旋转钻井组合装备
一.水平井概述
超短半径水平井特点
• 造斜率可达90° / 0.3m • 穿透油层段长在30~60m • 水平井段井孔直径<10cm • 可以打多口水平分支井 • 通过水射流破岩钻孔形成储层泄油井眼
1.工作计划及参考因素
• 套管外膨胀封隔器 (ECP) - ECP随套管管柱下入 井内,在初次注水泥 作业时胶塞碰压后产 生径向膨胀,以达到 井下环空的机械密封, 阻止层间流体互窜。
1.工作计划及参考因素
ECP应用范围: • 封隔生产层 • 密封尾管衬圈 • 封隔漏失层
1.工作计划及参考因素
• ECP的使用 - 在考虑使用ECP以前,要明确ECP的优缺 点。虽然关于使用ECP的成功案例很多, 但ECP的缺点是在封隔器膨胀以后,流体 静压力在封隔器以下传递性很差。如果没 有流体静压力的传递,那在封隔器以下的 水泥环就有可能发生“气侵”。虽然封隔 器可以阻止气侵通过ECP,但是封隔器以 下会有潜在问题发生。
2.水泥浆设计
盐层 -当水泥浆流过盐层时,关键在于先确认盐层是 “可流动”还是“不可流动”,因为对应这两种 盐层的水泥浆设计是不同的。
9.贝克休斯储层钻井液与产层修复
100 80
百分比小于
60 40 20 0
1 1.5 2
3
4
6
8 12 16 24 32 48 64 96 128192 颗粒尺寸, 微米
9
打破传统→更新观念→解放思想→技术突破→解放油藏
储层钻井液
PERFFLOW DIF (水基) OMNIFLOW DIF (油基)
我们必将给中国油气田开发带来一个又一个惊喜
2
储层钻井液定义与功能
(DIF--Drill In Fluids)
定义: 拥有卓越的钻井性能, 同时具备完井液品质并能显著提高产能的用以钻 开发井油气储层的专用流体. DIF的两个主要 属性或特征是 – 在井壁上开发一种特殊滤饼, 能有效防止钻井过程中对油气层的污染与伤害. – 完井时,井眼仅需微欠压其滤饼就能被轻易从井壁清除,完全避免了常规完钻泥浆的泥饼
分散性与油溶性
MICRO-WASH的界面能近零
– 来自滤饼的油被吸入中间相溶液, 其溶解过程不需热能或紊流冲蚀
油基泥浆滤饼 油 分散 水
27
MICRO-WASH 清除淤泥
以达到最佳清洗效果配制浸泡液 – 溶解油 – 水湿滤饼固相 – 浆化滤饼固相 – 解破伤害性乳化物 以酸配制浸泡液 效果 – 最佳清洗效果 – 最大限度去处伤害物 – 最高油气产量
MICRO-WASHSM 用于 – 裸眼完井 – 修复油基泥浆造成的伤害 MICO-CURESM 用于 – 套管射孔井 – 修复与增产 MICRO-PRIMESM 用于 – 高效洗井(隔离)液 – 油基泥浆替换成完井液时的隔离液
贝克休斯新技术总结
贝克休斯开发中国海陆业务
贝克休斯抓紧在华上陆抢占页岩气大市场贝克休斯公司(Baker Hughes)是美国一家为全球石油开发和加工工业提供产品和服务的大型服务公司,如今的贝克休斯公司,成立于1987年,是许多为石油行业服务的技术公司的不断融合行形成的。
其最早历史可追溯到20世纪初。
1907年,里约本·贝克开发出一种套管靴,革新了原来的钢线绳冲击钻具钻井方法;1909年,霍华德·休斯首次引入牙轮钻头,大大改善了旋转钻井效率。
在随后的近80年的发展中,贝克公司和休斯公司各自成了石油业完井、钻井工具及相关服务方面的佼佼者,两家公司于1987年合并,形成目前的贝克休斯公司。
通过几十年的发展,贝克休斯将其业务集中于钻井、地层评价和油气井生产技术方面,通过其八个业务板块为全球石油行业提供顶级产品和服务。
这八个板块是:贝克阿特拉斯、贝克休斯INTEQ、贝克石油工具、休斯克瑞斯滕森、Centrilift、贝克Petrolite、野外作业机械、EIMCO处理机械。
斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯合称全球三大技术服务公司。
贝克休斯在油田生产服务领域十分广泛,公司宗旨在于提高石油工业作业效率,提高油气藏的最终采收率。
主要从事以下几个方面服务:1)钻井和地层评价;2)完井服务;3)生产管理;4)企业解决方案。
贝克休斯公司是一家股票上市公司,从管治结构看,在董事会14名董事中,1人兼任公司管理层职务,其他全为独立董事。
在独立董事中,6人来自石油公司、石油服务公司和石油相关行业,1人来自大学,2人为政府背景,其余来自其他行业。
贝克休斯公司通过五个方面战略来追求公司持续增长和价值提升:一是建设高素质的企业文化;二是保持产品的同行业中最优;三是关键资源集中调配;四是改善财务灵活性;五是积极追求跨板块的增长机会。
在西南石油大学校史馆中,保存着一支贝克休斯公司的牙轮钻头——1979年邓小平访美时将它带回中国,作为中国改革开放“引进来”的标志之一。
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桥塞射孔 VS Optiport固井滑套比较SPE-163820
Perf & Plug 桥塞射孔
Optiport 固井滑套
© 2013 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Well B Optiport
30
164
HCI Spearhead, Slick Water 100 Mesh Sand
Temp: 350 F° Pressure: 10,000 psi
Temp: 275 F° Pressure: 8,000 psi
Temp: 200 F° Pressure: 5,000 psi
易钻桥塞的特性
带生产通道的桥塞:可以在
桥塞磨掉之前进行试气,生 产。
– 1. 投球式
投球之后隔离下层
Unconventional Oil/Gas Completion Technology
非常规油气藏 完井压裂技术
Agenda 议程
裸眼分段压裂技术 桥塞-射孔连作技术 Optiport滑套压裂技术 非常规油气井完井技术的比较 大内径压裂桥塞
2
Agenda 议程
裸眼分段压裂技术
适配接头 Wireline Adapter Kit
11 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
QUICK DRILL桥塞
易钻桥塞下入方法-电缆泵送
1. Wire Line电缆
E-4 Setting Tool坐封工具
12 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
control
不需要尾管射孔和固井Eliminates perforating & liner cementing
operations
连续压裂,不仅省时, 而且压裂效果好Reduces pumping
downtime
适用性广Versatile system – 压裂和再压裂的应用Primary and re-fracturing applications – 可用于裸眼井或套管井/直井或水平井Open or cased hole /
实例- Barnett Shale
5 ½” 套管, ~3,000 ft 49 级(48 OptiPort 滑套) 白天作业 最快10 级 12 hrs 24 级不换井下工具 SPE143250 Cased Hole Multi-Stage Fracturing: A New
OptiPort 固井滑套压裂技术
设想裂缝
实际裂缝
桥塞射孔 VS Optiport固井滑套比较SPE-163820
Parameter/Well
Num of Frac Stages 压裂段数 Frac Spacing(FT) 间隔距离
Well A Perf & Plug
10 (3 clusters per stage)
易钻桥塞电缆泵送井口装置
13 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
4 1/16 10k Stuff Boxing
4 1/16 10k Lubricator 4 1/16 10k Quad BOP’s
7 1/16” 10k Frac Valve 7 1/16 10k Frac Head 7 1/16” 10K Crossover
© 2011 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved. 22
OptiPort™ 滑套
Shear Pins 销钉
Pressure Activation Hole
压力启动孔
Valve Closed阀门关闭 Vent Hole 平衡孔
Frac Ports压裂孔
3
FracPoint™ Completion 分段压裂完井技术
裸眼分段压裂完井技术优点
一趟下井 One-trip system 可旋转Rotational capabilities 通过裂缝控制提高产量Increases reservoir productivity with fracture
Wellbore Isolation Valve
Casing Packer w/ Setting Sleeve
Ball Actuated Frac Sleeve
Reclosable Frac Sleeve
5
5 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
易钻桥塞下入方法- 电缆泵送
Cable Head
Sinker Bar
Casing Collar Locator
Perf Guns E-4 Setting Tool Composite Plug
15 15 ©© 22001009BaBkear kHeugrhHesuIgnchoerpsorIantecdo. rAplloRrigahttesdR.esAelrlveRd.ights Reserved.
双向震击器
高强度应急丢手工具
马达
磨鞋
18 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
复合桥塞的钻磨 – 案例
原始镶嵌
钻磨43个桥塞后
• Williston, 美国北达科他州 – Bakken 地层 • 同一个磨鞋用了两口井 • 同一个磨鞋钻磨了79个桥塞 • 平均钻磨一个桥塞耗时9分钟
易钻桥塞下入方法-连续油管
17 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
易钻桥塞-连续油管磨铣管串
连续油管接头 双回压阀 液压丢手接头 非旋转扶正器 双启动循环阀
• 泵排量:3-4桶/分 • 马达转速:100-120rpm • 钻压:4,000-8,000磅 • 下入速度40” -60英尺/分 • 钻头(磨鞋尺寸)4.5” • 钻磨时间:5-6 分钟
10 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reseramp; Plug- Setting Tools
E-4电缆座封工具
J型液压坐封工具
E -4 Wireline Setting Tools J Hydraulic Setting Tool
OptiPort™ 井下工具串
Easy Cut Perforator
Opti Packer
Casing Collar Locator
25 © 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
OptiPort™ 井下工具串和滑套配合
26 © 2010 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
9,344,170 Gal 35,334 M3
3,675,280 Lbs 1,677 Ton
99 BPM 15.74 方/分钟
5,852 – 6,801 Psi
Average HHP Range:平均水马力
13,889 – 16,387
Maximum HHP Required:最大水马力
20,630
– 2. 单流阀式
内置提升阀,桥塞上部 承压,流体可以从下往 上流动
无生产通道桥塞:压裂完成
之后全部磨掉,进行生产。
9 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
投球式 单流阀式 全堵塞式
易钻桥塞的特性
•耐压10,000psi •耐温350华氏度 •外径4.375” •内径0.75” •球外径2.5” •球比重1.80 •下降速度:17 分/1000米 •泵送速度:1 分/1000米(8方/分泵速) •下入速度200 英尺/分 (61 米/分) •入座前泵排量;12 桶/分( 2方/分) •下入过顶液量:1.5 井筒体积 •99% 以上成功率
6
Agenda 议程
桥塞-射孔连作技术
7
易钻桥塞的特性
HPHT Gen 3.0 Hi-Value Fast Frac
8 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
Temp: 450 F° Pressure: 12,500 psi
7 1/16” 10k Frac Valve 7 1/16 10k Flow Cross
Baker Hughes CUSTOMER
易钻桥塞下入方法- 电缆泵送
Perf Guns
• E-4 Setting Tool
W/Wireline Adapter Kit
• Composite Plug
14 © 2009 Baker Hughes Incorporated. All Rights Reserved.
165
Fluids Type 压裂液类型 Proppant Type 加砂类型
HCI Spearhead, Slick Water
100 Mesh Sand
Total Fluid Pumped(Gal)总液量 Total Proppant (Lbs)总砂量 Average Frac Rate (Bpm)平均泵速 Average Treating Pressure Range (Psig)地面压力